第5章 第2节 细胞的能量“通货”----ATP

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,节细胞的能量,“,通货,”,ATP,第五章 细胞的能量供应和利用,1,“银烛秋光冷画屏，,轻罗小扇扑流萤。,天街夜色凉如冰，,卧看牵牛织女星。”,思考有关的生物学问题。,萤火虫发光的生物学意义是什么？,萤火虫体内有特殊的发光物质吗？,萤火虫发光的过程有能量的转换吗？,传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。,细胞内的荧光素。,有机物中的化学能转变成光能才能发光。,2,引言：,从课文的唐诗中我们知道，,生物的生命活动需要能量,。实际上，细胞中还有许多化学反应是需要能量的，这些能量是从哪里来的呢？我们知道，细胞中的糖类、蛋白质等有机物都,储存着大量稳定化学能,，这些能源物质的稳定性，利于大量地储存，但它们,不能直接为细胞的生命活动提供能量,，细胞是怎样解决“,稳定储存”和“灵活利用”,这一矛盾的？细胞把稳定的能量转化成另一种能给细胞的生命活动,直接,提供,能量的有机物,ATP,，解决了这一问题。,ATP,是什么物质呢？,3,为什么说,ATP,是细胞的能量“通货”？,ATP,的分子简式、各成分的名称及其特点？,ATP,与,ADP,是怎样相互转化的？,ATP,有什么作用？,请同学们看书,P,88-90,思考下列四个问题：,4,问题：,细胞中的糖类、脂肪、蛋白质等有机物中,都储存着大量稳定的化学能，生命活动需要的,能量能直接利用它们吗？请设计实验证明。,探一探,提供以下材料用具：,试管、滴管、培养皿若干；,ATP,制剂、葡萄糖溶液、蒸馏水；解剖刀；活萤火虫等。,我们如何来做这个实验？,5,用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过,15,分钟荧光消失,A,B,医用葡萄糖溶液,2ml,ATP,注射液,2ml,这个实验能说明什么问题,?,A,B,6,实验结论：,ATP,是直接的能源物质,思考：,如果不把尾部研磨成粉末，而是完整的结构，继续刚才的实验，结果发现加葡萄糖液体的试管也有荧光产生。请分析什么原因？,葡萄糖被吸收进发光细胞，在细胞内氧化分解产生,ATP,，,ATP,供能产生荧光。,7,一,ATP,分子中具有高能磷酸键,ATP,三磷酸腺苷,高能磷酸键,1 ATP,的全称及结构简式：,2 ATP,是高能磷酸化合物,:,简式：,A-P,P,P,A,腺苷,T,三个,P,磷酸基团,1,mol,ATP,水解时：断开,1mol,高能磷酸键，能放出能量高达,30.54KJ,，形成,1,molADP,和,1mol,磷酸。,8,2,、,ATP,、,ATP,的结构,腺嘌呤核糖,核苷酸,A,P,P,P,9,资料：,氰化钾是阻止人体内新的,ATP,合成的毒药，人中毒后在,3,6,分钟内就会死亡。但一个成人一天在静止状态下所消耗的,ATP,为,48kg,，在紧张活动的情况下，,ATP,的消耗可达,0.5kg/min,。,人体中,ATP,的总量只有大约,0.1,摩尔,。人体细胞每天的能量需要水解,200-300,摩尔的,ATP,，这意味着每个,ATP,分子每天要被,重复利用,2000-3000,次,。,ATP,不能被储存，因为,ATP,的合成后必须在短时间内被消耗,.,从这则资料中，你能得出生物体内的,ATP,有什么特点？,特点是：含量低，转化快，不能长时间储存。,到底怎么转化呢？,10,二,ATP,与,ADP,可以相互转化,ATP,分子中,远离,A,的那个高能磷酸键，在一定的条件下很容易水解，也很容易重新形成。水解时伴随有能量的释放，重新形成时伴随有能量的储存。,11,二,ATP,和,ADP,可以相互转化,能量,A-PP,P,(ATP),A-PP,(ADP),能量,ATP,酶,酶,Pi,ADP+Pi,+,能量,酶,Pi,酶,1,转化过程,12,二,ATP,和,ADP,可以相互转化,ATP,酶,酶,ADP+Pi,+,能量,1,转化过程,物质的转变是可逆的，能量的转变是不可逆的,向右反应是能量的利用，向左反应是能量的转移,ATP,的数量在细胞内是有限的,以上反应是不是可逆反应？为什么？,13,2,、,ADP,转化成,ATP,时所需能量的主要来源,能量,酶,ADP+Pi+,ATP,呼吸作用,光合作用,呼吸作用,绿色植物,动物和人等,二,ATP,和,ADP,可以相互转化,能量,14,用于大脑思考,用于生物发电发光,用于主动运输、细胞的生长分裂等,ATP,用于恒定体温,三,ATP,的,利用,用于各种运动，如肌细胞收缩,15,ATP,机械能,（,如,肌细胞收缩）,热能,（,如,维持体温）,渗透能,（,如,主动运输）,电能,（,如,电鳐放电）,光能,（,如,萤火虫发光）,转,化,为,化学能,（,如,葡萄糖和果糖合成蔗糖）,ATP,有哪些用途？,其中的化学能可以转化成哪些形式的能量？,三,ATP,的,利用,16,思考与讨论,在细胞内，,1mol,葡萄糖彻底氧化分解后，释放出,2870kj,的能量。,计算：,1,分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是,1,分子,ATP,水解所释放能量的多少倍？,有人说，如果把糖类和脂肪比作大额支票，,ATP,则相当于现金。你认为这种比喻有道理吗？,17,其他高能磷酸化合物,在动物和人体细胞（特别是肌细胞）内，除了,ATP,外，其他的高能磷酸化合物还有磷酸肌酸（可用,C,P,代表）。磷酸肌酸的结构式是：,当动物和人体细胞由于能量大量消耗而使细胞内的,ATP,含量过分减少时，在有关酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一起转移给,ADP,，,从而生成,ATP,和肌酸（可用,C,代表）；当,ATP,含量比较多时，在有关酶的催化作用下，,ATP,可以将磷酸基团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。,对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲的作用，从而使细胞内,ATP,的含量能够保持相对的稳定，,ATP,系统的动态平衡得以维持。,18,ATP,全称：三磷酸腺苷,结构简式：,A-P,P,P,形成的主要途径：,与,ADP,相互转化,利用：各种形式的能量,光合作用,呼吸作用,ATP,ADP+Pi,+,能量,酶,酶,课堂小结,19,能源来源,能量直接来源,主要能源物质,生物体内重要储能物质,动物细胞内的储能物质,植物细胞内的储能物质,最终能源来源,ATP,糖类,脂肪,糖元,淀粉,太阳光能,能源来源,20,1 ATP,的结构式可以简写为（）,A,、,A-P-PP B,、,A-PPP,C,、,APP-P D,、,APPP,B,2,生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是（）,A,、,太阳能 糖类,ATP,B,、,ATP,糖类 脂肪,C,、,ATP,脂肪 太阳能,D,、,ATP,葡萄糖 太阳能,D,课堂练习：,21,3,一分子,ATP,中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键 数目依次是（）,A,、,1,，,2,，,2 B,、,1,，,2,，,1,C,、,1,，,3,，,2 D,、,2,，,3,，,1,4 ATP,之所以能作为能量的直接来源是因为（）,A,、,ATP,在细胞中数量非常多,B,、,ATP,中的高能磷酸键很稳定,C,、,ATP,中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定,D,、,ATP,是,生物体内惟一可以释放能量的化合物,C,C,课堂练习：,22,5,对于反应式：,ATP ADP+Pi+,能量，以下提法正确的是（）,A,、,物质是可逆的，能量是不可逆的,B,、,物质和能量都是可逆的,C,、,物质和能量都是不可逆的,D,、,物质是不可逆的，能量是可逆的,酶,酶,A,6,生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（）,A,葡萄糖,B,糖原,C,三磷酸腺苷,D,脂肪,C,课堂练习：,23,再见！,24,