1、第五章 细胞的能量供应和利用第2节 细胞的能量“货币”ATP问题探讨问题探讨1萤火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在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？主要是相互传递信号，以便繁衍后代。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变成光能，使萤火虫发光。葡萄糖？脂肪？ATP？实验实验材料材料实验实验器具器具实验实验试剂试剂ABCD2mL ATP溶液2mL脂肪溶液2mL蒸馏水暗处2mL葡萄糖溶液荧光消失暗处15min有荧光有荧光出现出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现荧光消失ABCD2mL ATP溶液2mL脂肪溶液2mL蒸
2、馏水15min暗处暗处实验结论：ATP是直接供能物质2mL葡萄糖溶液 自主阅读P86页第三自然段并结合“相关信息”，完成以下问题，并构建ATP的物理模型1、ATP的中文名称？ATP由哪些部分组成？2、ATP的组成元素？3、ATP的结构简式如何书写？4、A、T、P、分别代表什么？5、ATP如何释放能量？6、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？一、ATP的结构任务二：构建ATP结构物理模型核糖磷酸基团腺嘌呤腺苷（A）ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）腺苷磷酸基团特殊的化学键普通的化学键APPP一、ATP的结构C、H、O、N、P末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分
3、子结合的趋势，具有较高的转移势能。1分子腺苷和3分子磷酸基团化学组成元素组成结构简式ATP的结构式特点：不稳定、易在酶的作用下断裂酶 30.54 kJ/mol ATPADP磷酸能量高能磷酸化合物一、ATP的结构水解时释放的能量水解时释放的能量20.92kJ20.92kJ以以上的化合物称为高能化合物上的化合物称为高能化合物【资料1】研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有45kg；成人细胞内ATP总量约210mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩12s。【资料2】用32P标记磷酸基团加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但大部分ATP末端磷
4、酸基团却已经带上放射性标记。研究表明，细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解。【资料3】氰化钾是一种细胞呼吸抑制剂，能阻止人体内ATP的合成，人中毒后3-6min内死亡。ATP消耗量大 但ATP含量很少ATP和ADP可以相互转化并且十分迅速 对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡的。（87页第一段）二、ATP与ADP可以相互转化任务三：通过资料分析解释ATP与ADP的关系水解合成ATP与ADP互相转化示意图二、ATP与ADP可以相互转化探究活动三：构建ATP与ADP相互转化概念模型水解合成ATP与ADP互相转化示意图二、ATP
5、与ADP可以相互转化探究活动三：构建ATP与ADP相互转化概念模型生物发光主动运输物质合成肌肉收缩大脑思考呼吸作用光合作用ATPADP能量能量合成ATP的能量来源ATP中的化学能光合作用呼吸作用糖类等有机物中的化学能光能能量二、ATP与ADP可以相互转化实例1：肌肉收缩化学能机械能三、ATP的利用肌动蛋白肌球蛋白ATP水解释放的能量可用于各项生命活动实例2：主动运输三、ATP的利用ATP ATP水解水解 Ca2释放到膜外释放到膜外Ca2主动运输载体蛋白Pi与载体蛋白结合载体空间结构改变载体空间结构改变物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化，蛋白质分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变
6、，因而可以参与各种化学反应。ATP的供能机制三、ATP的利用水解合成生物发光主动运输物质合成肌肉收缩大脑思考呼吸作用光合作用ATPADP能量能量思考：ATP与ADP相互转化是可逆反应吗？不是。原因：两个过程所用的酶不同，能量的来源和去路也不同。三、ATP的利用水解合成ATPADP能量能量低能化合物低能化合物高能化合物高能化合物吸能反应氨基酸蛋白质葡萄糖H2O、CO2放能反应ATP是细胞内吸能反应和放能反应间能量流通的物质载体，是细胞的能量“货币”三、ATP的利用卖菜买咖啡货币细胞中流通的能量“货币”三、ATP的利用资料4：1mol的葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870 KJ的能量，1mol的AT
7、P水解可以释放30.54 KJ的能量。主动运输2个钙离子需要消耗1个ATP，细胞膜上的离子泵运输3个钠离子和2个钾离子也需要消耗1个ATP。三、ATP的利用储存有大量的能量，相当于存折和支票中大额度的钱，但不方便直接利用。储存的能量相对来说少，且容易合成和水解，因此方便直接利用。三、ATP的利用 应用：科学家运用这一原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物原理：四、科学前沿能量能量荧光素酶荧光素酶氧气氧气荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素荧光荧光氧化荧光素氧化荧光素发出发出四、科学前沿将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发
8、光的“荧光树”。白天，阳光照射，公园与普通公园一模一样。晚上，这些树就自动发光。公园里不需要路灯，一片通明。而且，光照非常柔和。未来，夜间发光的树可能会成为街灯的天然替代品。知识小结典题演练1ATP 是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于 ATP 的叙述，错误的是（）A细胞质和细胞核中都有 ATP 的分布BATP 合成所需的能量由磷酸提供CATP 可以水解为 ADP 和磷酸D正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值相对稳定B 典题演练2.生物体内能量代谢中ATP的合成和利用过程如下图所示。以下说法不正确的是（）A.动植物体内都有呼吸作用为ATP的合成提供能量B.过程和过程的酶和场所不同C.c表示
9、吸收的能量，d表示释放的能量，两者形式相同D.ATP中的“A”与RNA中的碱基A含义相同C 化合物结构简式“A”含义共同点 ATP腺嘌呤核糖核苷酸 DNARNA 拓展延伸：不同化合物中拓展延伸：不同化合物中“A”“A”的含义不同的含义不同腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤核糖典题演练3下列是细胞内的化学反应,其中需要消耗ATP的有()细胞通过主动运输吸收K+肌肉收缩 蛋白质的分泌萤火虫发光 大脑思考蔗糖的合成植物细胞的质壁分离和复原过程 A.B.C.D.C谢谢聆听GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP拓展：其他直接能源物质生物体能源物质生物体主要能源物质细胞内的主要能源物质生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质直接能源物质最终能源来源ATPATP糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太阳能太阳能糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质归纳总结：各种能源物质归纳总结：各种能源物质葡萄糖葡萄糖
