第3节细胞的能量“通货”——ATP

1、银烛秋光冷画屏银烛秋光冷画屏轻罗小扇扑流萤轻罗小扇扑流萤天街夜色凉如水天街夜色凉如水卧看牵牛织女星卧看牵牛织女星 杜牧七夕杜牧七夕 1.1.萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫发光的生物学意义是什么？2.2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3.3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？讨论：讨论：相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。（还具有一定的警戒作用和照明作用）（还具有一定的警戒作用和照明作用）糖类糖类 细胞的主要能源物质细胞的主要能源物质脂肪脂肪 细胞内良好的储能物质细胞内良好的储能物质问题问题1

2、1哪些物质与能量有关？哪些物质与能量有关？问题问题2 2哪些结构与能量转换有关？哪些结构与能量转换有关？萤火虫的发光原理萤火虫的发光原理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谁提供？谁提供？葡萄糖？葡萄糖？脂肪？脂肪？ 糖类、脂肪等物质能为生命活动糖类、脂肪等物质能为生命活动直接供能吗直接供能吗?ab荧荧光光消消失失暗处暗处有荧光出现有荧光出现2ml葡萄糖溶葡萄糖溶液液2ml atp溶液溶液cd2ml脂肪溶液脂肪溶液2ml蒸馏水蒸馏水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15min结论：结论：葡萄糖、脂肪葡

3、萄糖、脂肪不能不能为萤火虫的为萤火虫的发光器直接供能，发光器直接供能，atp能能为萤火虫的为萤火虫的发光器直接供能。发光器直接供能。实验探究实验探究生物的生命活动atp释放能量有机物能量第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”atpatp存折有价值吗？能直接买东西吗？存折有价值吗？能直接买东西吗？人民币呢？人民币呢？细胞利用能量也是如此：细胞利用能量也是如此：葡萄糖不能直接利用，我们把它比作是葡萄糖不能直接利用，我们把它比作是存存折折；atpatp就相当于可在细胞内方便流通的就相当于可在细胞内方便流通的“货币货币”，简称，简称，“通货通货”。那么，这种。那么，这种细胞内的细胞内的“货币

4、货币”结构如何？它是怎样在结构如何？它是怎样在细胞内细胞内“流通流通”的？的？不具流通性不具流通性可以直接买到东西。可以直接买到东西。腺苷（腺苷（a a）三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（atpatp）atp的分子结构的分子结构含氮碱基含氮碱基五碳糖（核糖）五碳糖（核糖）cnncccnhhnnchohccccoohhhhchhopohoohpooohpoooh高能磷酸键高能磷酸键三个磷酸基团三个磷酸基团 假如用假如用 代表腺嘌代表腺嘌呤、呤、 代表核糖代表核糖 代表磷酸基团，尝试构代表磷酸基团，尝试构建建atpatp的模型。的模型。 探究探究 学学生生阅读阅读p88p88小结？小结？1 1、atpatp

5、的中文名称是什么？的中文名称是什么？2 2、atpatp的的结构简式结构简式如如何书写？何书写？3 3、atpatp简式中简式中a a、p p、分别代表什么？分别代表什么？ 一、一、atp分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键三磷酸腺苷三磷酸腺苷腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖腺苷腺苷(a)磷酸基团磷酸基团 （p）高能磷酸键高能磷酸键apppppp1、atp结构简式：结构简式：2、atp是三磷酸腺苷的英文缩写符号是三磷酸腺苷的英文缩写符号 普通化学键普通化学键appppiapp能量能量atp adp+ pi+能量能量atp（水解）酶（水解）酶 为各项为各项生命活动提供生命活动提供能量能量1 1、atpa

6、tp供能时，释放哪个化学键中的能量？供能时，释放哪个化学键中的能量？2 2、atpatp供能过程中，可形成哪些产物？供能过程中，可形成哪些产物？讨论讨论用于主动运输用于主动运输 （渗透能渗透能）用于生物放电用于生物放电（电能电能）用于生物发光用于生物发光（光能光能） 用于各种运动，如肌细用于各种运动，如肌细胞收缩（胞收缩（机械能机械能）葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应用于细胞内各种吸能反应（化学能化学能）用于大脑思考用于大脑思考（电能电能）哪些生命活动由哪些生命活动由 直接供能直接供能? atp高能化合物高能化合物: :一般指水解时，能释放能量在一般指水解时，能释放能量

7、在20.92kj20.92kjmolmol上的化合物。上的化合物。atp:atp:水解释放的能量是水解释放的能量是30.54kj30.54kjmolmol故故atpatp叫做高能磷酸化合物叫做高能磷酸化合物. . 在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kj的能量。 atp水解时，断开水解时，断开1mol高能磷酸键能放出能量高达高能磷酸键能放出能量高达30.54kj1、计算：1分子葡萄糖所含的能量是1分子atp所含的高能磷酸键能量的多少倍？46.99倍倍糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，储存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利用储存的能量相对储存的能量

8、相对来说少，但能被来说少，但能被直接利用直接利用能量能量资料：资料： 从这则资料中，你能得出生物体内的从这则资料中，你能得出生物体内的atp有什么特点？有什么特点？特点是：含量低，转化快，不能长时间储存。特点是：含量低，转化快，不能长时间储存。比一比如果一个人不吃不喝，大约至少能活如果一个人不吃不喝，大约至少能活3 3天，天，也就是我们体内的自由水可以使人使用也就是我们体内的自由水可以使人使用3 3天。那么人体如果没有天。那么人体如果没有atpatp的合成，又能的合成，又能活多长的时间呢？活多长的时间呢？1 1、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg0

9、.5kg的的atpatp分解释分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h24h内竟内竟有有40kg40kg的的atpatp被水解。被水解。2 2、肌肉收缩的直接能源物质是、肌肉收缩的直接能源物质是atpatp。但在体内存在的。但在体内存在的atpatp的量的量是很少的。在人体安静状态时，肌肉内是很少的。在人体安静状态时，肌肉内atpatp含量只能供肌肉收含量只能供肌肉收缩缩1 12s2s所需的能量。所需的能量。 3.3.用用32p32p标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出atpat

10、p，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末端磷酸基团却已末端磷酸基团却已经带有放射性标记。经带有放射性标记。 合成酶合成酶生命活动生命活动细胞分裂细胞分裂物质吸收物质吸收 肌肉收缩肌肉收缩合成代谢合成代谢神经传导神经传导生物电生物电二、二、atp与与adp相互转化相互转化adp 转化成转化成atp所需的能量从哪里来？所需的能量从哪里来？动力工厂动力工厂-线粒体线粒体在在线粒体、细胞质基质线粒体、细胞质基质等场所通过等场所通过呼吸作用分解糖类等有机物，释放呼吸作用分解糖类等有机物，释放其中的能量，用于生成其中的能量，用于生成atp。adp 转化成转化成at

11、p所需的能量从哪里来？所需的能量从哪里来？讨论讨论能量转换站能量转换站-叶绿体叶绿体绿色植物还绿色植物还通过叶绿体进行通过叶绿体进行光合作用，吸收光能用于合光合作用，吸收光能用于合成成atp 。adp + pi +能量能量 atpatp合成酶合成酶人、动物、真菌等人、动物、真菌等绿色植物能量能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 +piatp 酶酶 人、动物、真菌等人、动物、真菌等:通过通过呼吸作用呼吸作用分解有机物释放能量分解有机物释放能量绿色植物绿色植物:呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用atp与adp的相互转化：能量的储存能量的 释放 atp 酶 adp + pi

12、+ 能量adp+pi+能量 酶 atpatp与与adp的相互转化的相互转化可以看成是可以看成是化学上的可化学上的可逆反应吗？逆反应吗？为什么？为什么？反应条件不同反应条件不同反应场所不同反应场所不同从能量来源看从能量来源看atp合成与合成与atp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多种场所活细胞多种场所线粒体、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高能磷酸键有机物中的化学能有机物中

13、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，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 理一理理一理 有机物有机物atp 是新陈代谢所需能量的是新陈代谢所需能量的 来源来源糖类是细胞的主要糖类是细胞的主要 物质物质脂肪是细胞内良好的脂肪是细胞内良好的 物质物质光能光能 是生命活动的是生命活动的最终最终能量来源能量来源直接直接 能源能源储能储能atp是细胞的能量是细胞的能量“通货通货”练一练练一练 把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失了；如果滴一点了；如果滴一点atp溶液，荧

14、光将恢复。这说明萤溶液，荧光将恢复。这说明萤火虫的荧光是火虫的荧光是 转化而成的。转化而成的。 请写出相关的反应式：请写出相关的反应式： 。atp adp+pi+光能光能酶酶atp知识迁移：知识迁移：海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经细胞，能不断吸收巨大的神经细胞，能不断吸收k+，科学，科学家做过实验：用一种有毒物质使其神经细家做过实验：用一种有毒物质使其神经细胞中毒，吸收的功能就消失。如果注入一胞中毒，吸收的功能就消失。如果注入一种物质，神经细胞又能恢复不断吸收的功种物质，神经细胞又能恢复不断吸收的功能，一直到这种物质消耗完。请回答：能，一直到这种物质消耗完。请回答：（1）注入的这种物质是）注入的这种物质是 ，其结，其结构简式可表示为构简式可