第五章第二节细胞的能量通货ATP

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1、紧紧张张激激烈烈的的体体育育竞竞技技奇特的萤火虫发光现象奇特的萤火虫发光现象鸟类自由自在的飞翔第二节第二节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”-ATPATP第第五五章章 细细胞胞的的能能量量供供应应和和利利用用一个有趣的实验两支试管两支试管置于暗处置于暗处可见荧光可见荧光1515分钟后，分钟后，荧光消失荧光消失A医用葡萄糖溶液医用葡萄糖溶液2ml2mlBATPATP注射液注射液2ml2ml两支试管两支试管置于暗处置于暗处观察观察请预测结果？无荧光出现无荧光出现有荧光出现有荧光出现讨论：上述实验说明了什么问题？讨论：上述实验说明了什么问题？数十只萤火虫的发光器干燥后，数十只萤火虫的发光器干燥后，研

2、磨成粉末，取等量加入试管，研磨成粉末，取等量加入试管，再各加入少量水混合再各加入少量水混合AB1 1、萤虫发光的生物学意义是什么？、萤虫发光的生物学意义是什么？2 2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3 3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？银烛秋光冷画屏，银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。卧看牵牛织女星。唐代杜牧唐代杜牧腹部后端细胞内有荧光素。腹部后端细胞内有荧光素。相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。腹部细胞内有机物中储存的化学能转

3、变为光能使其发光。腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。引言：引言：生命系统必须依靠物质和能量来维持，全生命系统必须依靠物质和能量来维持，全部的生命活动都伴随着能量的变化，糖类、脂肪部的生命活动都伴随着能量的变化，糖类、脂肪中的能量不能直接被生物体利用，它们只有随着中的能量不能直接被生物体利用，它们只有随着有机物逐步氧化分解而释放出来，储存在有机物逐步氧化分解而释放出来，储存在ATPATP中，中，才能被生物体利用。才能被生物体利用。ATPATP是新陈代谢所需能量的是新陈代谢所需能量的直接来源。直接来源。例如：例如：神经传递神经传递 肌肉收缩肌肉收缩 蛋白质合成蛋白质合成 生物发光生

4、物发光 渗透作用渗透作用 一、一、ATP的结构式的结构式 化学组成：化学组成：ATP ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，是活细胞是三磷酸腺苷的英文缩写，是活细胞内内普遍存在的普遍存在的一种高能磷酸化合物一种高能磷酸化合物A A腺苷腺苷(腺苷是由腺瞟呤和核糖组成的腺苷是由腺瞟呤和核糖组成的)P P磷酸基团磷酸基团T T三个三个(1)(1)水解时释放的能量在水解时释放的能量在20.92kJ/mol20.92kJ/mol以上的磷以上的磷酸化合物叫高能磷酸化合物。酸化合物叫高能磷酸化合物。(2)ATP(2)ATP水解时释放的能量高达水解时释放的能量高达30.45kJ/mol30.45kJ/mol 腺嘌呤（

5、腺嘌呤（A）核糖核糖腺苷腺苷（3 3个）个）磷酸基团磷酸基团APPPAMPADPATP高能磷酸键高能磷酸键低低能能磷磷酸酸键键(APPP)分子结构简式分子结构简式特点：远离腺苷的高能磷酸键易于断裂特点：远离腺苷的高能磷酸键易于断裂阅读阅读“ATP与与ADP的相互转化的相互转化”思考以下问题：思考以下问题：1、ADP是什么的英文缩写？是什么的英文缩写？2、ATP在有关酶的催化作用下哪一在有关酶的催化作用下哪一个高能磷酸键首先进行水解的？个高能磷酸键首先进行水解的？3、ADP又是如何转化成又是如何转化成ATP的呢？的呢？4、举例说明、举例说明ATP水解时释放的能量有什么用途？水解时释放的能量有什么

6、用途？5、ATP水解后释放出来的能量还能回收吗？水解后释放出来的能量还能回收吗？（ADPADP是是二磷酸腺苷二磷酸腺苷的英文缩写。）的英文缩写。）（远离远离A A的那个高能磷酸键。）的那个高能磷酸键。）（ADP+Pi+能量能量 ATP）酶酶（维持细胞分裂、主动吸收、肌肉收缩等生命活动）维持细胞分裂、主动吸收、肌肉收缩等生命活动）（能量是不可逆的，能量是不可逆的，PiPi却可以再次被利用。）却可以再次被利用。）二、二、ATPATP与与ADPADP的相互转化：的相互转化：ADP +Pi +酶酶 ATP ATP在细胞内的含量很少，但在细胞内的在细胞内的含量很少，但在细胞内的转化是十分迅速的且处在动态

7、平衡之中。转化是十分迅速的且处在动态平衡之中。ATPATPATPADPADP酶酶酶酶PiPiPiPi能量能量能量能量能量能量能量能量能量能量能量能量酶合成酶，合成酶，储能储能水解酶，水解酶，放能放能1 1、从反应条件上看：、从反应条件上看：2 2、从能量上看：、从能量上看：3 3、从、从ATPATP的合成和分解场所上看：的合成和分解场所上看：结论：结论：ATPATP与与ADPADP相互转变的反应是不可逆的。相互转变的反应是不可逆的。反应条件不同。反应条件不同。能量来源不同。能量来源不同。为什么说这不是一个可逆反应？为什么说这不是一个可逆反应？ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量

8、场所不同，合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿场所不同，合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。体。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。可逆反应的特点；正逆反应都在同一条件下进行可逆反应的特点；正逆反应都在同一条件下进行此图说明此图说明ATPATP在细胞内的含量是相对稳定的，从在细胞内的含量是相对稳定的，从而而使生物体内部总保持一种稳定的供能环境。使生物体内部总保持一种稳定的供能环境。（原因是原因是和相互的转化很快）科学家在研究细胞科学家在研究细胞ATPATP的含量时得到如下的含量时得到如下图的实验结果，此图说明了什么？图的实验结果，此图说明了什么？AT

9、P含量含量 O2含量含量呼呼吸吸作作用用 三、三、ATPATP的形成途径的形成途径 动物和人动物和人呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用 绿色植物绿色植物能量能量ADP +Pi +ATP酶酶 对于动物和人来说，对于动物和人来说，ADPADP转化成转化成ATPATP时所需要时所需要的能量，来自细胞内呼吸作用中分解有机物释放的能量，来自细胞内呼吸作用中分解有机物释放出的能量，以及骨胳肌中的出的能量，以及骨胳肌中的CPCP（磷酸肌酸）。（磷酸肌酸）。CP C +Pi+CP C +Pi+能量能量 CP+ADP C +ATP CP+ADP C +ATP 对于绿色植物来说，对于绿色植物来说，ADP ADP转化

10、成转化成ATPATP时所需要时所需要的能量，除了来自呼吸作用中分解有机物释放出的能量，除了来自呼吸作用中分解有机物释放出的能量外，还来自光合作用。的能量外，还来自光合作用。酶酶酶酶光能光能糖类糖类等有等有机物机物分解分解光光合合作作用用散失散失维持体温维持体温维持各项维持各项生命活动生命活动活跃的活跃的化学能化学能热热能能能量能量活细胞内活细胞内ATPATP与与ADPADP的相互转化的同时伴随着的相互转化的同时伴随着能量的储存和释放能量的储存和释放糖类、脂类糖类、脂类糖类、脂类糖类、脂类等能源物质等能源物质等能源物质等能源物质二氧化碳和水二氧化碳和水二氧化碳和水二氧化碳和水呼呼呼呼吸吸吸吸作作

11、作作用用用用能能量量转移转移转移转移释放释放释放释放能能量量利用利用利用利用合成合成运输运输吸收吸收分泌分泌ADP+PiATP(能量货币能量货币能量货币能量货币)ATPATP释放的能量转化成其它能量的形式主要有：释放的能量转化成其它能量的形式主要有：1.1.机械能机械能 2.2.电电 能能 3.3.渗透能渗透能 4.4.光光 能能 5.5.热热 能能 四、四、ATPATP的生理功能的生理功能 ATPATP是生物体进行各种生命活是生物体进行各种生命活动所需能量的直接来源动所需能量的直接来源能源物质能源物质主要能源物质主要能源物质直接供能物质直接供能物质储能物质储能物质 脂肪脂肪动物细胞内的储能物

12、质动物细胞内的储能物质 糖元糖元植物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质 淀粉淀粉生命活动的最终能源生命活动的最终能源 太阳能太阳能糖类、脂肪、蛋白质等糖类、脂肪、蛋白质等糖类糖类ATPATP与能量相关的物质总结：与能量相关的物质总结：生物体内的生物体内的辅助能源物质辅助能源物质磷酸肌酸磷酸肌酸能产生能产生ATPATP的结构有哪些？其中的结构有哪些？其中ATPATP和和ADPADP的的数量变化规律如何？数量变化规律如何？能消耗能消耗ATPATP的结构有哪些？其中的结构有哪些？其中ATPATP和和ADPADP的数量变化的数量变化规律如何？规律如何？细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶

13、绿体细胞膜、细胞质基质、叶绿体、线粒体、细胞膜、细胞质基质、叶绿体、线粒体、核糖体、高尔基体、内质网、细胞核核糖体、高尔基体、内质网、细胞核68复习题：复习题：1 1、生物体内既能储存能量，又能为生命活动直、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（接提供能量的物质是（）A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、糖元、糖元 C C、三磷酸腺苷、三磷酸腺苷 D D、脂肪、脂肪2 2、1010个个ATPATP所含的高能磷酸键数目是（所含的高能磷酸键数目是（）A A、5 5个个 B B、1010个个 C C、1515个个 D D、2020个个3 3、ADPADP向向ATPATP的转化，主要是在

14、细胞内哪种细胞的转化，主要是在细胞内哪种细胞器中进行的（器中进行的（）A A、线粒体、线粒体 B B、高尔基体、高尔基体 C C、核糖体、核糖体 D D、内质网、内质网CDA4 4、下图中能表示动物肌肉细胞内、下图中能表示动物肌肉细胞内ATPATP产生量产生量与与O O2 2供给量之间关系的曲线是供给量之间关系的曲线是（）0O2供给量供给量ATP产生量产生量ABCDB5.5.对对ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量 的叙述，不正确的是的叙述，不正确的是()()A.A.上述过程中存在着存在着能量释放和储存上述过程中存在着存在着能量释放和储存B.B.该过程保证了生命活动的顺利进行该

15、过程保证了生命活动的顺利进行C.C.所有生物细胞内所有生物细胞内ADPADP转换为转换为ATPATP所需要的所需要的 能量均来自呼吸作用能量均来自呼吸作用D.D.该反应无休止的在活细胞中进行该反应无休止的在活细胞中进行酶酶另一种酶另一种酶c 6.6.人和动物体内发生人和动物体内发生ADP+ADP+磷酸肌酸磷酸肌酸 ATP+ATP+肌酸的反应肌酸的反应条件条件 ()()A.A.肌肉组织缺氧肌肉组织缺氧B.B.机体消耗机体消耗ATPATP过多过多C.C.机体进行有氧呼吸机体进行有氧呼吸D.D.机体进行厌氧呼吸机体进行厌氧呼吸 酶酶B 7 7、科学家在研究细胞内、科学家在研究细胞内ATPATP的含量

16、时得到如下图的实的含量时得到如下图的实 验结果。验结果。ATPATP含量含量O O2 2含量含量请问：请问：（1 1）此图说明了什么？）此图说明了什么？ATPATPATPATP在细胞内的含量是相对稳定的。在细胞内的含量是相对稳定的。在细胞内的含量是相对稳定的。在细胞内的含量是相对稳定的。（2 2）ATPATP数量的相对稳定有何意义？数量的相对稳定有何意义？保证生命活动的所需能量的稳定供应。保证生命活动的所需能量的稳定供应。保证生命活动的所需能量的稳定供应。保证生命活动的所需能量的稳定供应。（3 3）ATPATP在细胞中的含量很少，如肌肉细胞中的在细胞中的含量很少，如肌肉细胞中的ATPATP仅能维持仅能维持 2 2秒钟左右，那么，肌肉细胞是如何使细胞内的秒钟左右，那么，肌肉细胞是如何使细胞内的ATPATP含量含量 保持相对稳定的呢？保持相对稳定的呢？ATPATPATPATP的迅速再生的迅速再生的迅速再生的迅速再生