肌肉中能量贮存的主要方式

肌肉中能量贮存的主要方式,第1张

肌肉中能量贮存的主要方式是磷酸肌酸。磷酸肌酸存在于需能较多的骨骼肌、心肌和脑中,是肌肉中主要的能量贮存形式。ATP充足时,通过转移末端~P给肌酸,生成磷酸肌酸。当迅速消耗ATP时,磷酸肌酸可将~P转移给ADP,生成ATP,补充ATP的不足。由于肌肉细胞的磷酸肌酸含量是其ATP含量的3~4倍,前者可贮存供短期活动用的、足够的磷酸基。在活动后的恢复期中,积累的肌酸又可被ATP磷酸化,重新生成磷酸肌酸,这是同一个酶催化的逆反应。因为细胞中没有其他合成和分解磷酸肌酸的代谢途径,此化合物很适合完成这种暂时贮存的功能。

这个也太多了吧我只能大概讲一下,具体步骤细节还要LZ翻书看

1先是植物体内的光合反应,分为光反应和暗反应,在叶绿体中进行:

光反应为水的光解:

H20→2H+ 1/2O2(水的光解)

NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(递氢)

ADP+Pi→ATP (递能)

暗反应为卡尔文循环:

CO2+二磷酸核酮糖(RuBP)→3-磷酸甘油酸(二氧化碳的固定)

3-磷酸甘油酸→3-磷酸甘油醛+ RuBP(有机物的生成或称为C3的还原)

ATP→ADP+PI(耗能)

3-磷酸甘油醛→磷酸二羟丙酮

3-磷酸甘油醛+磷酸二羟丙酮→1,6-二磷酸果糖

1,6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖

6-磷酸果糖→6-磷酸葡萄糖

6-磷酸葡萄糖→淀粉

2淀粉被人体摄入后经唾液淀粉酶和胰淀粉酶消化,先生成糊精,再生成麦芽三糖和麦芽糖,再经麦芽糖酶水解生成葡萄糖。葡萄糖直接经血液输送。

无氧情况下葡萄糖在细胞质基质内经糖酵解生成丙酮酸:

淀粉→糊精→葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖→3-磷酸甘油醛+磷酸二羟丙酮

磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸

丙酮酸在乳酸脱氢酶作用下还原生成乳酸,乳酸经血液循环输送给肝,在肝中经糖异生作用(糖酵解的逆向反应)异生成葡萄糖,再经血液运送给细胞利用。

有氧情况下,葡萄糖在细胞质中糖酵解成丙酮酸(步骤同上),丙酮酸进入线粒体氧化脱酸生成乙酰辅酶A和CO2,乙酰CoA进入三羧酸循环:

乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸→顺乌头酸→异柠檬酸→α-酮戊二酸→琥珀酸单酰CoA→琥珀酸→延胡索酸→苹果酸→草酰乙酸

过程中生成2个CO2 3个NADH 1个FADH2 ,NADH和FADH2 进入氧化呼吸电子传递链将电子传递给O2,通过氧化磷酸化偶联产生ATP

是人体自身的化学能这涉及一个专用名词---ATP

ATP是一种化学物质,是人体内能量的直接来源我们吃的食物里,淀粉之类的物质经过消化吸收的葡萄糖,是人体的能量来源但这种能量在人体不能被直接利用,必须在细胞内专门的细胞器(主要是线粒体)内通过一系列氧化反应转化为人体能直接利用的ATPATP为人体提供化学能后转化为ADP,ADP在体内吸收能量有能转化为ATPATP在人体内的含量很少,转化却十分迅速由于这个特点,人体把吸收来的糖类绝大部分变成糖元储存在肌肉和肝脏中在肝脏中称为"肝糖元",在肌肉中成为"肌糖元"

在人运动时,以跑步为例,刚开始活动时腿部肌肉所需要的能量,由ATP提供,而运动所需能量大大高于微量ATP的储能,所以储存在肌肉内的肌糖元要不断分解为葡萄糖,再通过有氧呼吸(需有氧气的参与,氧气来自血液)---此过程主要发生在线粒体中(上文已提到)---将葡萄糖氧化分解以获得能量,大约60%以热的形式散失40%左右储存在ATP里

运动有可能是厌氧的,也有可能是需氧的。

厌氧运动一般是高强度、短时间的,这时肌肉不能及时获得其所需要的全部氧气,这类运动包括200-400米短跑、50米游泳、举重、足球、篮球、排球等,这些运动需要在短时间内迅速爆发性地提供大量能量。在厌氧运动中人体主要是利用糖元,虽然每次爆发运动的持续时间不长,但多次累积的结果也会导致糖元的耗尽。

需氧运动的强度方面一般是低等到中等程度的,但持续时间长,例如马拉松赛跑、长距离游泳或骑自行车、慢跑等。在这些运动中,肌肉细胞能够获得它们所需要的绝大部分氧气,能源物质大约70%来自于糖元,其余来自于脂肪。

生物体产生ATP的方式大致有三:有氧呼吸(大量)、无氧呼吸(少量)及磷酸肌酸中能量的转移(少)。在不同的生理状态下,主要通过何种途径形成ATP,就需要理解有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸的反应产物及供能的特点。

当你进行长跑时(比如说5000跑或10000米跑,要提问学生是否跑过),此时为需氧运动,此过程中供能的主要方式是有氧呼吸;

当你进行200米跑时为厌氧运动,此过程中主要的供能方式是无氧呼吸,而人体糖类物质无氧呼吸产物是乳酸,因此血液中乳酸含量显著增加;

当你进行100米跑时情况较为特殊,此过程特点是在非常短的时间内从静止状态达到高速状态,需要消耗大量的能量,但此时有氧呼吸,甚至于无氧呼吸都没有及时被调动起来,以适应这种高能量需求,怎么办呢?原来此时ATP的合成完全依靠体内高能化合物磷酸肌酸的能量转移。当磷酸肌酸分解为肌酸和磷酸时,能释放出大量的能量迅速形成ATP,供机体剧烈运动时对能量的需求。要注意由磷酸肌酸转移到ATP的能量是非常有限的,不能维持较长的时间。

ATP酶又称为三磷酸腺苷酶,是一类能将三磷酸腺苷(ATP)催化水解为二磷酸腺苷(ADP)和磷酸根离子的酶,这是一个释放能量的反应。在大多数情况下,能量可以通过传递而被用于驱动另一个需要能量的化学反应。这一过程被所有已知的生命形式广泛利用。ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号,它是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在2092kJ/mol(千焦每摩尔)以上的磷酸化合物,ATP水解时释放的能量高达3054kJ/mol。ATP的分子式可以简写成A-P~P~P。简式中的A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,叫做高能磷酸键。

ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时能够释放出大量的能量,ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。部分ATP酶是内在膜蛋白,可以锚定在生物膜上,并可以在膜上移动;这些ATP酶又被称为跨膜ATP酶。ATP酶与ATP水解反应耦合的转运是一个严格的化学反应,即每分子ATP水解能够使一定数量的溶液分子被转运。例如,对於钠钾ATP酶,每分子ATP水解能够使3个钠离子被运出细胞,同时2个钾离子被运入。跨膜ATP酶需要ATP水解所产生的能量,因为这些酶需要做功:它们逆著热力学上更容易发生的方向来进行物质运输,换句话说,以膜为参照,它们可以将物质从低浓度的一边运送到高浓度的一边。这一过程被称为主动运输。

细胞通过主动运输吸收人体组织液中的葡萄糖,有氧气时在线粒体进行有氧呼吸(第一阶段在细胞质基质中),

C6H12O6+6O2=====6CO2+6H2O 该过程1mol葡萄糖释放2870KJ能量,其中1161KJ储存在ATP,其余以热能散失。

无氧时仅在细胞质基质中进行无氧呼吸。

C6H12O6=====2C3H6O3(乳酸)该过程只放出19665KJ能量,6108KJ储存在ATP

ATP是三磷酸腺苷,含有高能磷酸键,是一种直接能源物质,供细胞利用,其能量算是化学能。当然,ATP可进一步转化成电能、光能等等。热量就是以热能形式散失

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