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1、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。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情境交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。讨论：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.萤火虫发光过程中有能量转化吗？萤火虫发光的生物学意义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有荧光素，是其特有的发光物质有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能，只有在转变为光能时才能发光。离体萤离体萤火虫发火虫发光器一光器一段时间段时间内继续内继续发光发光一段时间后荧光荧光消失消失研磨液加一定量ATP
2、溶液加等量葡萄糖溶液立即发出荧光不发荧光资料：萤火虫的腹部后端细胞内有一种特殊的发光物质荧光素。荧光素接受能量被激活后，在荧光素酶的催化下发出荧光不发荧光不发荧光加等量脂肪溶液加等量无菌水一.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质直接提供能量的物质：ATP细胞中一些需要能量的过程萤火虫发光主动运输胞吞胞吐物质合成肌纤维收缩二.ATP是高能磷酸化合物1.ATP的中文名称：腺苷三磷酸A T Padenosinetriphosphate腺苷腺苷三三磷酸磷酸2.ATP的结构简式：APPP代表一种特殊的化学键从结构与功能相适应这一角度，解释为什么该物质作为直接能源物质？1.具有特殊的化学键“”2.脱离的
3、磷酸基团挟能量ATP水解时，哪个化学键断裂？释放出能量？生物学研究中，常用同位素标记法。已知参与Na+-K+主动运输的载体蛋白（Na+-K+泵）是一种能催化ATP水解的酶，在这种酶的作用下，ATP上的一个磷酸基团会与Na+-K+泵结合，同时产生ADP，现用32P标记磷酸分子，用、表示ATP上的三个磷酸基团所处的位置（A-PPP）。检验Na+-K+泵上是否带有标记。请你完善下面的实验设计实验结果32P标记的位置+-+：表示带标记；-表示不带标记+Na+-K+泵上无标记Na+-K+泵上无标记Na+-K+泵上有标记3.ATP是高能磷酸化合物APPP两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥这种化学键不稳
4、定末端的磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势具有较高的势能ATP酶酶ADP+Pi +能量与其他分子结合1molATP水解释放的能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物4.ATP的结构NHCNCCCNH2NCHNOHHOHHOHHCHOHOpOO-OpOO-OpOO-O-腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸基团磷酸基团磷酸基团磷酸基团磷酸基团磷酸基团腺苷腺苷三个磷酸基团三个磷酸基团腺苷三磷酸腺苷三磷酸（ATP）腺苷二磷酸腺苷二磷酸（ADP）腺苷一磷酸腺苷一磷酸（AMP）4.各种A的辨析APPPAHAOHTACGATGCAUGC 。腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸下面各
5、个圆圈中代表的含义相同的有哪些？APPPAOHAUGCAPPPAOHAH=，代表腺嘌呤核糖核苷酸代表腺嘌呤核糖核苷酸=，代表腺苷代表腺苷RNA与ATP的联系（1）元素组成相同，都是C、H、O、N、P（2）ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分，即AMP,是组成RNA的基本单位之一2PiPOHAPPPOHAATP腺嘌呤核糖核苷酸AMP三.ATP与ADP可以相互转化ppppp能量Pi能量Pi合成水解ATP与与ADP相互转化示意图相互转化示意图资料：资料：一个成年人在平静状态下，一个成年人在平静状态下，2424小时将有小时将有40kg40kg的的ATPATP发生转化，而细胞内发生转化，而细胞内ATPAT
6、P、ADPADP的总量仅有的总量仅有2mg2mg10mg10mg。用用3232P P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分 离出离出ATPATP，ATPATP的总量变化不大，但是大部分的总量变化不大，但是大部分ATPATP末端末端 磷酸基团却已经带有放射性标记。磷酸基团却已经带有放射性标记。ATP与ADP相互转化的特点：时刻不停地发生且处于动态平衡之中ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性ATP与ADP相互转化过程中，物质可逆，能量不可逆，催化的酶不同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。ATP与ADP相
7、互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁ppppp能量Pi能量Pi合成水解ATP与与ADP相相互转化示意图互转化示意图放能反应吸能反应ATP合成的能量来源：绿色植物、蓝细菌等：光合作用、呼吸作用人、动物、真菌、大多数细菌：呼吸作用ATP运动蛋白蛋白质发生移动ATP 的利用举例AB反应物+CATP生成物用于物质合成用于肌肉收缩ATP水解释放的能量用于细胞内各项耗能的生命活动。如主动运输、有机物合成、胞吞胞吐、肌肉收缩、蛋白质磷酸化等ATPCa2+参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶的活性就被激活了。在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转移膜外侧，将Ca2+释放到膜外。ADPCa2+Ca2+ADPATP为主动运输供能示意图