螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義

第2節(jié)細胞的能量“通貨”－ATP銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牽?？椗??！蔡啤扯拍粮共亢蠖思毎麅?nèi)有熒光素。相互傳遞求偶信號，以便交尾繁衍后代。腹部細胞內(nèi)有機物中儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽苁蛊浒l(fā)光。糖類脂肪太陽能3.能量的最終來源是〔〕。2.〔〕是細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)。1.〔〕是細胞生命活動的主要能源物質(zhì)?；貞浥f知識：糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物都儲存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，生物的生命活動能直接利用它們嗎？請快速認真閱讀課本88-90頁的內(nèi)容，答復(fù)以下問題。1.ATP的中文名稱是什么？２.ATP的結(jié)構(gòu)簡式是：〔〕A、A-P-P~PB、A-P~P~PC、A~P~P-PD、A~P~P~P３.ATP簡式中A、P、~分別代表什么？４.ATP中大量的能量儲存在哪個位置？三磷酸腺苷Ｂ儲存在高能磷酸鍵中５.為什么說ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？1.ATP水解是哪一個高能磷酸鍵先發(fā)生水解？2.ATP水解會形成游離的〔〕放出〔〕，ATP就轉(zhuǎn)化為〔〕。3.ADP的中文名稱是什么？4.ATP和ADP是如何轉(zhuǎn)化的？遠離Ａ的那個Pi能量ＡＤＰ二磷酸腺苷5.ATP和ADP在細胞中含量都很少，但一個成年人在安靜狀態(tài)下，24h內(nèi)竟有40kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，這說明〔〕Ａ.ＡＴＰ在人體細胞中分布廣泛Ｂ.ＡＴＰ容易分解為ＡＤＰＣ.ＡＤＰ容易合成ＡＴＰ貯存起來Ｄ.ＡＴＰ和ＡＤＰ的相互轉(zhuǎn)化十分迅速Ｄ2.ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過程中所需的能量不可能來自〔〕Ａ.光合作用Ｂ.生物的呼吸作用Ｃ.植物的蒸騰作用1.細胞內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供給機制，是生物界的〔〕3.ATPADP+Pi+能量，是一個可逆反響嗎？4.以下過程中ADP含量增加的是〔〕Ａ.Ｋ＋進入小腸上皮細胞Ｂ.苯進入生物細胞Ｃ.氧氣進入組織細胞Ｄ.甘油進入小腸上皮細胞ＡＣ共性2.細胞內(nèi)放能反響一般與ATP的〔〕反響相聯(lián)系？釋放的能量儲存在〔〕中。4.為什么說ATP是細胞的能量“通貨〞？5.綠色植物細胞中，能生成ATP的細胞器有〔〕A.葉綠體和線粒體B.線粒體和核糖體C.核糖體和高爾基體D.高爾基體和線粒體合成ATP3.〔〕是生命活動中能量的直接來源。Ａ.脂肪Ｂ.蛋白質(zhì)Ｃ.葡萄糖Ｄ.ATPＤ1.細胞內(nèi)吸能反響一般與ATP的〔〕反響相聯(lián)系？由ATP的水解提供〔〕水解能量Ａ磷酸五碳糖含氮堿基核苷核苷酸A腺嘌呤核糖腺嘌呤核糖核苷〔腺苷〕腺嘌呤核糖核苷酸〔一磷酸腺苷〕～～三磷酸腺苷〔ATP〕ATP的結(jié)構(gòu)式ＡＴＰ的結(jié)構(gòu)簡式A–P~P~P高能磷酸鍵腺苷磷酸基團普通磷酸鍵高能磷酸化合物是指水解1mol該物質(zhì)能釋放20.92千焦以上能量的磷酸化合物。

1molATP水解時釋放的能量高達30.54千焦，所以ATP是高能磷酸化合物。

ＡＴＰＡＤＰ＋Ｐｉ＋能量分解酶ＡＤＰ＋Ｐｉ＋能量ＡＴＰ合成酶ATP能量能量PiADPPi酶酶此圖說明ATP在細胞內(nèi)的含量是相對穩(wěn)定的，從而使生物體內(nèi)部總保持一種穩(wěn)定的供能環(huán)境?！苍蚴茿TP和ADP相互的轉(zhuǎn)化很快〕科學(xué)家在研究細胞ATP的含量時得到如以下圖的實驗結(jié)果，此圖說明了什么？ATP含量

O2含量四、ATP的形成途徑1.對動物和人來說，主要來自呼吸作用。2.對綠色植物來說，主要來自呼吸作用和光合作用。合成酶，儲能水解酶，放能1.從反響條件上看：2.從能量上看：3.從ATP的合成和分解場所上看：結(jié)論：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)變的反響是不可逆的。反響條件不同。能量來源和去向不同。為什么說這不是一個可逆反響？ATPADP+Pi+能量場所不同，合成場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。分解場所是細胞膜、葉綠體基質(zhì)、細胞核等?？赡娣错懙奶攸c；正逆反響都在同一條件下進行．ATP的生理功能

ATP是生物體進行各種生命活動所需能量的直接來源ATP釋放的能量轉(zhuǎn)化成其它能量的形式主要有：1.機械能2.電能3.滲透能4.光能5.化學(xué)能6.熱能四、ATP的利用

如：礦質(zhì)元素的吸收、植株的生長、細胞分裂、肌肉收縮、

神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電、合成代謝、

吸收和分泌等等。

糖類、脂肪等有機物ＡＴＰ儲存有大量的能量，但不能被直接利用儲存的能量相對來說少，但能被直接利用

據(jù)計算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子ＡＴＰ所含的能量的９４倍。能量≈≈AB15min熒光消失無熒光出現(xiàn)暗處有熒光出現(xiàn)２ｍｌ葡萄糖溶液２ｍｌＡＴＰ溶液ATP的結(jié)構(gòu)簡式

A—P~P~PATP和ADP相互轉(zhuǎn)化ATPADP+Pi

+能量

ATP合成酶ATP水解酶細胞的主要能源物質(zhì)

；直接能源物質(zhì)

;糖類脂肪主要的貯能物質(zhì)

最終能源______。ATP太陽能小結(jié)ATP的形成途徑

動物和人綠色植物呼吸作用呼吸作用光合作用能量ATP的利用ADP＋Pi＋ATP

每個人生活都需要能量、使用能量，運動時更需要為肢體活動持續(xù)地提供能量。各種化學(xué)能(碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì))貯存在體內(nèi)，最終轉(zhuǎn)化成三磷酸腺苷(ATP)。ATP是人體運動時的直接供能物質(zhì)。問題在于ATP的數(shù)量有限。運動時有四種不同的代謝過程向人體提供能量，兩種是無氧的，兩種是有氧的。究竟是哪種代謝被用來提供能量，取決于運動的強度和持續(xù)時間。運動能量從哪里來？無氧能量系統(tǒng)是三磷酸腺苷—磷酸肌酸(ATP--CP)系統(tǒng)和糖酵解系統(tǒng)。肌肉運動時，首先由ATP分解，將能量直接供給肌肉收縮。假設(shè)運動很劇烈，那么CP立即將能量轉(zhuǎn)移到二磷酸腺苷(ADP)分子上，生成ATP，ATP又繼續(xù)分解供給能量。肌細胞中ATP存量很少，但CP的量卻比ATP約多三倍，故二者的總和大致可供給30秒鐘的劇烈運動。該系統(tǒng)非常迅速。如要繼續(xù)運動，就得由糖元分解生成乳酸，同時釋放能量以生成ATP。盡管乳酸會導(dǎo)致肌肉酸痛，但它所產(chǎn)生的能量卻是ATP--CP系統(tǒng)的兩倍。糖酵解系統(tǒng)對應(yīng)的是高強度、持續(xù)時間在30秒—3分鐘之間的運動。這兩個系統(tǒng)適應(yīng)于短跑、跳躍、舉重運動等。有氧能量系統(tǒng)進行3分鐘以上的運動，能量需要有氧代謝系統(tǒng)提供。它也同運動強度和持續(xù)時間直接相關(guān)。強度較低、持續(xù)時間大于3分鐘小于20分鐘的運動，是氧化糖產(chǎn)生大量的ATP來供能。長于20分鐘的低強度運動那么主要靠氧化脂肪來供能了。

在這一代謝過程中由于氧氣能根本滿足需要，所以不會產(chǎn)生乳酸，肌肉不會酸痛。專家們認為，中、老年人參加體育鍛煉以有氧代謝的運開工程為主，因為這對增強體質(zhì)、延緩衰老有利。持續(xù)時間運動強度運動類型無氧能量系統(tǒng)ATP--CP系統(tǒng)30秒鐘高強度短跑、投擲、跳躍、舉重等糖酵解系統(tǒng)30秒—3分鐘有氧能量系統(tǒng)氧化糖類3分鐘--20分鐘低強度長跑、做體操、打太極拳等運動氧化脂肪長于20分鐘ATP是細胞內(nèi)的主要磷酸載體，ATP作為細胞的主要供能物質(zhì)參與體內(nèi)的許多代謝反響，還有一些反響需要UTP或CTP作供能物質(zhì)，如UTP參與糖元合成和糖醛酸代謝，GTP參與糖異生和蛋白質(zhì)合成，CTP參與磷脂合成過程，核酸合成中需要ATP、CTP、UTP和GTP作原料合成RNA，或以dATP、dCTP、dGT