살아있는 세포의 주요 에너지 축적기. "분자 수준"(9학년) 주제에 대한 생물학 시험. 신체의 에너지 축적기

빛의 에너지로 인해 ATP와 일부 다른 분자가 광합성 세포에서 형성되어 일종의 에너지 축적기 역할을 합니다. 빛에 의해 흥분된 전자는 에너지를 방출하여 ADP를 인산화하여 ATP를 형성합니다. 에너지 축적기는 ATP 외에 복잡한 유기 화합물인 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 인산염(NADP +로 약칭)입니다(산화된 형태가 지정됨). 이 화합물은 빛에 여기된 전자와 수소 이온(양성자)을 포획하여 NADPH로 환원됩니다. (이 약어: NADP+ 및 NADP-H -는 각각 NADEF 및 NADEP-AS로 읽으며, 여기서 마지막 문자는 수소 원자의 기호입니다.) 그림 35는 에너지가 풍부한 수소 원자와 전자를 운반하는 니코틴아미드 고리를 보여줍니다. ATP 에너지와 NADPH의 참여로 인해 이산화탄소는 포도당으로 감소됩니다. 이러한 모든 복잡한 과정은 특수한 세포 소기관의 식물 세포에서 발생합니다.

ATP는 세포의 보편적 에너지 “통화”입니다. 자연의 가장 놀라운 "발명품" 중 하나는 에너지 저장 장치 역할을 하는 하나 이상의 결합이 있는 화학 구조의 소위 "거대성" 물질의 분자입니다. 자연에서는 몇 가지 유사한 분자가 발견되었지만 인체에서는 그 중 하나만 발견됩니다 - 아데노신 삼인산 (ATP). 이것은 3개의 음전하 무기 인산 잔기 PO가 부착되어 있는 다소 복잡한 유기 분자입니다. 다양한 세포 내 반응 중에 쉽게 파괴되는 "거대성" 결합에 의해 분자의 유기 부분에 연결된 것은 이러한 인 잔기입니다. 그러나 이러한 결합의 에너지는 열의 형태로 공간에서 소산되지 않고 다른 분자의 이동이나 화학적 상호 작용에 사용됩니다. ATP가 범용 "통화"뿐만 아니라 범용 에너지 저장 장치(어큐뮬레이터)의 기능을 셀에서 수행하는 것은 이러한 속성 덕분입니다. 결국, 세포에서 일어나는 거의 모든 화학적 변형은 에너지를 흡수하거나 방출합니다. 에너지 보존 법칙에 따르면, 산화 반응의 결과로 생성되어 ATP의 형태로 저장되는 총 에너지 양은 세포가 합성 과정 및 모든 기능 수행에 사용할 수 있는 에너지 양과 같습니다. . 이런 저런 행동을 수행할 수 있는 기회에 대한 "지불"로서 세포는 ATP 공급을 소비해야 합니다. 특히 강조되어야 할 점은 ATP 분자가 너무 커서 세포막을 통과할 수 없다는 것입니다. 따라서 한 세포에서 생산된 ATP를 다른 세포에서 사용할 수 없습니다. 신체의 각 세포는 기능을 수행하는 데 필요한 양만큼 독립적으로 필요에 따라 ATP를 합성해야 합니다.

인간 세포에서 ATP 재합성의 세 가지 소스. 분명히 인체 세포의 먼 조상은 수백만 년 전에 식물 세포로 둘러싸여 존재하여 산소가 거의 또는 전혀 없었지만 탄수화물을 풍부하게 공급했습니다. 신체의 에너지 생산을 위해 가장 많이 사용되는 영양소 구성 요소는 탄수화물입니다. 그리고 인체의 대부분의 세포는 단백질과 지방을 에너지 원료로 사용하는 능력을 획득했지만 일부(예: 신경, 적혈구, 남성 생식기) 세포는 탄수화물의 산화를 통해서만 에너지를 생산할 수 있습니다.

탄수화물 또는 실제로 세포 산화의 주요 기질 인 포도당의 1 차 산화 과정은 세포질에서 직접 발생합니다. 효소 복합체가 위치하여 포도당 분자가 부분적으로 파괴되고 방출된 에너지는 ATP의 형태로 저장됩니다. 이 과정을 해당과정이라고 하며 예외 없이 인체의 모든 세포에서 일어날 수 있습니다. 이 반응의 결과로 탄소 6개로 이루어진 포도당 한 분자로부터 탄소 3개로 이루어진 피루브산 분자 2개와 ATP 2분자가 생성됩니다.

해당과정은 매우 빠르지만 상대적으로 비효율적인 과정입니다. 해당작용 반응이 완료된 후 세포에서 형성된 피루브산은 거의 즉시 젖산으로 변하며 때로는 (예를 들어 무거운 근육 활동 중에) 매우 많은 양이 혈액으로 방출됩니다. 세포막을 통과합니다. 산성 대사 산물이 혈액으로 대량 방출되면 항상성이 파괴되고, 신체는 근육 활동이나 기타 활성 활동의 결과에 대처하기 위해 특별한 항상성 메커니즘을 활성화해야 합니다.

해당과정의 결과로 형성된 피루브산은 여전히 ​​많은 잠재적인 화학 에너지를 함유하고 있으며 추가 산화를 위한 기질 역할을 할 수 있지만 이를 위해서는 특별한 효소와 산소가 필요합니다. 이 과정은 특수 세포 소기관인 미토콘드리아를 포함하는 많은 세포에서 발생합니다. 미토콘드리아 막의 내부 표면은 수많은 산화 효소를 포함하여 큰 지질과 단백질 분자로 구성됩니다. 세포질에 형성된 3개의 탄소 분자는 미토콘드리아 내부로 침투합니다. 일반적으로 아세트산(아세트산)입니다. 그곳에서는 탄소와 수소 원자가 유기 분자에서 교대로 분리되어 산소와 결합하여 이산화탄소와 물로 전환되는 연속적으로 진행되는 반응 주기에 포함됩니다. 이러한 반응은 ATP의 형태로 저장되는 많은 양의 에너지를 방출합니다. 미토콘드리아에서 전체 산화 주기를 거친 각 피루브산 분자는 세포가 17분자의 ATP를 얻도록 합니다. 따라서 1개의 포도당 분자가 완전히 산화되면 세포에는 2+17x2 = 36개의 ATP 분자가 제공됩니다. 미토콘드리아 산화 과정에 지방산과 아미노산, 즉 지방과 단백질의 성분이 포함될 수도 있다는 것도 똑같이 중요합니다. 이 능력 덕분에 미토콘드리아는 신체가 먹는 음식에 대해 세포를 상대적으로 독립적으로 만듭니다. 어떤 경우에도 필요한 양의 에너지가 생성됩니다.

에너지 중 일부는 ATP보다 더 작고 이동성이 뛰어난 분자인 크레아틴 인산염(CrP)의 형태로 세포에 저장됩니다. 세포의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로, 즉 현재 에너지가 가장 필요한 곳으로 빠르게 이동할 수 있는 것은 바로 이 작은 분자입니다. KrF 자체는 합성, 근육 수축 또는 신경 자극 전도 과정에 에너지를 제공할 수 없습니다. 이를 위해서는 ATP가 필요합니다. 그러나 반면에 KrP는 손실 없이 쉽고 실질적으로 그 안에 포함된 모든 에너지를 아데나진 이인산염(ADP) 분자에 제공할 수 있으며, ADP는 즉시 ATP로 전환되어 추가 생화학적 변형이 가능합니다.

따라서 세포가 기능하는 동안 소비되는 에너지, 즉 ATP는 혐기성(무산소) 해당과정, 호기성(산소 참여) 미토콘드리아 산화, 그리고 CrP에서 ADP로 인산염 그룹의 이동으로 인해 세 가지 주요 과정으로 인해 재생될 수 있습니다.

크레아틴 인산염 공급원은 크레아틴 인산염과 ADP의 반응이 매우 빠르게 일어나기 때문에 가장 강력합니다. 그러나 세포 내 CrF 보유량은 일반적으로 적습니다. 예를 들어 근육은 CrF로 인해 최대 6-7초 동안 최대 노력으로 작동할 수 있습니다. 이는 일반적으로 두 번째로 강력한 에너지원인 해당과정을 유발하기에 충분합니다. 이 경우 영양자원은 몇배로 많지만 작업이 진행됨에 따라 젖산의 생성으로 인해 항상성이 점점 더 스트레스를 받게 되고 이러한 작업을 큰 근육으로 수행하게 되면 1.5~2분을 넘을 수 없게 됩니다. 그러나이 기간 동안 미토콘드리아는 거의 완전히 활성화되어 포도당뿐만 아니라 체내 공급이 거의 무한한 지방산도 태울 수 있습니다. 따라서 호기성 미토콘드리아 공급원은 그 힘이 해당 공급원보다 2-3 배 적고 크레아틴 인산염 공급원보다 5 배 적음에도 불구하고 매우 오랫동안 작동 할 수 있습니다.

신체의 다양한 조직에서 에너지 생산 조직의 특징. 조직마다 미토콘드리아의 수준이 다릅니다. 뼈와 백색 지방에서는 가장 적게 발견되고, 갈색 지방, 간 및 신장에서는 가장 많이 발견됩니다. 신경세포에는 미토콘드리아가 꽤 많습니다. 근육은 미토콘드리아의 농도가 높지 않지만 골격근은 신체에서 가장 큰 조직(성인 체중의 약 40%)이라는 사실로 인해 강도와 미토콘드리아의 강도를 크게 결정하는 것은 근육 세포의 필요입니다. 모든 에너지 대사 과정의 방향. I.A. Arshavsky는 이것을 "골격근의 에너지 규칙"이라고 불렀습니다.

나이가 들면서 에너지 대사의 두 가지 중요한 구성 요소가 동시에 변합니다. 즉, 서로 다른 대사 활동을 갖는 조직 질량의 비율과 이러한 조직에서 가장 중요한 산화 효소의 함량이 변합니다. 결과적으로 에너지 대사는 매우 복잡한 변화를 겪지만 일반적으로 그 강도는 나이가 들수록 상당히 감소합니다.

산화적 인산화 과정에 대한 현대적인 이해는 Belitzer와 Kalkar의 선구적인 연구에서 비롯되었습니다. Kalkar는 호기성 인산화가 호흡과 연관되어 있음을 입증했습니다. Belitser는 공액 인산염 결합과 산소 흡수 사이의 화학양론적 관계를 자세히 연구했으며 흡수된 산소 원자 수에 대한 무기 인산염 분자 수의 비율이 다음과 같다는 것을 보여주었습니다.

호흡이 적어도 2와 같을 때. 그는 또한 기질에서 산소로의 전자 전달이 흡수된 산소 원자당 2개 이상의 ATP 분자를 형성하는 에너지원이 될 수 있음을 지적했습니다.

전자 공여체는 NADH 분자이고 인산화 반응은 다음과 같은 형태를 갖습니다.

간략하게 이 반응은 다음과 같이 쓰여진다.

반응(15.11)에서 3개의 ATP 분자의 합성은 NADH 분자의 전자 2개가 전자 전달 사슬을 따라 산소 분자로 전달되면서 발생합니다. 이 경우 각 전자의 에너지는 1.14eV만큼 감소합니다.

수생 환경에서는 특수 효소의 참여로 ATP 분자의 가수 분해가 발생합니다

반응 (15.12)와 (15.13)에 관련된 분자의 구조식은 그림 1에 나와 있습니다. 31.

생리학적 조건에서 반응(15.12)과 (15.13)에 관련된 분자는 서로 다른 이온화 단계(ATP, )에 있습니다. 그러므로, 이들 공식의 화학 기호는 서로 다른 이온화 단계에서 분자 사이의 반응을 나타내는 일반적인 표현으로 이해되어야 합니다. 이와 관련하여 반응(15.12)에서 자유 에너지 AG의 증가와 반응(15.13)의 감소는 온도, 이온 농도 및 매질의 pH 값에 따라 달라집니다. 표준 조건에서 eV kcal/mol). 세포 내부의 pH 및 이온 농도의 생리적 값과 세포질의 ATP 및 ADP 분자 및 무기 인산염 농도의 일반적인 값을 고려하여 적절한 보정을 도입하면 무료로 ATP 분자의 가수분해 에너지는 -0.54eV(-12.5kcal/mol)의 값을 얻습니다. ATP 분자의 가수분해 자유 에너지는 일정한 값이 아닙니다. 같은 세포라도 장소마다 농도가 다르면 같지 않을 수도 있습니다.

Lipman(1941)의 선구적인 연구 이후, 세포 내 ATP 분자는 대부분의 생명 과정에서 사용되는 화학 에너지의 보편적인 단기 저장고 및 운반체 역할을 한다는 것이 알려졌습니다.

ATP 분자가 가수분해되는 동안 에너지 방출은 분자의 변형을 동반합니다.

이 경우 기호로 표시된 결합이 절단되면 인산 잔기가 제거됩니다. Lipman의 제안에 따르면 이러한 결합은 "에너지가 풍부한 인산염 결합" 또는 "거대활성 결합"이라고 불렸습니다. 이 이름은 매우 불행합니다. 가수분해 중에 발생하는 공정의 에너지를 전혀 반영하지 않습니다. 자유 에너지의 방출은 결합 하나의 파열로 인해 발생하는 것이 아니라(이러한 파열에는 항상 에너지 소비가 필요함) 반응에 참여하는 모든 분자의 재배열, 새로운 결합의 형성 및 반응 중 용매화 껍질의 재배열에 의해 발생합니다. .

NaCl 분자가 물에 용해되면 수화된 이온이 형성됩니다.수화 중에 얻은 에너지는 NaCl 분자의 결합이 끊어질 때 에너지 소비를 충당합니다. 이러한 에너지 획득을 NaCl 분자의 "고도 활성 결합"에 돌리는 것은 이상할 것입니다.

알려진 바와 같이, 무거운 원자핵이 분열하는 동안 큰 에너지가 방출되는데, 이는 고에너지 결합의 파괴와 관련이 없지만 핵분열 조각의 재배열과 사이의 쿨롭 반발 에너지 감소로 인해 발생합니다. 각 조각의 핵.

"거시적 연결"이라는 개념에 대한 공정한 비판이 여러 번 표명되었습니다. 그럼에도 불구하고 이 아이디어는 과학 문헌에 널리 퍼져 있습니다. 큰

표 8

인산화된 화합물의 구조식: a - 포스포에놀리루베이트; b - 1,3-디포스포글리세레이트; c - 크레아틴 인산염; - 글루코스-I-인산염; - 포도당-6-인산염.

다른 이온, pH 등이 적절하게 존재하는 수용액에서 발생하는 전체 변환주기에 대한 간략한 설명으로 "고 에너지 인산염 결합"이라는 표현을 조건부로 사용하면 아무런 해가 없습니다.

따라서 생화학자들이 사용하는 인산염 결합 에너지의 개념은 일반적으로 출발 물질의 자유 에너지와 인산염 그룹이 분리되는 가수분해 반응 생성물의 자유 에너지 간의 차이를 특징으로 합니다. 이 개념은 자유 분자의 두 원자 그룹 사이의 화학 결합 에너지 개념과 혼동되어서는 안됩니다. 후자는 연결을 끊는 데 필요한 에너지를 나타냅니다.

세포는 다수의 인산화된 화합물을 함유하고 있으며, 세포질에서의 가수분해는 유리 아네르기의 방출과 관련됩니다. 이들 화합물 중 일부의 가수분해 표준 자유에너지가 표에 나와 있습니다. 8. 이들 화합물의 구조식은 그림 1에 나와 있다. 31과 35.

가수분해의 표준 자유 아네르기의 큰 음수 값은 음전하를 띤 가수분해 생성물의 수화 에너지와 전자 껍질의 재배열로 인해 발생합니다. 테이블에서 8 ATP 분자의 가수분해 표준 자유 에너지 값은 "고에너지"(포스포에놀피루네이트) 화합물과 "저에너지"(글루코스-6-인산염) 화합물 사이의 중간 위치를 차지합니다. 이것이 ATP 분자가 인산염 그룹의 편리한 보편적 운반체인 이유 중 하나입니다.

특수 효소의 도움으로 ATP와 ADP 분자는 고에너지와 저에너지 사이에서 통신합니다.

인산염 화합물. 예를 들어, 피루브산 키나제 효소는 포스포에놀피루브산에서 ADP로 인산염을 전달합니다. 반응의 결과로 피루브산과 ATP 분자가 형성됩니다. 그런 다음 헥소키나제 효소의 도움으로 ATP 분자는 인산염 그룹을 D-포도당으로 전달하여 포도당-6-인산염으로 전환할 수 있습니다. 이 두 반응의 총 생성물은 변환으로 감소합니다

이러한 유형의 반응은 ATP와 ADP 분자가 반드시 참여하는 중간 단계를 통해서만 진행될 수 있다는 것이 매우 중요합니다.

시험. 분자 수준. 옵션 1. 9 등급.

A1.세포에 가장 많이 포함되어 있는 화학원소는 무엇입니까?
1.질소
2.산소
3.카본
4.수소
A2.ATP의 일부인 화학 원소, 즉 단백질과 핵산의 모든 단량체를 말하십시오.
1)N 2)P 3)S 4)Fe
A3.탄수화물이 아닌 화합물을 표시하십시오.
1) 유당 2) 키틴 3) 케라틴 4) 전분
A4.공간에서 공 모양으로 감겨져 있는 아미노산 사슬의 나선형인 단백질 구조의 이름은 무엇입니까?

A5. 동물 세포에서 저장 탄수화물은 다음과 같습니다.
1.전분
2.셀룰로오스
3.포도당
4.글리코겐
A6. 갓 태어난 포유류의 주요 에너지원은 다음과 같습니다.
1.포도당
2.전분
3.글리코겐
4.유당
A7.RNA 단량체란 무엇인가요?
1) 질소 염기 2) 뉴클레오티드 3) 리보스 4) 우라실
A8.RNA 분자에는 몇 종류의 질소염기가 포함되어 있나요?
1)5 2)2 3)3 4)4
A9. 시토신과 상보적인 DNA 질소 염기는 무엇입니까?
1) 아데닌 2) 구아닌 3) 우라실 4) 티민
A10. 분자는 보편적인 생물학적 에너지 축적 장치입니다.
1).단백질 2).지질 3).DNA 4).ATP
A11. DNA 분자에서 구아닌을 포함하는 뉴클레오티드의 수는 전체 수의 5%입니다. 이 분자에는 티민을 포함하는 뉴클레오티드가 몇 개 있습니까?
1).40% 2).45% 3).90% 4).95%
A12.세포 내 ATP 분자의 역할은 무엇입니까?

1 - 전송 기능 제공 2 - 유전 정보 전송

3 - 에너지로 중요한 과정을 제공합니다. 4 - 생화학을 가속화합니다.

반응

1에. 탄수화물은 세포에서 어떤 기능을 수행합니까?

촉매 4) 구조적

에너지 5) 저장

모터 6) 수축성

2시에. DNA 분자의 뉴클레오티드에는 어떤 구조적 구성 요소가 포함되어 있습니까?

각종 산

지단백질

디옥시리보스 탄수화물

질산

인산

3시에. 유기물의 구조와 기능, 그리고 그 유형 사이의 일치성을 확립하십시오.

물질의 구조와 기능

A. 글리세롤 분자와 지방산의 잔기로 구성됨 1. 지질

B. 아미노산 분자의 잔기로 구성됨 2. 단백질

B. 체온 조절에 참여

D. 이물질로부터 신체를 보호한다.

D. 펩타이드 결합으로 인해 형성됩니다.

E. 가장 에너지 집약적입니다.

C1. 문제를 풀다.

아데닌(A)을 포함하는 DNA 분자에는 1250개의 뉴클레오티드가 있으며 이는 전체 수의 20%입니다. DNA 분자에 티민(T), 시토신(C), 구아닌(G)이 포함된 뉴클레오티드가 개별적으로 몇 개 포함되어 있는지 확인하세요. 당신의 대답을 설명하십시오.

총점: 21점

평가 기준:

19 -21점 – “5”

13 – 18점 – “4”

9 – 12점 – “3”

1 – 8점 – “2”

시험. 분자 수준. 옵션 2. 9 등급

A1. 4가지 화학원소가 세포 전체 함량의 98%를 차지합니다. 이들 중 하나가 아닌 화학 원소를 나타냅니다.
1)O 2)P 3)C 4)N

A2. 어린이에게 다음과 같은 결핍이 있으면 구루병이 발생합니다.
1.망간과 철
2.칼슘과 인
3. 구리와 아연
4.황과 질소
A3.이당류의 이름을 말해보세요.
1) 유당 2) 과당 3) 전분 4) 글리코겐
A4. 아미노산 사슬로 접힌 나선 모양의 단백질 구조의 이름은 무엇입니까?
1) 1차 2) 2차 3) 3차 4) 4차
A5. 식물 세포에서 예비 탄수화물은 다음과 같습니다.
1.전분
2.셀룰로오스
3.포도당
4.글리코겐
A6. 1g이 분해되는 동안 가장 많은 양의 에너지가 방출됩니다.
1.지방
2.다람쥐
3.포도당
4.탄수화물
A7.DNA 단량체란 무엇인가요?
1) 질소 염기 2) 뉴클레오티드 3) 디옥시리보스 4) 우라실
A8. 하나의 DNA 분자에는 몇 개의 폴리뉴클레오티드 가닥이 포함되어 있습니까?
1)1 2)2 3)3 4)4
A9.RNA에서는 발견되지만 DNA에서는 발견되지 않는 화합물을 말하십시오.
1) 티민 2) 디옥시미리보스 3) 리보스 4) 구아닌
A10. 분자는 세포 에너지의 원천이다
1).단백질 2).지질 3).DNA 4).ATP

A11. DNA 분자에서 시토신을 포함하는 뉴클레오티드의 수는 전체 수의 5%입니다. 이 분자에는 티민을 포함하는 뉴클레오티드가 몇 개 있습니까?
1).40% 2).45% 3).90% 4).95%

A12.ATP에는 어떤 화합물이 포함되어 있나요?

1-질소염기 아데닌, 탄수화물 리보스, 인산 3분자

2-질소 염기 구아닌, 설탕 과당, 인산 잔류물.

3-리보스, 글리세롤 및 기타 아미노산

파트 B(제안된 6개 정답 중에서 3개 정답 선택)

1에. 지질은 다음 기능을 수행합니다.

효소 4) 수송

에너지 5) 저장

호르몬 6) 유전 정보 전달

2시에. RNA 분자의 뉴클레오티드를 구성하는 구조적 구성 요소는 무엇입니까?

질소 염기: A, U, G, C.

각종 산

질소 염기: A, T, G, C.

리보스 탄수화물

질산

인산

3시에. 특징과 특징적인 분자 사이의 일치성을 확립합니다.

분자의 특징

A) 물에 잘 녹는다. 1) 단당류

B) 달콤한 맛이 있다 2) 다당류

C) 단맛이 없다

D) 포도당, 리보스, 과당

D) 물에 불용성

E) 전분, 글리코겐, 키틴.

C1. 시토신(C)을 포함하는 DNA 분자에는 1100개의 뉴클레오티드가 있으며 이는 전체 수의 20%입니다. 티민(T), 구아닌(G), 아데닌(A)이 포함된 뉴클레오티드가 DNA 분자에 개별적으로 몇 개 포함되어 있는지 확인하고 얻은 결과를 설명하십시오.

파트 A – 1점(최대 12점)

파트 B – 2점(최대 6점)

파트 C – 3점(최대 3점)

총점: 21점

평가 기준:

19~21점 – “5”

13 – 18점 – “4”

9 – 12점 – “3”

1 – 8점 – “2”

물질의 생화학적 변형 과정에서 에너지 방출과 함께 화학 결합이 끊어집니다. 이것은 살아있는 유기체가 직접 사용할 수 없는 자유로운 위치 에너지입니다. 변화되어야합니다. 다양한 유형의 작업을 수행하기 위해 세포에서 사용할 수 있는 두 가지 보편적 형태의 에너지가 있습니다.

1) 화학 에너지, 화합물의 고에너지 결합 에너지. 화학 결합이 파열되어 많은 양의 자유 에너지가 방출되면 고에너지라고 합니다. 이러한 결합을 갖는 화합물은 거대작용성입니다. ATP 분자는 고에너지 결합을 가지고 있으며 세포의 에너지 대사에서 중요한 역할을 결정하는 특정 특성을 가지고 있습니다.

· 열역학적 불안정성;

· 높은 화학적 안정성. 열의 형태로 에너지가 손실되는 것을 방지하여 효과적인 에너지 보존을 제공합니다.

· ATP 분자의 크기가 작기 때문에 화학적, 삼투성 또는 화학적 작업을 수행하기 위해 외부 에너지가 필요한 세포의 다양한 부분으로 쉽게 확산될 수 있습니다.

· ATP 가수분해 동안의 자유에너지 변화는 평균값을 가지므로 에너지 기능, 즉 고에너지 화합물에서 저에너지 화합물로 에너지를 전달하는 기능을 가장 잘 수행할 수 있습니다.

ATP는 모든 살아있는 유기체를 위한 보편적인 에너지 축적기이며 에너지는 매우 짧은 시간 동안 ATP 분자에 저장됩니다(ATP의 수명은 1/3초입니다). 이는 현재 발생하는 모든 과정에 에너지를 제공하는 데 즉시 소비됩니다.ATP 분자에 포함된 에너지는 세포질에서 발생하는 반응(대부분의 생합성 및 일부 막 의존 과정)에 사용될 수 있습니다.

2) 전기화학적 에너지(수소의 막횡단 전위 에너지)Δ. 전자가 산화환원 사슬을 따라 전달될 때, 에너지 형성 또는 공액이라고 불리는 특정 유형의 국지화된 막에서 양성자의 고르지 못한 분포가 막 양쪽의 공간에서 발생합니다. 즉, 가로 방향 또는 막횡단 수소 구배가 발생합니다. 볼트 단위로 측정되는 Δ가 막에 나타나며, 결과 Δ는 ATP 분자의 합성으로 이어집니다. Δ 형태의 에너지는 막에 국한된 다양한 에너지 의존 과정에 사용될 수 있습니다.

· 유전자 변형 과정에서 DNA 흡수를 위해;

· 막을 통해 단백질을 운반합니다.

· 많은 원핵생물의 이동을 보장합니다.

· 세포질막을 가로질러 분자와 이온의 능동 수송을 보장합니다.

물질의 산화로 얻은 모든 자유 에너지가 세포에 접근 가능한 형태로 변환되어 ATP에 축적되는 것은 아닙니다. 결과적인 자유 에너지의 일부는 열, 덜 자주 빛 및 전기 에너지의 형태로 소산됩니다. 세포가 모든 에너지 소비 과정에 소비할 수 있는 것보다 더 많은 에너지를 저장하면 다량의 고분자량 예비 물질(지질)이 합성됩니다. 필요한 경우 이러한 물질은 생화학적 변형을 거쳐 세포에 에너지를 공급합니다.