АТФ и макроэргические связи
🌿 Биология · 10 класс
АТФ — универсальный источник энергии
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота, или аденозинтрифосфат) — это нуклеотид, который служит универсальным аккумулятором и переносчиком энергии в клетках всех живых организмов. Именно за счёт энергии АТФ протекает подавляющее большинство процессов жизнедеятельности.
Молекула АТФ состоит из трёх частей: азотистого основания аденина, пятиуглеродного сахара рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты, соединённых последовательно в цепочку.
Макроэргические связи
Два последних остатка фосфорной кислоты присоединены к молекуле особыми связями, которые называют макроэргическими. При их разрыве выделяется большое количество энергии — около 40 кДж на моль, тогда как при разрыве обычной химической связи выделяется примерно 12 кДж. Именно поэтому такие связи и называют богатыми энергией.
При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфат), а при отщеплении второго — в АМФ (аденозинмонофосфат).
| Молекула | Число остатков кислоты | Макроэргические связи |
|---|---|---|
| АТФ | 3 | 2 |
| АДФ | 2 | 1 |
| АМФ | 1 | 0 |
Разбор реакции
Запишем реакцию гидролиза АТФ: АТФ + вода → АДФ + Ф + 40 кДж. Здесь Ф — это остаток фосфорной кислоты. Энергия, выделяющаяся при этой реакции, используется клеткой для работы. Обратный процесс — синтез АТФ из АДФ и фосфата — требует затрат энергии: АДФ + Ф + 40 кДж → АТФ + вода. Так клетка постоянно перезаряжает свою энергетическую «батарейку».
Где образуется АТФ
- В митохондриях — при кислородном этапе клеточного дыхания; это основной источник АТФ в клетке.
- В хлоропластах растений — в световой фазе фотосинтеза.
- В цитоплазме — при бескислородном (анаэробном) расщеплении глюкозы.
Роль АТФ в клетке
Энергия АТФ используется для самых разных процессов: биосинтеза белков и других веществ, мышечного сокращения, активного транспорта веществ через мембрану, проведения нервных импульсов, деления клеток и поддержания постоянной температуры тела у теплокровных животных.
Частая ошибка: считать, что АТФ запасает энергию надолго, как жир или крахмал. На самом деле это «разменная монета» клетки: молекула быстро образуется и так же быстро расходуется. Каждая молекула АТФ существует в среднем меньше минуты, после чего распадается и снова восстанавливается.
Таким образом, АТФ связывает между собой процессы, в которых энергия выделяется (дыхание, фотосинтез), и процессы, в которых она потребляется.
Кратко о главном
- АТФ — универсальный накопитель и переносчик энергии в клетке.
- Состоит из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты.
- Содержит две макроэргические связи, при разрыве каждой выделяется около 40 кДж/моль.
- Образуется в основном в митохондриях при клеточном дыхании.