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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问题探讨问题探讨银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤.天街夜色凉如水，卧看牛郎织女星。杜牧秋夕荧光荧光灯和萤火虫都可以发出灯和萤火虫都可以发出光亮。那么，这两种发光原理光亮。那么，这两种发光原理是什么？是什么？【相关资料相关资料】萤火虫的萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并化学反应，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
2、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、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，三磷酸腺苷（应等需要能
3、量时，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 谁谁能为萤火虫尾部细胞的发光能为萤火虫尾部细胞的发光直直接接提供能量呢？提供能量呢？用小刀将数十只萤火虫用小刀将数十只萤火虫的发光器割下的发光器割下,干燥后研干燥后研磨成粉末磨成粉末,取四等份分别取四等份分别装
4、入四支试管装入四支试管,各加入少各加入少量水使之混合量水使之混合,置于暗处置于暗处,可见试管内有淡黄色荧可见试管内有淡黄色荧光出现光出现,约过约过1515分钟荧光分钟荧光消失，然后消失，然后合作探究合作探究1 1荧荧光光消消失失暗处暗处ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液ATP溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水观察观察预预期期结结果果如如何何？就就此此你你得得出出一一个个怎怎样样的的结结论论？15min暗处暗处一、一、ATPATP的功能的功能荧荧光光消消失失暗处暗处ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液ATP溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水有荧光有荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光
5、无荧光出现出现直接能源物质直接能源物质15min暗处暗处一、一、ATPATP的功能的功能思考：思考：（1）A、B、C、D四个试管中的溶液在本实验中 互为 实验。（2）A试管蒸馏水可排除 可作为能源物质。（3）萤火虫发光中能量的转换形式：。（4）四只试管最后的实验现象说明：。对照对照水水将将ATP中化学能中化学能转变为光能；转变为光能；ATP是生命活动是生命活动的直接能源物质。的直接能源物质。2.ATP2.ATP的结构简式为？的结构简式为？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？二、二、ATPATP的结构的结构1.1
6、.中文名称：中文名称：三磷酸腺苷三磷酸腺苷 AP P PlATPATP是活细胞内的一种是活细胞内的一种高能磷酸化合物高能磷酸化合物.30.54KJ/mol第二个高能磷酸键相当第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂，脆弱，水解时容易断裂，释放出大量的能量释放出大量的能量2.2.结构简式：结构简式：A AP PP PP P 腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖PPP高能磷酸键高能磷酸键腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖P腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖PP二磷酸腺苷二磷酸腺苷（ADPADP）三磷酸腺苷三磷酸腺苷（ATPATP）1.ATP1.ATP的结构式可以简写为（的结构式可以简写为（）BA、APPP B
7、、APPPC、APPP D、APPP练习一练习一A2.2.当满足条件时，当满足条件时，2020个腺苷和个腺苷和6060个磷酸最多可个磷酸最多可以组成的以组成的ATPATP分子及其中的高能磷酸键有（分子及其中的高能磷酸键有（）A.20A.20个、个、4040个个B.20B.20个、个、3030个个C.40C.40个、个、6060个个D.40D.40个、个、4040个个想一想：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。那能量主要存在于存在于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-
8、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
9、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2mg2mg，剧烈运动时只能维持，剧烈运动时只能维持3s3s。三、三、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：含量少且相对稳定；转换迅速含量少且相对稳定；转换迅速、处于动态平衡中，保证了供能处于动态平
10、衡中，保证了供能的的稳定稳定。1.ADP1.ADP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物氧化分解2、ATP水解时，形成水解时，形成 ADP释放释放能量：能量：ATP 水解水解酶酶ADP+Pi+能量能量这些能量做什么呢？这些能量做什么呢？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
11、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四四.ATP的的利用利用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）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?物质可逆的，但由于物质可逆的，但由于酶酶不同、不同、反应场所反应场所不同、不同、能量能量的来源和
12、去向不同，反应是不可逆的。的来源和去向不同，反应是不可逆的。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
13、逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 4.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DA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
14、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”转化转化购买购买糖类脂类等糖类脂类等各种有机物各种有机物ATP各种各种生命生命活动活动氧化分解氧化分解用于用于课本课本P P9090的思考与讨论题的思考与讨论题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
15、接能源物质：直接能源物质：最终能源：最终能源：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）、糖原（动物细胞）脂肪、淀粉（植物细胞）、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 1、ATPATP在细胞内的含量及其生成是（在细胞内的含量及其生成是（）A、很多，很快很多，很快 B、很少，很慢很少，很慢 C、很多，很慢很多，很慢 D、很少，很快很少，很快2 2、ATPATP之所以能作为能量的直接来源是因为（之所以能作为能量的直接来源是因为（）A.ATP在细胞中数量非常多在细胞中数量非常多 B、ATP中的高能磷酸键很稳定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是生物体内惟一可以释放能量的化合物DC3 3、下列哪些生理活动会导致细胞内、下列哪些生理活动会导致细胞内含含量增加（）量增加（）小肠绒毛上皮细胞吸收小肠绒毛上皮细胞吸收和和肾小管对葡萄糖的重吸收肾小管对葡萄糖的重吸收甲状腺细胞吸收碘甲状腺细胞吸收碘甘油进入小肠绒毛上皮细胞甘油进入小肠绒毛上皮细胞ABCABC