细胞与能量细胞的能量货币ATP腺苷三磷酸.pdf

2014 Cheng, Nai-Yu 1-4 細胞與能量 一、細胞的能量貨幣—ATP (腺苷三磷酸) 腺 嘌呤 核糖 (一)細胞的能量貨幣(能量攜帶者) (二)ATP(腺苷三磷酸) = 核糖 + 腺嘌呤(A) + 3 個磷酸根 (三)具有兩個高能磷酸鍵 ，高能磷酸鍵水解(打斷)能夠釋出游離磷酸根和大量能量 (四) ATP ADP + P + 能量 (約7.3 kcal) i (五)特殊情況下ADP 可進一步水解成 AMP + Pi + 能量(但不常見) (六)ATP-ADP 循環 ：放能和吸能反應的偶聯反應(Coupling reaction)模式 在細胞中同化代謝和異化代謝是互相依存的兩種過程：ATP 水解釋放能量，提供吸能反應(如 蛋白質合成、主動運輸等)所需；而放能反應(如脂質分解、呼吸作用等)釋出的能量，可以 提供ADP 重新合成，形成ATP 。 當細胞內ATP 多(ATP/ADP 高)時 ，細胞能量充足，促進同化反應、細胞生長； 當ADP 多(ATP/ADP 低)時，細胞能量不足，促進異化反應(如:呼吸作用、分解養分) 22 2014 Cheng, Nai-Yu 二、光合作用 CO + H O C H O + O + H O 2 2 6 12 6 2 2 光合作用的場所：葉綠體 (一個典型的葉肉細胞約有30-40 個葉綠體) 1. 雙層膜(外膜、內膜)的胞器 2. 內部具有堆疊的類囊體(囊狀膜、葉綠囊) ，數個類囊體堆疊形成葉綠餅 (1) 類囊體膜上具有光合色素(如葉綠素、葉黃素、胡蘿蔔素)光反應的場所 (2) 光合色素皆為脂溶性色素，鑲嵌於葉綠體的類囊體膜上 (3) 光合色素主要吸收紅光和藍光(反射綠光) (4) 原本低能階的還原型基態，吸收光能後，放出電子，成為高能階的氧化型激發態 3. 基質 ：類囊體膜與內膜之間的膠態物質稱為基質，基質內含有碳反應所需酵素。 23 2014 Cheng, Nai-Yu (一)光反應(Light-dependent reaction) 1. 目的：將光能轉換成化學能。 2. 場所：類囊體膜上 3. 過程： (1) 光合色素吸收光能 ：葉綠素由基態激發態，並放出高能電子 + - (2) 水的光解 ：H OO +H +e (電子轉移至葉綠素) 2 2 (3) 電子傳遞鏈(ETC)及ATP 的形成：葉綠素放出的高能電子被類囊體膜上一系列的電子載體 所接受，因電子載體對電子的親和力不同而依序傳遞(由親和力低到高) ，將能量釋出， 用以將ADP+PiATP + (4) NADPH 的形成 ：最後電子由輔酶NADP 接受，形成高能輔酶NADPH (二)碳反應 (Carbon reaction)—卡爾文循環(卡氏循環, Calvin cycle) 1. 目的：固定CO2 ，合成葡萄糖。 2. 場所：葉綠體基質 補充 卡爾文循環的過程 2 G3P磷酸果糖磷酸葡萄糖澱粉(儲存) (細胞質) 呼吸作用、蔗糖(韌皮部運輸) 、澱粉