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1、第第5 5章细胞的能量供应和利用章细胞的能量供应和利用第第2 2节节 细胞的能量货币细胞的能量货币ATPATP萤火虫尾部的萤火虫尾部的发光发光细胞内有细胞内有相关的相关的发光物质发光物质，在满足，在满足能量能量供应与酶催化供应与酶催化的条件的条件下，该物下，该物质发生转化进而发出荧光。质发生转化进而发出荧光。为细胞的生命活动为细胞的生命活动直接提供能量直接提供能量的物质是？的物质是？脂肪脂肪氨基酸氨基酸K K+葡萄糖葡萄糖蛋白质蛋白质H H2 2O O糖糖原原19341934年年,罗曼在研究罗曼在研究肌肉细肌肉细胞的收缩机理时，胞的收缩机理时，发现了一种发现了一种化合物。在肌肉细胞耗能的生化合
2、物。在肌肉细胞耗能的生理过程中总伴随理过程中总伴随该物质该物质的分解的分解放能。放能。19351935年年,罗曼确定了这罗曼确定了这种化合物的分子式为腺苷三磷种化合物的分子式为腺苷三磷酸（英文缩写为酸（英文缩写为ATPATP）。）。为萤火虫为萤火虫发光发光直接提供能量的物质是葡萄糖还是直接提供能量的物质是葡萄糖还是ATPATP？直接直接供能的物质是：供能的物质是：葡萄糖？葡萄糖？ATPATP？切取萤火虫的发光细胞捣碎加入适量生理盐水，分装入切取萤火虫的发光细胞捣碎加入适量生理盐水，分装入3 3支试管中支试管中A AB BC CD D适当时长适当时长暗处暗处荧荧光光消消失失mLmL脂肪溶液脂肪溶
3、液 mL mL葡萄糖溶液葡萄糖溶液 mL mL蒸馏水蒸馏水L LATPATP溶液溶液暗处暗处观察观察无荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现有荧光出现有荧光出现结论：结论：ATPATP为萤火虫发光直接提供能量为萤火虫发光直接提供能量ATPATP是驱动细胞生命活动的是驱动细胞生命活动的直接直接能源物质。能源物质。一、一、ATPATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物 P P86861 1、ATPATP的中文名称是：的中文名称是：腺苷三磷酸腺苷三磷酸2 2、组成元素组成：、组成元素组成：C C、H H、O O、N N、P P3 3、结构简式：、结构简式：4 4、为什么说、
4、为什么说ATPATP是一种是一种高能磷酸高能磷酸化合物？化合物？3 3、结构简式：、结构简式：腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸基团磷酸基团普通化学键普通化学键特殊的化学键特殊的化学键A AP PP PP P 腺苷腺苷A A4 4、ATPATP是一种是一种高能磷酸高能磷酸化合物化合物腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸基团磷酸基团普通化学键普通化学键特殊的化学键特殊的化学键因相邻的磷酸基团都带负电荷相互排斥等，因相邻的磷酸基团都带负电荷相互排斥等，这个特殊的化学键不稳定这个特殊的化学键不稳定，末端末端磷酸基团磷酸基团易脱离，含较高的转移势能易脱离，含较高的转移势能释放能量：释放能量：30.54KJ/mol30.54
5、KJ/mol 细胞时刻进行各种生命活动过程，时刻需要细胞时刻进行各种生命活动过程，时刻需要ATPATP水解供能。水解供能。一个人在静止状态下一个人在静止状态下,一天内也有一天内也有40kg40kg的的ATPATP发生水解；发生水解；在剧烈运动的状态下，每分钟需要消耗在剧烈运动的状态下，每分钟需要消耗0.5kg ATP0.5kg ATP。正常人体中正常人体中ATPATP的总量很少，大约为的总量很少，大约为2 210mg10mg，基本保持，基本保持不变。不变。人体细胞每天的能量需要水解人体细胞每天的能量需要水解200-300mol200-300mol的的ATPATP，这意，这意味着每个味着每个AT
6、PATP分子每天要被重复利用分子每天要被重复利用2000-30002000-3000次。次。如何解决量少和消耗量大的矛盾？如何解决量少和消耗量大的矛盾？如何在持续消耗如何在持续消耗ATPATP的情况下，仍能保证的情况下，仍能保证ATPATP含量的相对稳定含量的相对稳定？资料资料 ：二、二、ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化1.ATP1.ATP的水解的水解 ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量 ATPATP水解酶水解酶2.ATP2.ATP的合成的合成 ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATP ATP ATPATP合成酶合成酶 ATP ATP与与ADPADP的这种
7、相互转化，是时刻不停地发生并且的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于处于动态平衡动态平衡之中的。这种能量供应机制，在所有生物之中的。这种能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。统一性。3 3、ATPATP合成时所需能量的主要来源合成时所需能量的主要来源 ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATP ATP ATPATP合成酶合成酶动物、人、真菌、动物、人、真菌、动物、人、真菌、动物、人、真菌、大多数大多数大多数大多数细菌细菌细菌细菌 绿色植物绿色植物少数细菌少数细菌少数细菌少数细菌葡萄糖等有机物氧化分解，葡萄糖等有机物氧化分解，
8、释放的能量释放的能量通过光合作用，通过光合作用，吸收光能用于合成吸收光能用于合成ATPATP呼呼呼呼吸吸吸吸作作作作用用用用呼呼呼呼吸吸吸吸作作作作用用用用光光光光合合合合作作作作用用用用呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用？ATPATP的水解与合成是可逆反应吗的水解与合成是可逆反应吗?ATPATP的水解和合成的水解和合成属于属于不不可逆反应。可逆反应。反应反应ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATPATP反应类型反应类型酶的类型酶的类型能量来源能量来源能量去向能量去向场所场所水解反应水解反应合成反应合成反应ATPATP水解酶水解酶ATPAT
9、P合成酶合成酶ATPATP中活跃中活跃的化学能的化学能有机物中的化学能以及有机物中的化学能以及光能光能用于各项生命活动用于各项生命活动储存于储存于ATPATP分子分子中中活细胞所有部位活细胞所有部位细胞质基质、细胞质基质、线粒体、叶绿体等线粒体、叶绿体等物质是可逆的，能量是不可逆的，酶、场所也不相同物质是可逆的，能量是不可逆的，酶、场所也不相同 三、三、ATPATP的利用的利用典例典例1 1：ATPATP为主动运输供能为主动运输供能 P P88888888第五章 第2节 细胞的能量“货币”ATP(27张)第五章 第2节 细胞的能量“货币”ATP(27张)物质与载体蛋白物质与载体蛋白相应位点相应
10、位点结合结合载体蛋白的载体蛋白的酶酶活活性性激活激活ATPATP末端磷酸基末端磷酸基团脱离，携能量团脱离，携能量转移转移；载体蛋白磷酸化载体蛋白磷酸化 载体蛋白的载体蛋白的空间结构空间结构改变改变；物质实现物质实现逆浓度逆浓度跨膜运输跨膜运输 典例典例2 2：ATPATP为萤火虫发光提供能量为萤火虫发光提供能量荧光素荧光素ATPATP供能供能激活激活的的荧光素荧光素O O2 2荧光荧光素酶素酶氧化氧化荧光素荧光素发出发出荧荧光光转基因转基因放能反应放能反应葡萄糖葡萄糖氧化分解等氧化分解等释放能量释放能量蛋白质蛋白质合成等合成等吸收能量吸收能量吸能反应吸能反应吸能反应吸能反应总是与总是与ATPA
11、TP水解水解反应相联系反应相联系,由由ATPATP水解提供能量水解提供能量放能反应放能反应总是与总是与ATPATP合成合成反应相联系反应相联系,释放的能量贮存在释放的能量贮存在ATPATP中中能量通过能量通过ATPATP分子在分子在放能反应放能反应和和吸能反应吸能反应之间流通之间流通ATPATP是细胞内流通的能量是细胞内流通的能量“货币货币”主要能源物质：主要能源物质：主要储能物质：主要储能物质：直接能源物质：直接能源物质：糖类糖类脂肪脂肪ATPATP（腺苷三磷酸）（腺苷三磷酸）课堂练习课堂练习1 1、下列关于、下列关于ATPATP的叙述，错误的是（的叙述，错误的是（）A A、ATPATP分子
12、中含有三个特殊化学键分子中含有三个特殊化学键B B、正常细胞中、正常细胞中ATPATP与与ADPADP的比值在一定范围内变化的比值在一定范围内变化C C、ATPATP分子分子水解掉水解掉2 2个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸D D、ATPATP中的中的“A A”与构成与构成DNADNA、RNARNA中的碱基中的碱基“A A”表示的不是同表示的不是同一种物质一种物质A A2 2、如图表示、如图表示ATPATP的结构，下的结构，下列相关说法正确的是（列相关说法正确的是（）A A、b b键断裂后形成键断裂后形成ADPADP和和PiPiB B、图中的、图中的3 3表示表
13、示ATPATP中的字母中的字母A AC C、由、由1 1、2 2、3 3各一分子形成的物质是组成各一分子形成的物质是组成DNADNA的基本单位的基本单位D D、组成、组成ATPATP的化学元素是的化学元素是C C、H H、O O、N N、P PD D 3 3、对、对ATPATP ADPADP+PiPi+能量的叙述，正确的是（能量的叙述，正确的是（）A A过程和过程和过程所需的酶都是一样的过程所需的酶都是一样的B B过程的能量供各项生命活动利用，过程的能量供各项生命活动利用，过程的能量仅来自糖类过程的能量仅来自糖类等有机物的氧化分解等有机物的氧化分解C C过程和过程和过程时刻发生，处于动态平衡之
14、中过程时刻发生，处于动态平衡之中D DATPATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能C C4 4、ATPATP和和ADPADP在细胞中的含量都很少在细胞中的含量都很少。但一个成年人在安静状。但一个成年人在安静状态下，态下，24h24h内竟有内竟有40kg40kg的的ATPATP发生转化，这说明（发生转化，这说明（）A AATPATP在人体细胞中分布广泛在人体细胞中分布广泛 B BATPATP容易分解为容易分解为ADP ADP C CADPADP容易合成容易合成ATPATP储存起来储存起来 D DATPATP和和ADPADP的相互转化十分迅速的相互转化十分迅速 D D谢谢观看