細胞的能量“貨幣”ATP-課件

第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP第5章細胞的能量供應(yīng)和利用熒光素能量激活的熒光素?zé)晒馑孛?氧氣氧化熒光素發(fā)出熒光糖類是細胞中主要的能源物質(zhì)脂肪是細胞中良好的儲能物質(zhì)3.細胞內(nèi)哪些物質(zhì)有可能為螢火蟲發(fā)光提供能量呢？四川省青神縣的三、四月是流螢的季節(jié)，流螢飛舞是春天帶給青神的浪漫。人們置身于美麗的鄉(xiāng)間山林，瞬間被螢光包圍，并深陷其中不能自拔，盡享漫山的流螢飛舞，如夢如幻。1.螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2.螢火蟲發(fā)光的原理是什么？主要是相互傳遞信息，以便繁衍后代。探究：螢火蟲發(fā)光的直接能源物質(zhì)是什么?探究：螢火蟲發(fā)光的直接能源物質(zhì)是什么?【材料】螢火蟲發(fā)光細胞研磨成的粉末、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸餾水等。取4支試管，編號1、2、3、4，向各試管分別加入螢火蟲發(fā)光細胞研磨成的粉末和2mL蒸餾水，各試管均發(fā)出熒光；一段時間后，熒光消失12342ｍL蒸餾水2mL葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mLATP溶液結(jié)論：螢火蟲發(fā)光的直接能源物質(zhì)是ATP。發(fā)出熒光普通化學(xué)鍵A:P:中文名稱：組成元素：C、H、O、N、P腺苷三磷酸A—P～P～P腺苷（腺嘌呤＋核糖）磷酸基團ATP結(jié)構(gòu)簡式腺苷(A)腺苷一磷酸(AMP)腺苷二磷酸(ADP)腺苷三磷酸(ATP)腺嘌呤核糖核苷酸RNA的基本組成單位之一特殊化學(xué)鍵模型圖腺嘌呤核糖三個磷酸基團一、ATP的化學(xué)組成和特點資料1α、β和γ表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，現(xiàn)有甲、乙兩組ATP溶液，甲組用32P標(biāo)記ATP的β位的磷酸基團，乙組用32P標(biāo)記ATP的γ位的磷酸基團，然后分別加入等量的ATP水解酶，短時間后迅速分離溶液中游離的磷酸基團，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有乙組中游離的磷酸基團帶有放射性。

α位β位γ位

該實驗說明什么?PPPβ位與γ位磷酸基團之間的化學(xué)鍵更容易斷裂。一、ATP的化學(xué)組成和特點為什么β位與γ位磷酸基團之間的化學(xué)鍵更容易斷裂？ATP中兩個相鄰的磷酸基團帶有負電荷而相互排斥，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端的磷酸基團具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。ADP相互排斥的磷酸基團減少，勢能降低磷酸基團攜帶轉(zhuǎn)移的“勢能”與其他分子結(jié)合H2OADP腺苷二磷酸磷酸能量高達30.54kJ/mol酶一、ATP的化學(xué)組成和特點資料：一個成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg，在緊張的情況下，ATP的消耗可達0.5kg/min。而細胞內(nèi)ATP、ADP的總量僅有2-10mg。從這2則資料中你能得出生物體中的ATP有什么特點？ATP含量很少，但需求量很大，ATP如何持續(xù)供能？每個細胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP且同時有等量ATP被水解.結(jié)論：ATP在細胞內(nèi)的含量及其生成速度：含量少，轉(zhuǎn)化快.二、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATPADPATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化。不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的速率越快，單位時間供能越多ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制普遍存在，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。ATP合成的能量來源及ATP水解的能量去路？ATPADP？光合作用呼吸作用呼吸作用ATP的合成伴隨著細胞的放能反應(yīng)，釋放的能量儲存在ATP中。二、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATPADP？細胞中絕大多數(shù)需要能量的活動都是由ATP提供能量的。ATP的水解伴隨著細胞的吸能反應(yīng)，細胞代謝所需能量由ATP水解提供。二、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP水解釋放的能量是如何用于各種生命活動的？兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等ATP中特殊化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢，即具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。ATP在酶的作用下水解時，脫離下來的末端磷酸基團挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化ATP為Ca2+運輸供能二、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化吸能反應(yīng)，如蛋白質(zhì)的合成放能反應(yīng)，如葡萄糖的氧化分解，釋放的能量儲存在ATP中吸能反應(yīng)與ATP的水解相聯(lián)系，放能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系。四、ATP是細胞中的能量“貨幣”ATP中的化學(xué)能糖類等有機物中的化學(xué)能直接用于各種生命活動ATP水解呼吸作用商品生產(chǎn)商品消費貨

幣合成水解(1)能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、ATP。(2)主要能源物質(zhì)：糖類。(3)儲能物質(zhì)：脂肪、淀粉(植物細胞)、糖原(動物細胞)。(4)良好儲能物質(zhì)：脂肪。(5)直接能源物質(zhì)：ATP。(6)最終能量來源：太陽能?！安粍赢a(chǎn)”“定期存款”“活期存款”“現(xiàn)金”生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié)（1）ATP只能作為能源物質(zhì)嗎？（2）有其他的直接能源物質(zhì)嗎？資料

如果將ATP中的堿基A替換為G、U、C，分別為鳥苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起組成NTP家族，其脫去核糖第二位C上的O原子組成dNTP家族，均為高能化合物。資料

20世紀(jì)50年代，研究者發(fā)現(xiàn)ATP在神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞中可以作為一種興奮性的神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用，并且在內(nèi)臟、中樞及外周神經(jīng)系統(tǒng)等多個部位的細胞質(zhì)膜上發(fā)現(xiàn)了ATP受體，可見ATP還是一種能在細胞間傳遞信息的信號分子。ATP是一種能源物質(zhì)，也是能在細胞間傳遞信息的信號分子。結(jié)論：結(jié)論：除了ATP外，鳥苷三磷酸GTP、尿苷三磷酸UTP和胞苷三磷酸CTP，也可以直接供能。勇于質(zhì)疑?課堂總結(jié)1．9月24日，杭州第19屆亞運會第一枚金牌產(chǎn)生，由杭州市運動員鄒佳琪和邱秀萍在賽艇女子輕量級雙人雙槳中奪得，比賽過程中，ATP為肌細胞提供了大量能量。ATP結(jié)構(gòu)示意圖如下，下列有關(guān)敘述，正確的是（）A．a(chǎn)是DNA的基本組成單位之一B．激烈的比賽過程中，體內(nèi)ATP的分解速率遠遠大于合成速率C．通過ATP的合成和水解，使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)D．b和c兩個化學(xué)鍵中，c的能量明顯比b多，運動過程中c斷裂供能C化合物結(jié)構(gòu)簡式“A”含義共同點ATPDNARNA核苷酸

不同化合物中“A”的辨析腺苷腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤所有“A”的共同點是都含有腺嘌呤2.細胞內(nèi)的能量供應(yīng)機制如圖所示,下列說法中錯誤的是 (

)A.圖中X代表的是ATPB.ATP與ADP之間可以相互轉(zhuǎn)化C.酶Ⅰ和酶Ⅱ是同一種酶D.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制是生物界的統(tǒng)一性C3.下列有關(guān)ATP的敘述，錯誤的是(

)A.ATP分子水解去掉兩個磷酸基后變成了RNA的基本單位B.ATP分子中儲存著大量的活躍化學(xué)能，是一種高能磷酸化合物C.ATP是生物的主要能源物質(zhì)D.ATP水解成ADP時，是遠離A的特殊的化學(xué)鍵斷裂，釋放能量C一、概念檢測1.能準(zhǔn)確表示ATP中三個磷酸基團之間，以及磷酸基團和腺苷之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)簡式是()

A.A--P--P～P

B.A--P～P～P

C.A～P～P-P

D.A～P～P～P2.下列物質(zhì)中，能夠直接給細胞生命活動提供能量的是()

A.脂肪酸B.氨基酸C.腺苷二磷酸D.腺苷三磷酸3.下面關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是(

)

A.細胞質(zhì)和細胞核中都有ATP的分布

B.ATP合成所需的能量由磷酸提供

C.ATP可以水解為ADP和磷酸

D.正常細胞中ATP與ADP的比值相對穩(wěn)定4.離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，它在跨膜運輸物質(zhì)時離不開ATP的水解。下列敘述正確的是()

A.離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散

B.離子通過離子泵的跨膜運輸是順濃度梯度進行的

C.動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率

D.加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率BDBC練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.就細胞中的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)各舉出一個實例，并說明這些實例分別與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系。提示：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)需要消耗能量,是吸能反應(yīng),這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。如葡萄糖的氧化分解能夠釋放能量,是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外,還用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng),儲存在ATP中。2.同樣是能源物質(zhì)，AIP與葡萄糖具有不同的特點。請你概括出ATP具有哪些特點。3.在植物、動物、細菌和真菌的細胞內(nèi)，