第二節(jié) 細(xì)胞能量通貨——ATP PPT課件

1、細(xì)胞代謝與酶細(xì)胞代謝與酶細(xì)胞代謝的概念：細(xì)胞代謝的概念：酶的發(fā)現(xiàn)：酶的發(fā)現(xiàn)：酶的作用機(jī)理：酶的作用機(jī)理：酶的概念酶的概念：酶是酶是活細(xì)胞產(chǎn)生活細(xì)胞產(chǎn)生的具有的具有催化作用催化作用的有機(jī)的有機(jī)物，物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。酶的特性：酶的特性：專(zhuān)一性專(zhuān)一性高效性高效性作用條件較溫和作用條件較溫和一、一、 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)第一節(jié)第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行著許多化學(xué)細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行著許多化學(xué) 反應(yīng)，統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞代謝。反應(yīng)，統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞代謝。降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。難點(diǎn)再現(xiàn)難點(diǎn)再現(xiàn)：2、影響酶促反應(yīng)的因素、影

2、響酶促反應(yīng)的因素底物濃度底物濃度酶濃度酶濃度pH ：溫度：溫度：同無(wú)機(jī)催化劑相比，同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能酶降低活化能的作用更顯著，因而催化的作用更顯著，因而催化效率更高。效率更高。 分子分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的所需要的能量稱(chēng)為活化能。能量稱(chēng)為活化能。1、什么是活化能？、什么是活化能？強(qiáng)酸、強(qiáng)堿可使酶變性失活強(qiáng)酸、強(qiáng)堿可使酶變性失活高溫使酶變性失活，低溫只是抑制酶的高溫使酶變性失活，低溫只是抑制酶的活性，酶的結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高時(shí)活性，酶的結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高時(shí)酶的活性可恢復(fù)。低溫利于酶保存。酶的活性可恢復(fù)。低溫利于酶保

3、存。V底物濃度底物濃度V酶濃度酶濃度假設(shè)底物濃度無(wú)假設(shè)底物濃度無(wú)限大限大酶量限制酶量限制 秋夕秋夕 銀燭秋光冷畫(huà)屏，銀燭秋光冷畫(huà)屏， 輕羅小扇撲流螢。輕羅小扇撲流螢。 天街夜色涼如水，天街夜色涼如水， 臥看牽?？椗桥P看牽?？椗恰Ｎ灮鹣x(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？螢火蟲(chóng)發(fā)光的過(guò)程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？螢火蟲(chóng)發(fā)光的過(guò)程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？主要是相互傳遞主要是相互傳遞求偶信號(hào)求偶信號(hào)，以便交尾，繁衍后代。，以便交尾，繁衍后代。腹部后端細(xì)胞內(nèi)的腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素?zé)晒馑厥瞧涮赜械陌l(fā)光物質(zhì)。是其特有的發(fā)光物質(zhì)。有。有。其腹

4、部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲(chǔ)存的其腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲(chǔ)存的化學(xué)能化學(xué)能，只有在只有在轉(zhuǎn)變成光能轉(zhuǎn)變成光能時(shí)，螢火蟲(chóng)才能發(fā)光。時(shí)，螢火蟲(chóng)才能發(fā)光。在生命系統(tǒng)中：在生命系統(tǒng)中：主要的能源物質(zhì)：主要的能源物質(zhì)：主要的儲(chǔ)能物質(zhì)：主要的儲(chǔ)能物質(zhì)： 探究給螢火蟲(chóng)提供直接能源的是什么探究給螢火蟲(chóng)提供直接能源的是什么呢？呢？糖類(lèi)糖類(lèi)脂肪脂肪提出問(wèn)題：作出假設(shè)：實(shí)驗(yàn)方案：用小刀將數(shù)十只螢火蟲(chóng)的發(fā)光器割用小刀將數(shù)十只螢火蟲(chóng)的發(fā)光器割下，干燥后研磨成粉末，取兩等下，干燥后研磨成粉末，取兩等份分別裝入份分別裝入A、B、C、D四支試管，四支試管，各加入少量水使之混合，置于暗各加入少量水使之混合，置于暗處，可見(jiàn)試管內(nèi)有淡黃

5、色熒光出處，可見(jiàn)試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)?，F(xiàn)。AB15min暗處暗處有熒光有熒光出現(xiàn)出現(xiàn)2ml 葡萄葡萄糖溶液糖溶液2ml 脂肪脂肪溶液溶液熒光消失熒光消失無(wú)熒光無(wú)熒光出現(xiàn)出現(xiàn)2ml ATP溶溶液液2ml蒸餾水蒸餾水CD從從A A、B B、C C、DD試管的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中你得出的結(jié)論試管的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中你得出的結(jié)論是是? ?葡萄糖、葡萄糖、脂肪脂肪不能為螢火蟲(chóng)的發(fā)光器直接供不能為螢火蟲(chóng)的發(fā)光器直接供能，能，ATPATP能。能。 第第2 2節(jié)節(jié) 細(xì)胞的能量細(xì)胞的能量“通貨通貨”ATPATP學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1 1、簡(jiǎn)述、簡(jiǎn)述ATPATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。的化學(xué)組成和特點(diǎn)。2 2、寫(xiě)出、寫(xiě)出ATPATP的

6、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。3 3、解釋、解釋ATPATP在能量代謝中的作用。在能量代謝中的作用。一、一、ATPATP的生理功能：的生理功能：直接為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量。直接為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量。二、二、ATPATP的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1 1、ATPATP的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)CNNCCCNHHNNCHOHCCCCOOHHHHCHHOPOOOHPOOOHPOHOOH腺苷（腺苷（A A）三個(gè)磷酸基團(tuán)三個(gè)磷酸基團(tuán)三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（ATPATP）高能磷酸鍵高能磷酸鍵ATP：三磷酸腺苷三磷酸腺苷的英文縮寫(xiě)符號(hào)。的英文縮寫(xiě)符號(hào)。高能磷酸化合物高能磷酸化合物： 指水解時(shí)釋放的能量在20.92KJ/mol以上的

7、磷酸化合物，高能磷酸鍵的能量高達(dá)30.54KJ/mo。含氮堿基含氮堿基五碳糖五碳糖一、一、ATPATP的生理功能的生理功能二、二、ATPATP的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1 1、ATPATP的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)2 2、ATPATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式APPP 高能磷酸鍵高能磷酸鍵腺苷腺苷 磷酸磷酸基團(tuán)基團(tuán)共價(jià)鍵共價(jià)鍵一、一、ATPATP的生理功能的生理功能磷酸基團(tuán)：磷酸基團(tuán)：高能磷酸鍵：高能磷酸鍵：共價(jià)鍵：共價(jià)鍵：321 ATP的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)核糖核糖PP P腺嘌呤脫去兩個(gè)磷酸集團(tuán)變成什么了呢？脫去兩個(gè)磷酸集團(tuán)變成什么了呢？腺嘌呤核糖核苷酸核核糖糖 A P P1 1、肌肉收縮的直接能源物質(zhì)是肌肉收縮的直接能源物質(zhì)

8、是ATP。在人體安靜狀。在人體安靜狀態(tài)時(shí)，肌肉內(nèi)態(tài)時(shí)，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮含量只能供肌肉收縮12s所需的所需的能量。能量。 2 2、一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，每分鐘約有一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的的ATP分解釋放能量，供運(yùn)動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜分解釋放能量，供運(yùn)動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜的狀態(tài)下，的狀態(tài)下，24h內(nèi)竟有內(nèi)竟有40kg的的ATP被水解。被水解。資料：資料：通過(guò)以上資料，你能得到什么信息？通過(guò)以上資料，你能得到什么信息？ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少很少的，細(xì)胞內(nèi)的消耗量是的，細(xì)胞內(nèi)的消耗量是很大的。很大的。為什么細(xì)胞內(nèi)的為什么細(xì)胞內(nèi)的ATP含

9、量總是處于平衡之中？含量總是處于平衡之中？APPPPiAPP能量能量三、三、ATPATP與與ADPADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化二、二、ATPATP的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)一、一、ATPATP的生理功能的生理功能ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化：能量的儲(chǔ)存能量的 釋放 ATP 酶 ADP + Pi + 能量ADP+Pi+能量 酶 ATP（A-PPP）（A-PP）知知識(shí)識(shí)拓拓展：展：討論：討論：ATPATP與與ADPADP之間的相互轉(zhuǎn)化是之間的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)嗎？嗎？分分析：析：1、從反應(yīng)條件看：、從反應(yīng)條件看：ATP的分解是一種水解反應(yīng)，的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶；催化該反應(yīng)

10、的酶屬于水解酶；ATP的合成是一種合的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。酶具有專(zhuān)一成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。酶具有專(zhuān)一性，性，因此反應(yīng)條件不同。因此反應(yīng)條件不同。2、從能量來(lái)源看：、從能量來(lái)源看：ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能，用于生命活動(dòng)；合成能磷酸鍵中的化學(xué)能，用于生命活動(dòng)；合成ATP的的能量來(lái)自生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能和太陽(yáng)光能。能量來(lái)自生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能和太陽(yáng)光能。因此能量來(lái)源不同。（能量不可逆，而物質(zhì)可逆）因此能量來(lái)源不同。（能量不可逆，而物質(zhì)可逆）3、從合成與分解場(chǎng)所看：、從合成與分解場(chǎng)所看：ATP合成的場(chǎng)所是合成

11、的場(chǎng)所是細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；ATP分解的場(chǎng)所相分解的場(chǎng)所相對(duì)較多對(duì)較多。因此合成與分解的場(chǎng)所不同。因此合成與分解的場(chǎng)所不同。不是可逆反應(yīng)不是可逆反應(yīng)ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的主要來(lái)源“放能反應(yīng)”ATPATP的生理功能的生理功能ATPATP直接為直接為生物體進(jìn)行各種生命生物體進(jìn)行各種生命活動(dòng)提供能量活動(dòng)提供能量 ATP釋放的能量轉(zhuǎn)化成其它能量的形式主要有：釋放的能量轉(zhuǎn)化成其它能量的形式主要有： 1.機(jī)械能機(jī)械能 2.電電 能能 3.滲透能滲透能 4.光光 能能 5.熱熱 能能 四、四、ATP的利用的利用ATPATP直接為直接為生物體進(jìn)行生物體進(jìn)行各種生命活動(dòng)

12、提供能量各種生命活動(dòng)提供能量葡萄糖+果糖 蔗糖酶糖類(lèi)、脂肪等有機(jī)物糖類(lèi)、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量，儲(chǔ)存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利用儲(chǔ)存的能量相對(duì)儲(chǔ)存的能量相對(duì)來(lái)說(shuō)少，但能被來(lái)說(shuō)少，但能被直接利用直接利用能量能量討論：討論：生物體內(nèi)的能源及能源物質(zhì)生物體內(nèi)的能源及能源物質(zhì)1、生物體內(nèi)貯存能量的有機(jī)物有：、生物體內(nèi)貯存能量的有機(jī)物有： 糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)2、細(xì)胞中重要的能源物質(zhì)：、細(xì)胞中重要的能源物質(zhì)： 葡萄糖葡萄糖3、植物植物細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)： 淀粉淀粉4、動(dòng)物動(dòng)物細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：糖原糖原5、生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：、生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)： 脂肪脂肪6、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的主要主要能源物質(zhì)：能源物質(zhì)：7、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接直接能量物質(zhì)：能量物質(zhì)：糖類(lèi)糖類(lèi)ATP8、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的最終最終能源：能源：光能光能ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 AP P PATP和ADP相互轉(zhuǎn)換ATP ADP+Pi + 能量 ATP合成酶ATP水解酶ATP的利用細(xì)胞的能量“通貨”細(xì)胞的主要能源物質(zhì)_;主要的貯能物質(zhì)_糖類(lèi)脂肪直接能源物質(zhì)_; 最終能源物質(zhì)_ATP