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1、第2节 细胞的能量“通货”ATP第5章 细胞的能量供应和利用有种虫儿真奇怪，有种虫儿真奇怪，一盏灯笼随身带，一盏灯笼随身带，黑夜点灯满天飞，黑夜点灯满天飞，像星闪闪真可爱。像星闪闪真可爱。请你猜一猜：请你猜一猜：电灯和萤火虫都可以发出光电灯和萤火虫都可以发出光亮。那么，这两种发光原理亮。那么，这两种发光原理是什么？是什么？【相关资料相关资料】萤火虫萤火虫的尾部发光细胞中有的尾部发光细胞中有荧光荧光素和荧光素酶素和荧光素酶。荧光素接。荧光素接受受能量能量后就被激活，在荧后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并反
2、应，形成氧化荧光素并且发出荧光。且发出荧光。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氧化荧光素光素发出发出想一想：在细胞内哪些物质较有可能为在细胞内哪些物质较有可能为萤火虫尾部细胞的发光提供能量？萤火虫尾部细胞的发光提供能量？葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪细胞生命活动所需要细胞生命活动所需要的主要能源物质的主要能源物质细胞内良好的储能物质细胞内良好的储能物质【适应症适应症】用于用于进行性肌萎缩进行性肌萎缩、脑出血后遗症脑出血后遗症、心功能不心功能不全全等的辅助治疗。等的辅助治疗。【药物原理药物原理】当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反当体内吸收、分泌、肌肉
3、收缩及进行生化合成反应等需要能量时，应等需要能量时，三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（ATP）即分解成二磷）即分解成二磷酸腺苷及磷酸基，同时释放出能量酸腺苷及磷酸基，同时释放出能量。想一想：在细胞内哪些物质较有可能为萤在细胞内哪些物质较有可能为萤火虫尾部细胞的发光提供能量？火虫尾部细胞的发光提供能量？葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪细胞生命活动所需要细胞生命活动所需要的主要能源物质的主要能源物质细胞内良好的储能物质细胞内良好的储能物质ATPATP提供能量提供能量 谁谁是为萤火虫尾部细胞的发光是为萤火虫尾部细胞的发光直直接接提供能量的呢？提供能量的呢？糖类糖类脂肪脂肪细胞生命活动所需要细胞生命活动所需要的主要能源物质
4、的主要能源物质细胞内良好的储能物质细胞内良好的储能物质ATPATP直接直接能源物质能源物质太阳能太阳能最终的能源物质最终的能源物质2.ATP2.ATP的结构简式？的结构简式？3.ATP3.ATP简式中简式中A A、P P、分别代表什么分别代表什么？1.ATP1.ATP的中文名称？的中文名称？一、一、ATPATP的结构的结构1.1.中文名称：中文名称：三磷酸腺苷三磷酸腺苷腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸基团磷酸基团 （P）PPP高能磷酸键高能磷酸键腺苷腺苷(A)A AP PP PP P 2.2.结构简式：结构简式：P P：磷酸基团磷酸基团：高能磷酸键高能磷酸键（3 3个）个）（2 2个）个）：普通磷酸键
5、普通磷酸键（1 1个）个）A A：腺苷腺苷=腺嘌呤腺嘌呤+核糖核糖1.ATP1.ATP的结构式可以简写为（的结构式可以简写为（）BA、APPP B、APPPC、APPP D、APPP练习一练习一2.2.一分子一分子ATPATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（酸键数目依次是（）。）。A A、1 1，2 2，2 B2 B、1 1，2 2，1 1 C C、1 1，3 3，2 D2 D、2 2，3 3，1 1 C 一般将水解时，能够释放一般将水解时，能够释放20.92kJmol能量的化合物都叫做高能化合物。能量的化合物都叫做高能化合物。1molATP水解时释
6、放的能量高达水解时释放的能量高达30.54kJ，所以，所以ATP是高能磷酸化合物是高能磷酸化合物。资资 料料想一想：在萤火虫尾部细胞的发光过程中直在萤火虫尾部细胞的发光过程中直接提供能量的物质是接提供能量的物质是ATP。那能量主要。那能量主要存在与存在与ATP分子的什么结构中？是怎样分子的什么结构中？是怎样被释放出来的？被释放出来的？A-PPP水解酶水解酶 A-PP+Pi+ADP能量能量 ATP为各项生命活为各项生命活动提供能量动提供能量3.ATP的水解的水解不稳定不稳定,易断裂易断裂,也易形成也易形成 2004 2004年雅典奥运会，刘年雅典奥运会，刘翔在翔在110110米栏决赛中，以米栏决
7、赛中，以1212秒秒8888的成绩，平了由英国选的成绩，平了由英国选手科林手科林杰克逊杰克逊19931993年创造的年创造的世界纪录，打破世界纪录，打破1212秒秒9595的奥的奥运会纪录。这枚金牌是中国运会纪录。这枚金牌是中国男选手在奥运会上夺得的第男选手在奥运会上夺得的第一枚田径金牌。一枚田径金牌。研究显示：研究显示：一个成人一天在静止状态下一个成人一天在静止状态下所消耗的所消耗的ATPATP为为48kg48kg，在紧张活动的情况下，在紧张活动的情况下，ATPATP的消耗可达的消耗可达0.5kg/min0.5kg/min。而人体中。而人体中ATPATP的总的总量只有大约量只有大约2mg2m
8、g，剧烈运动时只能维持，剧烈运动时只能维持3s3s。二、二、生物体细胞内生物体细胞内ATPATP与与ADPADP的相互转化。的相互转化。能量能量A-PPP(ATP)A-PP(ADP)能量能量Pi酶酶Pi酶酶动态平衡动态平衡ATPATP的特点：的特点：含量少，转化迅速！含量少，转化迅速！处于动态平衡中，保证了稳定供能。处于动态平衡中，保证了稳定供能。ADPADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源时所需能量的主要来源动物、人、等动物、人、等绿色植物绿色植物能能 量量呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP+Pi+ATP 合成酶合成酶糖类、脂肪等有糖类、脂肪等有机物氧化分解机
9、物氧化分解ATP酶酶 酶酶ADP+Pi+能量能量 合作探究合作探究2 2：ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化是否可逆是否可逆?2 2、ATPATP合成合成与与ATPATP分解的比较：分解的比较：反反 应应ATPADP+Pi+能量能量ADP+Pi+能量能量ATP反应类型反应类型酶的类型酶的类型场所场所能量来源能量来源能量去向能量去向酶酶酶酶水解反应水解反应合成反应合成反应水解酶水解酶合成酶合成酶活细胞所有部位活细胞所有部位线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、细胞质基质等细胞质基质等高能磷酸键中高能磷酸键中的化学能的化学能有机物中的化学能有机物中的化学能、光能、光能用于各项生命活动用于各
10、项生命活动储存于高能磷酸键储存于高能磷酸键中中结论结论：物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 3.ATP转转化化为为 ADP 可表示如下：式中可表示如下：式中X代表（代表（）A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPi练一练练一练DA4.对于反应式：对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是能量，以下提法正确的是()A、物质是可逆的，能量是不可逆的、物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆、物质和能量都是可逆 的的C、物质和能量都是不可逆的、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的、物质是不可逆的，能量是可
11、逆的酶酶酶酶呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）等释放能量等释放能量(放能放能反应反应)合成合成水解水解生命活动生命活动(吸能吸能反应反应)ATPATP是细胞内流通的能量是细胞内流通的能量“通货通货”三、三、ATP的利用的利用ATP哪些生命活动由哪些生命活动由 直接供能直接供能?用于主动运输用于主动运输ATP用于各种运动，如用于各种运动，如肌细胞收缩肌细胞收缩用于生物放电用于生物放电葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸用于细胞内各种吸能反应能反应用于生物发光用于生物发光用于大脑思考用于大脑思考ATP机械能机械能（如肌细胞收缩）（如肌细胞收缩）渗透能渗透能（如主
12、动运输）（如主动运输）电能电能（如电鳐放电、大脑思考）（如电鳐放电、大脑思考）光能光能（如萤火虫发光）（如萤火虫发光）转转化化为为葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶化学能化学能（如蛋白质合成）（如蛋白质合成）1.ATP的结构简式的结构简式 AP P P2.ATP和和ADP相互转换相互转换ATP ADP+Pi+能量能量 ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶3.ATP的利用的利用细胞的能量细胞的能量“通货通货”能源物质：能源物质：主要能源物质：主要能源物质：储能物质：储能物质：主要储能物质：主要储能物质：直接能源物质：直接能源物质：最终能源物质：最终能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、糖类、脂肪、蛋白质、ATP糖类糖类脂肪、淀粉（植物细胞）、脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）糖原（动物细胞）脂肪脂肪ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）太阳能太阳能1、ATP在细胞内的含量及其生成是（）A、很多，很快 B、很少，很慢 C、很多，很慢 D、很少，很快2、ATP作为能量的直接来源是因为（）A.ATP在细胞中数量非常多 B、ATP中的高能磷酸键很稳定 C、ATP中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定 D、ATP是生物体内惟一可以释放能量的化合物DC