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ATP: Adenosine Triphosphate

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    可论证的是 在生物学中一个重要的分子
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    是ATP
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    ATP表示 三磷酸腺苷
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    它听起来很奇妙
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    但是 你需要记住 或者当你看到ATP
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    参与一些生化反应时
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    你脑海中的一些记忆应该告诉你 嗨 我们是处理
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    生物能量
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    或者说 把ATP当作是一种货币 它是一种货币
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    (用引号标注下)
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    生物能量
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    那么 什么是能量货币呢？
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    事实上 ATP将能量储存在它的化学键中
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    接下来我会解释它意味着什么
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    在我们学习什么是腺苷基团或者三磷酸基团之前
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    你可以忽视真实情况
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    你可以将APT假想成由一些被叫做
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    (让我用一种好看的颜色来表示它）
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    一个腺苷基团在这里
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    并且它是被三个磷酸所连接的
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    你三个连接它的磷酸 就像图中这样
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    这就是ATP了
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    三磷酸腺苷
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    Tri- 在这里表示三个磷酸基团
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    现在 如果你手头有ATP 你可以水解它的键
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    这意味着你要将
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    ATP放入水中
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    所以 让我在这里添加一些水
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    假设我手头有水
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    然后这些磷酸基团中的一个将会被水解断裂
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    本质上是一些水加入了这个被水解的磷酸基团
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    同样一些水则加入
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    这些磷酸基团
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    我接下来会给你更详细的描述
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    但是 我想先给你一个大体的描述
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    你能得到的残余物质是一个腺苷基团
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    这个基团有两个磷酸
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    现在 这里有两个磷酸
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    它被叫做二磷酸腺苷 缩写是ADP
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    之前的三磷酸腺苷含有三个磷酸
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    现在我们得到的是二磷酸
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    我们在这里直接将它写成di而不是三磷酸腺苷中的tri
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    是因为我们只拥有两个磷酸基团
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    ATP因此被水解了
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    或者说你使这些磷酸基团的其中一个键断裂
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    你现在所得到的是ADP
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    和一个额外的磷酸基团
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    这是我们谈及ATP和能量时最关键的一个概念
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    最后这还有一个能量
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    这里是一个能量
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    这就是为什么我说ATP是一种
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    一种生物能量货币
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    如果你有ATP并且你让它经历一些化学反应
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    你就会得到磷酸
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    并且会有能量产生
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    这个能量可以被用作产热
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    或者你可以将这个反应和
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    其他反应需要能量的反应相结合
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    然后这些反应将能够继续
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    所以我画了这个圈
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    腺苷和磷酸
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    事实上 你必须知道这一切
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    我在这里已经展示的是
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    这些是你必须要掌握的 为了了解ATP如何在
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    大多数生物系统中工作的 如果你想
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    如果你有能量并且想将它们转变成ATP
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    反应将会这样进行
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    能量＋磷酸基团＋一些ADP
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    这样你将会得到ATP
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    这就是能量的储存
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    反应方程式这边是能量的储存
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    这边则是能量的利用
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    这些就是全部－确切地说95％的人
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    需要知道的ATP在生物系统中的功能
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    当你有能量的时候
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    储存能量的反应才会发生
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    当你使磷酸键断裂 它将释放能量
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    同样 如果你想将ADP和磷酸变回ATP
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    你必须将能量用尽
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    所以说ATP是能量来源
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    如果你有ADP并且想要得到ATP 你需要使用能量
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    我刚才用圈表示的A
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    是腺苷
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    但是 一些时候我认为了解分子的结构
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    会更佳有用
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    所以我从Wikipedia（维基百科）剪切粘贴了这个分子结构式
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    至于我为什么没有一开始就把它展示给你
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    是因为它看起来非常复杂
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    然而关于为什么ATP是能量货币的这个概念
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    我觉得更为直接一点
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    当有一个三磷酸的时候 一个磷酸键断裂
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    然后这里就产生了一些能量
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    这些能量被置于系统中
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    或者如果你像将这一个磷酸连接回去
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    你就要用掉这个能量
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    这就是最基本的ATP作用原理
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    但是 这只是它的实际结构
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    但是即使在这里(黑板上) 我们能是键断裂
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    并且这个确实不坏
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    腺苷
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    让我圈出腺苷基团
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    这是腺苷
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    这个圈中的就是腺苷
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    这部分分子在这里
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    这就是腺苷(箭头所指)
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    对于你们这些也观看其他教学录像的人来说
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    有可能会认识这部分结构
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    这是就腺苷酸
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    但是这里的这部分
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    这部分是腺嘌呤(黄色圈起来的)
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    这里的腺嘌呤和组成核苷酸的嘌呤是一样的
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    核苷酸是DNA的支柱
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    所以说 在生物系统中
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    这些分子的用途有很多
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    这里的腺嘌呤和我们常说的
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    腺嘌呤和鸟嘌呤中的腺嘌呤是一样的
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    这个就是嘌呤
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    当然 你可能还知道嘧啶
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    但是在这里我不会谈及它
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    它们(嘌呤和嘧啶)是一样的分子
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    这是一个有趣的事情
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    那些组成DNA的相同物质
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    同样也是这些能量货币的一部分
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    所以说 腺嘌呤是组成ATP中腺苷酸的一部分
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    那么在这里的这一部份
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    是核糖(绿色圈出的)
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    你可以从RNA(核糖核苷酸)中见到它
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    因为你在整个组成中都能见到核糖
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    但是这不是我要讲述的
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    不得不提 核糖只是一个五碳糖
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    当它们不和其他分子连接时
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    它们只是作为碳
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    所以这是一个碳 两个碳 三个碳
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    四个碳 五个碳
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    了解清楚很好更好点
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    同样 要知道它们把自己的一部分
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    分享给DNA
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    这些就是我们很熟悉的构件
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    但是我不得不强调一下 知道这个知识
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    或者说记住它
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    对于帮助你明白ATP是如何作用
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    是没有一点作用的
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    我在这里我圈出三个磷酸基团
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    这个是实际的分子结构(分子结构式图中)
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    也就是刘易斯结构
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    这是一个磷酸基团
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    这是第二个磷酸基团
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    最后这个是第三个磷酸基团
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    就是这个样子的
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    当我第一次接触这个的时候 我遇到的第一个问题是
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    假如你把其中一个磷酸基团拿走
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    或者说这个化学键被水解
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    这样会释放能量
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    接下来我将继续并且回答所有
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    必须回答的问题
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    但是 为什么这样做(水解化学键)会释放能量？
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    这个释放能量的化学键有是什么？
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    记住这里所有的键都是被不同原子
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    共享的电子(共价电子)
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    所以 理解它的最好方法在这里
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    这些被共享电子通过了这个键
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    或者说 这一个被共用电子通过了这个键
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    这个电子来自于磷酸
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    我不会在这里画出元素周期表
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    但是你要知道 磷有五个电子可以共享
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    和氧相比 磷的负电性更弱
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    所以氧在这里会偏向吸引电子
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    但是这一个电子非常不稳定
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    这里有很多原因导致了这种不稳定
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    电子在一种高能量状态
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    一个原因是
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    这里全部都是负电的氧
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    所以他们会排斥彼此
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    因此这些在这个键中电子自然不能靠近原子核
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    他们会进入一种低能量状态
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    这些描述只不过是一种类比
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    我们知道 电子可以变的很复杂
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    并且这就是量子力学世界
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    但是这是一种很好的类比方法
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    这些分子想要离开彼此(彼此排斥)
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    但是因为有这些键
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    所以这个电子处于高能量状态
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    这两个原子的电子离核的距离要比理论上的远
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    当你是这个磷酸基团离开时
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    所有电子都会进入低能量状态
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    这个从高能量状态
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    到低能量状态的过程产生了能量
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    事实上 在任何我们说
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    产生能量的化学发应中
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    能量总是来自到更低能量状态的电子
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    上面讲的就是和ATP有关的
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    在之后的视频中
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    当我们提到细胞呼吸和糖酵解或者其他
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    无论何时产生的能量
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    都是电子从不稳定的状态到稳定状态产生的
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    在这个过程中 他们产生能量
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    假设我在一个平面上或者我即将跳离一个平面
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    我必须有足够的潜在能量
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    当我要跳离平面的时候
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    你可以把这个举例当作不稳定状态
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    同样 当我坐在座位上观看橄榄球比赛时
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    我没有很多潜在能量
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    所以我在一种稳定的状态
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    可能当我坐在座位上时
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    我已经产生了足够的能量
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    但是 我不知道(这只是一个类比)
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    我的类比总是会在一些时候失去价值
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    现在 我想告诉你的最后一件事情是
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    这个ATP反应是如何发生的
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    到目前为止 你已经可以关掉这个视屏
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    并且你已经可以完成95%的有关APT的问题
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    尤其是AP考试中的题目
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    但是 我想让你了解
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    这个ATP反应是如何发生的
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    为了方便描述 我要做的就是
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    复制和粘贴这些部分
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    我之前已经告诉过你 这个部分
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    将要分解ATP
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    让我来完成复制粘贴
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    在这里断开的是磷酸基团
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    之后剩下的是这些
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    你能看到ADP剩在这里
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    这个就是ADP
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    我甚至不用完全复制和粘贴全部的成分
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    你就能够认出这个部分是腺苷基团
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    复制 粘贴
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    就是这样的
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    我们之前已经将到过这个东西会被水解
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    或者可以说是断裂 然后产生能量
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    但是我将要做的是
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    展示给你详细断裂过程(机理)
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    这个有关水解发生的机理
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    是有一点复杂
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    我说过 这个反应必须在有水是才会发生
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    让我在这里添加一些水
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    这里是一个氧和一个氢
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    这是另一个氢
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    那么他们在一起就是水
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    所以 水解就是一个反应 我们说 嗨
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    在这个反应中 这部分(鼠标所指)O想要和成键
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    或者想要共享电子
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    所以 这个氢可能会到这里
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    并且和这个氧共享电子
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    这个磷有一个额外的电子
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    这个额外电子需要共享
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    记得磷有五个价电子
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    它想要和氧共享
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    它已经被共享的电子有四个
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    那么 如果这个氢连接到这里
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    剩下的部分是这个蓝色的OH
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    这个OH可以分享
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    一个磷的额外电子
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    所以你看到的OH会变成这样
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    这个是实际上发生的
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    当然 这个反应可以发生在另一侧
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    我可以断开这里
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    把全部都断开
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    这个H可以和这个O在一起
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    这个H会到这里
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    并且这个O会接纳OH
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    这个反应会发生在其中一个顺序
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    所以说 任何一方都是OK的
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    在这里 我还想阐述另一个点
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    这个点有点复杂
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    我甚至在思考是否要这样做
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    电子之所以总是在相对低的能量状态
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    是因为 就像我说过的 这个电子会更“开心”(稳定)
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    在这里 我们可以说 这个在磷中的电子现在更稳定
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    它在相对低的能量状态
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    因为它将不会被拉伸
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    它不用花费时间徘徊在这部分和这部分之间
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    因为这个分子和这个分子想要分开
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    因为他们都有负电荷(相互排斥)
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    刚才讲的只是一部分原因
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    另一部分原因是
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    我们会在学习有机化学的时候深入探讨细节
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    这个有更多的共振
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    更多的共振结构或者共振配置
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    所有想要阐明的是 这些额外的电子
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    他们可以在不同的原子间移动
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    并且这种移动会让电子更佳稳定
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    假设在这里的这个氧有额外的电子
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    那么额外的电子会到这里来
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    之后和磷形成双键
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    这个电子会跳跃到这个氧的地方
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    这个过程会发生在这边和那边
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    我不会讲述更多细节
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    但是这个就是使它更稳定的原因
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    如果你已经学习了有机化学
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    你就能够了解的更多
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    但是我不想让这些变得复杂
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    你要记得关于ATP的最重要的事情就是
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    当你切断磷酸基团
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    基团会产生能量 这个能量可以推动所有生物功能
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    例如生长和运动 肌肉的运动 收缩
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    和 电冲动在神经和大脑中的传递
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    所以 在生物系统中
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    这个反应就是主要的能量电池或者能量货币
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    这就是你必须掌握的关于ATP的主要知识
Title:
ATP: Adenosine Triphosphate
Description:

Introduction to ATP or Adenosine Triphosphate
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Video Language:
English
Duration:
13:35

Chinese, Simplified subtitles

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