在生物体内,化学反应释放的能量首先被用来合成一种叫作三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)的分子。之后这种蕴含能量的分子再去驱动各式各样的生物化学反应。通俗地说,ATP就是地球生命通用的能量“货币”。
上图是所有现存地球生命的通用能量货币ATP流转图。ATP的出现让细胞中的能量转移摆脱了“以物易物”的状态,能够以ATP为媒介,将来自外界的能量(太阳能、化学能、来自食物中营养物质的能量等)以ATP的形式暂时存储起来,然后再用于各种生命必需的活动。有了ATP,生命的能量来源和能量去向就可以在时空上分离开来。就像有了货币,我们就不需要在缺粮食的时候心急火燎地牵一头羊到市场上去了。
和货币一样,ATP分子也不会被消耗,它只会在“高能量”和“低能量”两种状态里无休止地循环往复,为生命现象提供能量。实际上在人体中,每一个ATP分子每天都要经过两三千次消费-生产的循环。当生命需要能量的时候,ATP可以脱去一个磷酸基团,变成二磷酸腺苷(adenosine diphosphate, ADP,见图2-3),蕴含在分子内部的化学能就会被释放出来。而反过来,当能量富余的时候,ADP也可以重新带上一个磷酸基团,变回能量满满的ATP。这个属性是不是很像我们日常生活中使用的货币?
类似地,“能量货币”的出现也是生命演化历史上的一次飞跃。有了通用的能量货币ATP,地球生命就可以将环境中的各种能量——从太阳能、化学能,到来自食物的能量——兑换成ATP储存起来,然后供给生命活动的各个环节了(见图2-4)。换句话说,ATP大概就是生命大厦建筑师所需的柴油和电力。










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