生物科学与能源问题---谈谈你的思考与看法？

饶冠华

前两天，收到学校发布的第三届全国大学生节能减排社会科学实践与科技竞赛的通知，突然想到我们学习生物知识这么长时间，每次总是被生物体内的精妙调控机制折服不已，那么从生物的能量代谢方面，我们有没有什么可以借鉴的方式并用于实践的呢？% C  ^' z* u9 Z2 X  u

# v8 J$ B+ V: k& \! N" F我们知道ATP是生物体内能量利用的通用货币， 机体的能量虽然来自食物，但机体的组织细胞并不能直接利用食物中的能量，而需要一个中间环节，这就是ATP。ATP广泛存在于所有细胞的胞浆和核质中，是一种不稳定的化合物。它由腺苷、核糖和三个磷酸根组成，其中最后两个磷酸根用高能磷酸键连接。ATP贮存能量的主要部位是高能磷酸键，1mol分子ATP断裂一个高能磷酸键生成二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)时，可产生30.5千焦耳(Kilo Joules，kJ)的能量（标准状态下）和50.16KJ的能量（体温状态下）。如果ATP同时断裂二个高能磷酸键则生成一磷酸腺苷(adenosine monophosphate，AMP)，并产生更多的能量。其消耗的ATP主要由上述三大营养物质氧化所释放的能量经ADP重新合成。可见，ATP既是体内重要的贮能物质，又是体内直接的供能物质。% C3 r2 m8 ?) s1 `- p0 d0 l
  能源物质在体内氧化时所释放的能量约50%直接转变为热能，用于维持体温，并向外界散发。热能是生物体内最低端的能量利用方式。其余不足50%是可被机体利用的自由能，这部分能量不能为细胞直接利用，必须先以化学能的形式转移并贮存于ATP的高能磷酸键内。当能量过剩时，可通过ATP将高能磷酸键转移给肌酸，肌酸和磷酸合成磷酸肌酸(creatine phosphate，CP)而贮存起来；当ATP分解释放能量时，CP又将高能磷酸键转移给ADP而生成ATP，以补充组织细胞ATP的消耗，从而满足机体在应急生理活动中对能量的需求。6 r" p1 B9 O. B
    ATP所释放的能量主要为机体合成代谢以及各种生理活动所需要，如细胞生长过程中各种物质的合成、肌肉收缩、神经传导、细胞膜对各种物质的主动转运（消化道的吸收、肾小管的重吸收和分泌、离子浓度梯度的维持等）、腺体分泌等等。可见，ATP是能源物质与生理功能之间的能量传递者，而CP则是暂时贮存能量，在能量的释放和利用之间起着缓冲作用，维持ATP浓度的相对稳定。7 j$ u+ e0 Q( n% w! K, w: g

9 L( c; z7 f/ S; u) r  `    由于ATP是体内重要的贮能和直接的供能物质，它的合成和分解是体内能量转移、贮存和利用的重要环节。
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那么再看看现在我们常用的能源利用方式，很多能量都是通过转化成热能，然后再转化为机械能再转化成其他形式的能量。能量每经历过一次转化之后，都会损失掉大部分，而生物对生物能源的高效利用方式是值得我们学习的。
/ l% r/ H0 X3 E" j问题：我们能不能把细胞对能源的利用方式应用到社会实践中呢？什么物质最适合担任“ATP”的职能？
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尽情地发挥自己的想象，不要有任何顾忌，可以在回帖随意发表自己的看法，我们大家讨论讨论~~

herry

不同的能源有不同的适用场合，比如说风能：我最近看过一篇报道说，中国有大部分的风能没有入现有的电网系统而被白白的浪费掉，有人就提议通过电解的方式使电能转换成可储存的物质的方式.如：电解海水，产生淡水和氯化钠或各种单质（包括氢气）。我觉的这种想法就很好！

wyannb

说的好啊，现在能源问题从全世界来看是一个大问题，一个严峻的问题，人类迟早都要面对可利用能源匮乏的问题，现在大多数电能都要靠煤来转化，但地球的煤炭资源是有限的，早晚也会有一天耗尽的，所以及早去想办法去找代替能源，主要是找到可再生资源来代替不可再生资源来作为能源的底物。设想如果没有电，没有了石油，我们的生活将会是什么样呢。如果能制作一个“生物机器人”就好了啊，这个机器人可以利用糖类来进行代谢，并可以适时储存，需要的时候可以释放能量，这样是个很好的办法啊。因为糖类是能够再生资源啊。关键是能否制作出这样的机器来啊，呵呵，我随便想的，可能比较荒唐。

yudidiandian

我总是觉得
  e0 L' D+ R1 v6 X: ?& ]/ X想是想，做又是两外一回事0 ?9 M. P) K5 ]5 z! a+ n
利用起来目前来看，还有点不切实际6 X. @6 z# C' K4 n) V
重要的是，要能量相互平衡才行，要不然就太急进了
# {3 h4 F- j8 F! i我们还需要努力，纵剖深入才行

饶冠华

不同的能源有不同的适用场合，比如说风能：我最近看过一篇报道说，中国有大部分的风能没有入现有的电网系统 ...2 c4 q" c2 o% ~) ?
herry 发表于 2009-12-8 11:36

4 {! e2 @: a" Q+ Y1 z
$ ?' h: F4 }) r3 {. }* @8 O# F7 H+ j
% s0 l% c' [$ J! B* p/ v    嗯 对， 我想这个关键是能够找到一种担任ATP职责的物质，就跟现在我们常用的电能、机械能作为能量转换的中介模式一样，要找到一个合适的中介

饶冠华

回复 4# yudidiandian % Z3 N3 L$ ]4 T% y6 j0 b+ v5 @) m

9 l0 }% n" K; a呵呵 有思考才会有进步，想法冒进一点也无所谓，没有大胆的想象，就不可能会有质的飞跃哈