Ia boleh didebatkan bahawa molekul yang terpenting
dalam biology ialah ATP.
ATP ialah singkatan bagi adenosina trifosfat.
Ia kedengaran istimewa.
Apa yang anda perlu ingat, atau apabila anda temui ATP
dalam mana-mana tindak balas biokimia,
anda perlu tahu bahawasaya sedang belajar tentang
tenaga biologi.
Cara lain untuk berfikir tentang ATP ialah mata wang-- Saya akan gunakan
tanda petik-- bagi tenaga biologi.
Kenapa ia ialah mata wang bagi tenaga?
ATP menyimpan tenaga dalam ikatannya.
Saya akan terangkannya nanti.
Sebelum belajar tentang kumpulan adenosina atau
kumpulan 3-fosfat, anda boleh jadikannya sebagai petunjuk
dan bayangkan ATP terbentuk daripada
sesuatu yang dipanggil-- Biar saya gunakan warna yang cantik--
Sekumpulan adenosina di sini.
3 fosfat terikat padanya.
Terdapat 3 fosfat.
3 fosfat terikat padanya.
Ini ialah ATP.
Adenosina trifosfat.
Tri- bermakna 3 kumpulan fosfat.
Jika anda ambil adenosina trifosfat dan menghidrolisis
ikatan ini, maknanya, ia berlaku dengan
kehadiran air.
Biar saya masukkan air ke sini.
Katakan, saya ada H2O.
Salah satu kumpulan fosfat ini akan terputus.
Pada dasarnya, sebahagian air akan bergabung dengan kumpulan fosfat ini
dan sebahagian yang lain bergabung dengan
kumpulan fosfat ini di sini.
Saya akan tunjukan dengan lebih lanjut.
Tapi, saya mahu berikan anda gambaran keseluruhan dulu.
Yang tinggal ialah sekumpulan adenosina yang
ada 2 fosfat padanya.
Ini dipanggil adenosina difosfat, atau ADP.
Sebelum ini, kita ada trifosfat, iaitu 3 fosfat.
Sekarang kita ada difosfat, adenosina trifosfat,
jadi, tuliskan "di" dan bukannya "tri".
Maknanya, terdapatnya 2 kumpulan fosfat.
Jadi, ATP telah dihidrolisis, atau
salah satu daripada kumpulan fosfat initelah terputus.
Sekarang, yang tinggal ialah ADP dan sekumpulan
fosfat lebihan di sini.
Inilah yang terpenting
apabila kita belajar tentang ATP--
Dan terdapatnya sedikit tenaga.
Tadi, saya bercakap bahawa ATP ialah mata wang bagi
tenaga biologi, ini sebabnya.
Apabila terdapatnya ATP dan berlakunya
tindak balas kimia-- maka akan terdapat fosfat di sini.
Ia akan menghasilkan tenaga.
Tenaga ini boleh digunakan sebagai haba.
Atau, anda boleh gandingkan tindak balas ini dengan tindak balas lain
yang memerlukan tenaga.
Tindak balas itu akan berterusan.
Jadi, saya lukis
adenosina dan fosfat.
Inilah yang anda perlu tahu.
Apa yang telah ditunjukkan di sini ialah semua yang anda
perlu tahu tentang bagaimana ATP beroperasi dalam
kebanyakan sistem biologi. Jika anda mahu
gunakan cara yang lain,
jika terdapatnya tenaga dan anda mahu menghasilkan ATP,
tindak balas akan berlaku sebegini.
Tenaga + sekumpulan fosfat + ADP,
anda boleh balik ke ATP.
Ini ialah tenaga tersimpan.
Bahagian persamaan ini ialah tenaga tersimpan.
Bahagian persamaan ini ialah tenaga yang digunakan.
Semua ini ialah 95% daripada apa yang anda
perlu tahu untuk memahami fungsi ATP
dalam sistem biologi. Ia hanyalah tenaga tersimpan.
ATP ada tenaga.
Apabila 1 fosfat diputuskan, ia menghasilkan tenaga.
Jika anda mahu mulakan daripada ADP dan 1 fosfat untuk
kembali ke ATP, anda perlu habiskan tenaga.
Jadi, anda ada ATP, ia ialah sumber tenaga.
Jika anda ada ADP dan anda mahu ATP, anda perlu gunakan tenaga.
Sehingga kini, saya cuma lukis 1 bulatan yang mengandungi A
dan katakan ini ialah adenosina.
Tapi, kadangkala adalah memuaskan hati untuk melihat
rupa sebenar molekul.
Saya telah potong dan tampal ini daripada Wikipedia.
Saya tidak tunjukkannya tadi kerana
ia kelihatan sangat rumit.
Sebab konseptual ATP ialah mata wang bagi
tenaga adalah sangat jelas dan mudah.
Apabila ia ada 3 fosfat, 1 fosfat boleh diputuskan.
Akibatnya, sedikit tenaga akan dimasukkan
ke dalam sistem ini.
Atau, jika anda mahu mengikat fosfat itu,
anda perlu habiskan tenaga.
Ini ialah prinsip asas ATP.
Ini ialah struktur yang sebenar.
Jika kita putuskannya, sebenarnya ia tidak
terlalu teruk.
Tadi, saya bercakap tentang adenosina.
Biar saya lukiskan kumpulan adenosina.
Kita ada adenosina.
Yang ini ialah adenosina.
Bahagian molekul ini
ialah adenosina.
Mereka yang memberikan perhatian dalam
video lain mungkin ingat bahawa bahagian adenosina ini--
Ini dipanggil adenosina, tapi bahagian ini
ialah adenina,
iaitu adenina yang samayang digunakan untuk membentuk nukleotida.
Nukleotida ialah tulang belakang DNA.
Sebahagian daripada molekul ini dalam sistem biologi
ada lebih daripada satu kegunaan.
Yang ini ialah adenina yang sama apabila kita bercakap
tentang adenina dan guanina.
Ini ialah purina.
Terdapat juga pirimidina, tapi saya tidak akan
mendalaminya.
Tapi, ia ialah molekul yang sama.
Ini ialah sesuatu yang menarik.
Apa yang membentuk DNA ialah sebahagian daripada
apa yang membentuk mata wang bagi tenaga molekul.
Jadi, adenina yang membentuk sebahagian daripada adenosina ialah sebahagian daripada ATP.
Bahagian yang lain di sini ialah ribosa.
Mungkin anda juga ingatnya daripada RNA, asid ribonukleik.
Ini kerana ribosa terlibat dalam
semua keadaan.
Tapi, saya tidak akan mendalaminya.
Ribosa ialah gula 5-karbon.
Apabila molekul ini tidak dilukis, maknanya
ia ialah karbon.
Jadi, 1 karbon di sini, 2 karbon, 3 karbon,
4 karbon, 5 karbon.
Adalah baik untuk tahu bahawa
bahagian yang sama ini
terdapat dalam DNA.
Yang ini ialah blok bangunan yang
kita selalu lihat.
Tapi, saya mahu tegaskan bahawa menghafalnya
tidak akan membantu anda
memahami ATP yang
mendorong tindak balas biologi.
Saya lukis kumpulan 3-fosfat di sini,
ini ialah struktur molekulyang sebenar.
Struktur Lewisnya di sini.
Ini ialah sekumpulan fosfat.
Ini ialah kumpulan fosfat kedua.
Ini ialah kumpulan fosfat ketiga.
Begini.
Semasa saya pelajarinya,
saya gunakannya sebagai petunjuk, iaitu jika salah satu daripada
kumpulan fosfat ini dikeluarkan jika atau ikatan ini dihidrolisis,
ia akan membebaskan tenaga.
Kemudian, saya dapat menjawab semua soalan
yang perlu dijawab.
Tapi, kenapa ia membebaskan tenaga?
Apa yang membebaskan tenaga?
Ingat, semua ikatan ialah elektron yang dikongsikan dengan
atom-atom yang berbeza.
Cara terbaik untuk fikirkannya ialah,
semua elektron ini yang dikongsikan dalam ikatan ini,
atau elektron ini yang dikongsikan dalam ikatan ini,
adalah daripada fosfat.
Saya tidak akan lukis jadual berkala.
Tapi, anda tahu bahawa fosfat ada 5 elektron untuk dikongsikan.
Ia tidak begitu bersifat elektronegatif berbanding oksigen, jadi oksigen akan
merampas elektron.
Tapi, elektron ini sangat tidak selesa.
Terdapat beberapa sebab kenapa ia tidak selesa.
Ia berada dalam keadaan tenaga tinggi.
Salah salah sebab ialah,
terdapat oksigen negatif di sini.
Jadi, semuanya menolak sesama sendiri.
Jadi, semua elektron dalam ikatan ini tidak dapat
mendekati nukleus.
Semuanya akan berada dalam keadaan tenaga rendah.
Semua ini ialah analogi dan bukannya realiti.
Kita tahu bahawa elektron adalah rumit.
Ia berkaitan dengan topik mekanik kuantum.
Tapi, itu satu cara yang baik untuk fikirkannya.
Semua molekul ini mahu berjauhan sesama sendiri.
Tapi, terdapatnya ikatan ini, elektron ini berada dalam
keadaan tenaga tinggi.
Ia lebih jauh daripada nukleus kedua-dua atom ini,
ia sepatutnya lebih dekat.
Apabila kumpulan fosfat ini diputuskan,
tiba-tiba, semua elektron ini akan berada dalam
keadaan tenaga lebih rendah.
Tenaga akan terhasil.
Tenaga di sini selalu-- Sebenarnya dalam mana-mana
tindak balas kimia apabila tenaga terhasil,
elektron akan berada dalam keadaan tenaga lebih rendah.
Inilah yang berlaku.
Pada masa depan, apabila saya jelaskan
respirasi sel, glikolisis dan sebagainya,jika ia melibatkan tenaga,
sebenarnya tenaga berubah daripada keadaan
tidak selesa kepada keadaan lebih selesa.
Dalam proses itu, tenaga akan terhasil.
Jika saya berada di dalam kapal terbang atau saya terjun daripada kapal terbang,
saya ada banyak tenaga yang berpotensi semasa saya
terjun daripada kapal terbang.
Anda boleh anggapnya sebagai keadaan tidak selesa.
Semasa saya duduk di sofa dan menonton perlawanan bola sepak,
saya ada tenaga berpotensi yang lebih kurang,
itu ialah keadaan sangat selesa.
Mungkin saya dapat hasilkan banyak tenaga
jika saya jatuh pada sofa.
Tapi, saya tidak tahu.
Analogi saya tidak selalunya baik.
Perkara terakhir yang saya mahu jelaskan ialah
bagaimana tindak balas ini berlakku.
Sehingga kini, anda boleh hentikan video ini kerana anda telah
belajar tentang ATP yang digunakan dalam 95% daripada topik biologi,
khasnya AP Bio.
Tapi, saya mahu anda memahami bagaimana
tindak balas yang sebenarnya berlaku.
Saya akan potong dan tampal
sebahagian daripada ini.
Tadi, saya kata, bahagian ini akan
terputus daripada ATP.
Jadi, ini kumpulan fosfat yang terputus.
Yang selainnya ada di sini.
ADP ada di sini.
Ini ialah ADP.
Saya tidak perlu potong dan tampal semua ini.
Ini ialah kumpulan adenosina.
Begini.
Tadi, saya kata, bahagian ini dihidrolisasi,
atau dipisahkan dan menghasilkan tenaga.
Saya mahu tunjukkan
mekanismenya kepada anda.
Ini ialah kaedah mudah
bagaimana ia berlaku.
Tindak balas ini berlaku dengan kehadiran air.
Biar saya lukis air di sini.
Saya ada 1 oksigen dan 1 hidrogen.
Kemudian, saya ada satu lagi hidrogen.
Air ada di sini.
Hidrolisis ialah satu tindak balas di mana
oksigen ini mahu terikat atau ia
mahu berkongsi elektron yangdimiliki unsur yang lain.
Jadi, mungkin hidrogen ini turun ke sini dan mengongsikan
elektronnya dengan oksigen ini.
Fosforus ini ada 1 elektron lebihan
yang perlu dikongsikan.
Ingat, ia ada 5 elektron valens, ia mahu mengongsikannya
dengan oksigen.
Ia ada 1, 2, 3, 4 elektron yang dikongsikan sekarang.
Jika hidrogen ini datang ke sini,
yang tinggal ialah OH ini.
OH ini boleh berkongsi
elektron lebihan yang dimiliki fosforus.
Jadi, inilah OH.
Jadi, inilah proses sebenar yang berlaku.
Ia boleh berlaku dengan cara lain.
Saya boleh keluarkan bahagian ini.
Fosforus akan menerima oksigen dan
hidrogen akan pergi kepadanya.
Fosforus akan menerima OH.
Ia boleh berlaku dalam kedua-dua keadaan.
Kedua-duanya adalah okey.
Saya mahu jelaskan satu perkara lagi.
Ia lebih rumit.
Saya tertanya-tanya jika saya patut jelaskannya.
Sebab terdapatnya keadaantenaga lebih rendah ialah,
apabila ia dipisahkan--- Biar saya turun ke sini--
Tadi, saya kata, elektron ini lebih gembira apabila--
Katakan, elektron ini ialah sebahagian daripada ini,
fosforus lebih gembira sekarang.
Elektron ini berada dalam keadaan tenaga lebih rendah kerana
ia tidak ditarik.
Ia tidak perlu bersama oksigen ini dan fosforus ini
kerana molekul ini dan molekul ini mahu berjauhan
kerana kedua-duanya ada cas negatif.
Itu salah satu sebabnya.
Sebab lain, kita akan mendalaminya
apabila kita belajar lebih banyak tentang kimia organik,
iaitu ini ada lebih banyak resonans,
lebih banyak struktur resonans atau konfigurasi resonans.
Maksudnya, elektron lebihan ini
boleh bergerak berhampiran atom-atom yang
berbeza. Ini menjadikannya lebih stabil.
Bayangkan oksigen ini ada
1 elektron lebihan bersamanya.
Elektron lebihan ini boleh ke sini
dan membentuk ikatan bergandadengan fosforous.
Kemudian, elektron ini boleh kembali
ke oksigen itu.
Ini boleh berlaku di sini dan di situ.
Saya tidak akan mendalaminya, tapi itu ialah sebab lain
kenapa ia lebih stabil.
Jika anda telah belajari kimia organik,
anda akan lebih menghayatinya.
Tapi, saya tidak akan mendalaminya.
Perkara terpenting tentang ATP ialah
apabila sekumpulan fosfat dikeluarkan, ia menghasilkan
tenaga yang boleh mendorong pelbagai fungsi biologi,
contohnya, pertumbuhan dan pergerakan, pergerakan otot,
pengecutan, impuls elektrik dalam
saraf dan otak.
Jadi, inilah bateri utama atau mata wang bagi tenaga dalam
sistem biologi. Inilah perkara utama
yang anda perlu ingat tentang ATP.