第二節(jié)細(xì)胞的能量通貨――ATP

1、第二節(jié) 細(xì)胞的能量通貨 ATP預(yù)習(xí)新知(1)ATP是的英文名稱縮寫(xiě)。 ATP 分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)成，其中 A 代表，P 代表，代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做，ATP 分子中大量的化學(xué)能就儲(chǔ)存在中。 ATP 可以水解，實(shí)際上是指 。高能磷酸建中水解時(shí)釋放的能量多達(dá) ，所 以說(shuō) ATP 是細(xì)胞內(nèi)的一種。(2) ADP 是，ATP 和 ADP 之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)換：，上述反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí)， ATP 分子中 的 那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解，其中儲(chǔ)存的能量釋放出來(lái)，用于各種生命活動(dòng)。上述反應(yīng)向左進(jìn)行時(shí)，合成 ATP 需要的能量，對(duì)于動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō)，來(lái)自 細(xì)胞進(jìn)行 分解有機(jī)物所釋放的能量；對(duì)于綠

2、色植物來(lái)說(shuō)，除了依賴 釋 放的能量外，在葉綠體進(jìn)行 時(shí)，可以利用來(lái)合成 ATP。( 3)吸能反應(yīng)一般與 ATP 的反應(yīng)相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與 ATP 的 相聯(lián)系，釋 放的能量?jī)?chǔ)存在 ATP 中。也就是說(shuō)， 能量通過(guò) 在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。 因此，可以形象地把 ATP 比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的 。課程導(dǎo)入有一種螢火蟲(chóng)雄蟲(chóng)在飛行時(shí)發(fā)出閃光，每隔 5.5 s閃一次，每次持續(xù) 0.35s，棲于地面，雌蟲(chóng)看 到閃光后約 2 s后也會(huì)發(fā)出閃光，雄蟲(chóng)根據(jù)閃光之間的間隔，能辨認(rèn)是否是同類的雌蟲(chóng)，如果是同 類，便與之交配。思考 1螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么?2螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎 ?3螢火蟲(chóng)發(fā)光

3、的過(guò)程有能量的轉(zhuǎn)換嗎 ?探究新知細(xì)胞中的糖類、 脂肪等有機(jī)物都儲(chǔ)存著化學(xué)能， 但是直接供給細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量的卻是 另一種有機(jī)物 ATP。打個(gè)比方說(shuō)， 在細(xì)胞中的 “百元大鈔” 相當(dāng)于儲(chǔ)存能量的有機(jī)大分子， ATP 分子就是那個(gè)可以在細(xì)胞內(nèi)流通的“小票” ，即能量的通貨。1、生物體進(jìn)行生命活動(dòng)所需的直接能源、主要能源和最終能源依次 ( ) A太陽(yáng)能、糖類、 ATP B ATP、糖類、脂肪CATP、脂肪、太陽(yáng)能D ATP、糖類、太陽(yáng)能知識(shí)點(diǎn) ATP 分子中具有高能磷酸鍵(1) 科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收 縮；向同一條肌肉上滴 ATP)溶液，肌肉很快就能

4、發(fā)生明顯的收縮。這說(shuō)明了什么？(2) ATP 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： ATP 是 的英文名稱縮寫(xiě)。 ATP 的結(jié)構(gòu)式 可以簡(jiǎn)寫(xiě)成 AP PP，其中“ A”代表，“P”代表磷酸基因， “一”代表一般的共價(jià)鍵， “”代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做 ， ATP 分子 中大量的能量就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。 ATP 可以水解，這實(shí)際上是指 ATP 分子中高 能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54 kJmol，所以說(shuō) ATP 是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。(3)ATP 的分子式： ATP 的分子式為 C10 H16 O13 N5 P3。2 、 ATP 中大量化學(xué)能儲(chǔ)存在 ( )A腺苷內(nèi) B磷酸基因內(nèi) C

5、腺苷與磷酸基因連接鍵內(nèi)D 高能磷酸鍵內(nèi)友情提示 ATP 分子中有兩個(gè)高能磷酸鍵，易斷裂易合成的是遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè) 高能磷酸鍵。知識(shí)點(diǎn) ATP 和 ADP 可以相互轉(zhuǎn)化(1)ATP 與 ADP 的相互轉(zhuǎn)化ADP 是 的英文名稱縮寫(xiě)， ADP 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可寫(xiě)成 AP P。在 有關(guān)酶的催化作用下， ATP 分子中遠(yuǎn)離 A 的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解，于是遠(yuǎn)離 A 的那個(gè) P 就脫離開(kāi)來(lái)， 形成游離的 Pi( 磷酸 )，同時(shí)儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量釋放 出來(lái)， ATP 就轉(zhuǎn)化成 ADP 。在有關(guān)酶的催化作用下， ADP 可以接受能量，同時(shí)與一 個(gè)游離的 Pi 結(jié)合，重新形成 ATP( 如下所示 )。酶A

6、TPAD P Pi 能量另一種酶(2)ADP 轉(zhuǎn)化成 ATP 時(shí)所需能量的主要來(lái)源對(duì)動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō)， ADP 轉(zhuǎn)化成 ATP 時(shí)所需能量的主要來(lái) 源，均來(lái)自細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用時(shí)有機(jī)物分解所釋放的能量。對(duì)綠色植物來(lái)說(shuō) ADP 轉(zhuǎn)化成 ATP 時(shí)所需能量的主要來(lái)源， 除了依賴呼吸作用 所釋放的能量外， 在葉綠體內(nèi)進(jìn)行光合作用時(shí)， ADP 轉(zhuǎn)化為 ATP 還利用了光能。 (圖 521)3 ATP 是生物體內(nèi)的高能化合物。 人和動(dòng)物的生命活動(dòng)所需要的 ATP 主要通 過(guò) 作用釋放的能量來(lái)合成。植物體內(nèi) ADP 轉(zhuǎn)化成 ATP 所需能量主要來(lái)自 作用和 作用。 ATP 中 水解，釋放能量用

7、于生命活動(dòng)。知識(shí)點(diǎn) ATP 的利用 細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有的是吸能反應(yīng)，有的是放能反應(yīng)。 ATP 水解是個(gè)放能反應(yīng)， 它放出的能量用于另一吸能反應(yīng)，如肌肉收縮、神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)等；形成 ATP 是個(gè)吸 能反應(yīng)，所需能量來(lái)自細(xì)胞中的放能反應(yīng)，如糖類的氧化。由此可以看出， ATP 是 細(xì)胞中的能量載體，像小額鈔票一樣，便于流通使用，所以把 ATP 比喻成細(xì)胞內(nèi)流 通的能量“通貨” 。4 把螢火蟲(chóng)的尾部組織取下， 過(guò)一段時(shí)間熒光就消失了； 如果滴一點(diǎn) ATP 溶液， 熒光將恢復(fù)。這說(shuō)明螢火蟲(chóng)的熒光是 轉(zhuǎn)化而成的。請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)的反應(yīng) 式： 。解析 螢火蟲(chóng)發(fā)光是它的一種生命活動(dòng)，所需能量也是由 ATP 直接提供的

8、，在 此過(guò)程中 ATP 水解釋放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋Ｎ膊拷M織離體后，當(dāng)細(xì)胞中儲(chǔ)存的ATP 消耗盡后，螢光就會(huì)消失。拓廣延伸如何理解 ATP 與 ADP 之間的相互轉(zhuǎn)化？ATP 與 ADP 的相互轉(zhuǎn)化伴隨著能量的釋放和儲(chǔ)存，因此與生物體的新陳代謝密 切相關(guān)，可用下式表示二者的轉(zhuǎn)化過(guò)程：酶ATPAD P Pi(磷酸)能量另一種酶(1)從反應(yīng)條件上看： ATP 的分解是一種水解反應(yīng)， 催化該反應(yīng)的酶應(yīng)屬水解酶； 而 ATP 的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶應(yīng)屬合成酶。酶具有專一性，因此 反應(yīng)條件不同。(2)從能量上看： ATP 水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能，而合成 ATP 的能量

9、主要有化學(xué)能和太陽(yáng)能。因此能量的來(lái)源不同。(3) 從 ATP 合成與分解的場(chǎng)所上看： ATP 合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉 綠體，而 ATP 水解的場(chǎng)所較多。因此其合成與分解場(chǎng)所不盡相同。5 在生物體活細(xì)胞中，不斷進(jìn)行著下面的變化，請(qǐng)回答：酶ATPAD P Pi 能量另一種酶1)在植物細(xì)胞中， 形成 ATP 的場(chǎng)所是(2)合 成 ATP 的主要來(lái) 源是 作用， 而 ATP 釋放 的能 量用 于。6 下列關(guān)于細(xì)胞內(nèi)合成 ATP 的敘述錯(cuò)誤的是()A 在有氧與無(wú)氧的條件下，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATPB在線粒體中形成 ATP，一定需要氧氣C在葉綠體中形成 ATP 需要光能D一定條件下， ADP

10、與 ATP 可以相互轉(zhuǎn)化 學(xué)科滲透 ATP 化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用1997 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的一半授予了美國(guó)的保羅·博耶和英國(guó)的約翰·沃克，以 表彰他們?cè)谘芯肯佘杖姿岷铣擅溉绾卫媚芰窟M(jìn)行 ATP 再生方面所取得的成就。三磷酸腺苷 (ATP) 的分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，它的結(jié)構(gòu)式如下圖所示。D的互換式，請(qǐng)回答：ATP酶另一種酶AD P Pi 能量ATP 與 ADP 的轉(zhuǎn)化式可表示為： ATPAD P Pi 能量。 ADP 再脫去一個(gè)磷酸根形成一磷酸腺苷 (簡(jiǎn)稱 AMP) ，AMP 是構(gòu)成 RNA 的腺嘌呤核糖核苷酸。磷酸 在 ATP 的功能中起著非常重要的作用。兩個(gè)磷

11、酸之間(也就是 P與 P 之間)用“”符號(hào)表示的化學(xué)鍵，是一種特殊的化學(xué)鍵。這種化學(xué)鍵斷裂時(shí)，放出的能量是正常 的化學(xué)鍵放出的能量的 2 倍以上 (如每摩爾的高能磷酸鍵放出的能量約29.29 41.84千焦，而一般的 PO鍵只放出能量 8372092 千焦)。從低等的單細(xì)胞到高等的人類，能量的釋放、儲(chǔ)存和利用，都是以 ATP 為中心 的。生物體進(jìn)行各項(xiàng)生理活動(dòng)所需要的能量，大都直接地來(lái)自于ATP ，有些則間接地來(lái)源于 ATP?？傊?，它們都通過(guò) ATP 來(lái)供應(yīng)能量。生物體的各種組織細(xì)胞中，各 含有一定數(shù)量的 ATP。而當(dāng)細(xì)胞中的 ATP 濃度過(guò)高時(shí)，生物體可以將 ATP 的高能磷 酸鍵中的能量轉(zhuǎn)

12、移給肌酸，以生成磷酸肌酸(CP)這種化合物。此反應(yīng)可簡(jiǎn)寫(xiě)成 ATP+CADP+CP 。磷酸肌酸可作為一種輔助能源在動(dòng)物的肌肉中儲(chǔ)存。課時(shí)作業(yè)1教材第 90頁(yè)練習(xí) 基礎(chǔ)題第 1、2、3 題2教材第 90 頁(yè)練習(xí) 拓展題3ATP 之所以能作為能量的直接來(lái)源，是因?yàn)? )AATP 在細(xì)胞內(nèi)數(shù)量較多BATP 中高能磷酸鍵很穩(wěn)定C ATP 中高能磷酸鍵儲(chǔ)存能量多且很不穩(wěn)定D ATP 是生物體內(nèi)唯一的可以釋放能量的化合物4下面有關(guān) ATP 和 ADP 的描述中，哪一項(xiàng)是正確的 ( ) AATP在酶的作用下，可以連續(xù)脫下 3個(gè) Pi，釋放大量能量 B ATP 在酶的作用下，可以加上一個(gè) Pi，儲(chǔ)存能量 C ATP 和 ADP 的相互轉(zhuǎn)化都需要酶的參加 D ATP 轉(zhuǎn)化成 ADP 不需要酶參加5ATP 轉(zhuǎn)化為 ADP 可表示為圖 5-2-3，圖中 X 代表 ()AH20BHCPD Pi6ATP 分子在細(xì)胞內(nèi)能夠釋放能量、儲(chǔ)存能量，從結(jié)構(gòu)上看，其原因是( )腺苷很容易吸收能量和釋放能量 第