1、第5章 细胞的能量供应和应用第2节 细胞的能量“货币”ATP问题探讨银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如冰，卧看牵牛织女星。问题探讨1、萤虫发光的生物学意义是什么？2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？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。【提出问题提出问题】 是谁是谁直接直接给萤火虫发光提供能量呢？给萤火虫发光提供能量呢？ 是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？是葡萄糖，脂肪，还是其
2、他物质？ 探究实践探究萤火虫发光的探究萤火虫发光的直接供能物质直接供能物质ATP驱动细胞生命活动的直接能源物质一、ATP是一种高能磷酸化合物1、ATP的结构 元素组成： C、H、O、N、P中文名称： 腺苷三磷酸 结构图式： 腺嘌呤核糖PPP1分子腺嘌呤1分子核糖3个磷酸基团腺苷一、ATP是一种高能磷酸化合物1、ATP的结构 结构简式： A-PPPA：腺苷（腺嘌呤核糖）- ：普通化学键P：磷酸基团：特殊的化学键A-PP：腺苷二磷酸ADPA-P：腺苷一磷酸AMPA-PPP腺苷三磷酸ATP(1)具有较高的转移势能由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得“”这一特殊化学键不稳定,末端磷酸
3、基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，既较高的转移势能。(2)水解释放能量当ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。(3)是一种高能磷酸化合物ATP水解的过程就是释放能量的过程,1molATP水解释放的能量高达30.54 kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。一、ATP是一种高能磷酸化合物2、ATP的结构特点 一个成年人安静状态下，24h内有40kg的ATP水解。剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。 在正常人体中ATP和ADP的总量很少，且基本保持一定，大约为2mg10 mg。在人体安静状态时，肌肉内A
4、TP所含的能量只能供肌肉收缩12s。 问题探讨资料分析1从该资料可看出生物体内ATP有什么特点？消耗大，含量低，不能长时间储存。消耗大，含量低，不能长时间储存。2ATP会不会出现供不应求的情况？不会。不会。ATPATP和和ADPADP可以时刻不停地发生相互转化。可以时刻不停地发生相互转化。二、ATP与ADP可以相互转化从从ATP中脱下来的中脱下来的磷酸基团磷酸基团没有转移给其没有转移给其它分子，就会形成游离的它分子，就会形成游离的磷酸（磷酸（Pi），实，实际上转移给其它分子更为常见。际上转移给其它分子更为常见。1、ATP和ADP相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中， 单位时间供能越多，A
5、TP和ADP相互转化的速率越快。2、ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性。二、ATP与ADP可以相互转化动物、人、真菌及大多数细菌等绿色植物呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用糖类、脂肪等糖类、脂肪等有机物氧化分解有机物氧化分解ATPATPADP + PiADP + Pi能量能量 酶酶+ +二、ATP与ADP可以相互转化ATP水解ATP合成反应式ATPADPPi能量能量PiADPATP类型水解反应合成反应条件ATP水解酶ATP合成酶场所生物体的需能部位细胞质基质、线粒体叶绿体能量来源特殊的化学键呼吸作用、光合作用能量去向用于各项生命活动储存于特殊的化学
6、键酶酶问题思考ATPATP合酶合酶 ATP酶酶ADP +Pi +能量能量ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗 ？（2 2）能量来源（去向）不同：）能量来源（去向）不同： ATP ATP水解释放的能量水解释放的能量用于各项生命活动，用于各项生命活动， ATP ATP合成时的能量合成时的能量来源于呼吸作用或光合作用。来源于呼吸作用或光合作用。（1 1）所需要的酶不同：）所需要的酶不同： 催化催化ATPATP水解的酶属于水解酶，催化水解的酶属于水解酶，催化ATPATP合成的酶属于合酶。合成的酶属于合酶。物质可逆，能量不可逆三、ATP的利用用于大脑思考（电能）用于大脑思考（电能）用于肌细胞收缩（机械能
7、）用于肌细胞收缩（机械能）葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应用于细胞内各种吸能反应用于生物放电（电能）用于生物放电（电能）用于生物发光（电能）用于生物发光（电能）用于主动运输用于主动运输 （渗透能）（渗透能）电鳐三、ATP的利用Ca2+ATPCa2+ADPCa2+ADPATP水解释放的 使 等分子 化。这些分子被 后，发生 变化， 也被改变，因而可以参与各种 。磷酸基团磷酸蛋白质空间结构活性化学反应磷酸化 ATP水解为主动运输供能三、ATP的利用(1)吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。（如蛋白质的 ）(2)放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中，为
8、反应直接供能。 （如葡萄糖的 ）。(3)能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通。（ATP是细胞内流通的能量“货币”） 细胞内的化学反应可分成吸能反应和放能反应两类。合成氧化分解ATP水解合成吸能吸能反应反应放能放能反应反应ATP水解ATP合成ATP小结在生命活动中主要的能源物质：最终的能量来源：主要的储能物质：糖类脂肪太阳能直接能源物质：ATP拓展补充ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义拓展补充萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素，并且发出荧光。荧光素荧光素能量能量激活的激活的荧光素荧光素荧光素酶荧光素酶氧化氧化荧光素荧光素荧光荧光发出发出氧气氧气萤火虫发光的原理萤火虫发光的原理: :荧光树下课
