2022年医学专题-第5章-细胞的能量供应和利用

第5章细胞的能量(néngliàng)供应和利用第2节细胞的能量(néngliàng)“通货”—ATP安庆市怀宁中学(zhōngxué)曹红

必修1分子与细胞安徽省远程教育优秀作品教学目标重点难点问题探讨教学过程知识结构教学反馈课后习题教学参考第一页，共三十一页。1.简述ATP的化学组成和特点(tèdiǎn)。2.写出ATP的分子简式。3.解释ATP在能量代谢中的作用教学(jiāoxué)目标第二页，共三十一页。1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。2.ATP与ADP的相互转化(zhuǎnhuà)。3.ATP的利用。重点难点第三页，共三十一页。1.萤火虫发光的生物学意义是什么？〖提示〗萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗?〖提示〗萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。3.萤火虫发光的过程有能量的转换(zhuǎnhuàn)吗?〖提示〗有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。问题(wèntí)探讨第四页，共三十一页。北京(běijīnɡ)奥运会开幕式教学(jiāoxué)过程第五页，共三十一页。第六页，共三十一页。在奥运会上,运动员在赛场上进行拼搏,那么提供给他们(tāmen)的能源物质是什么?第七页，共三十一页。植物细胞的贮能物质----------淀粉(diànfěn)动物细胞的贮能物质----------糖元生物体的主要能源物质----------葡萄糖生物体的直接能源物质?(直接用于生物的生命活动)回顾(huígù)第八页，共三十一页。ATP是细胞生命活动中的能量(néngliàng)直接提供者.阅读课本(kèběn)后思考ATP的分子(fēnzǐ)简式、各成分的名称及其特点？第九页，共三十一页。ATP的结构式

一、ATP的分子结构(fēnzǐjiéɡòu)

第十页，共三十一页。ＡＴＰ的结构(jiégòu)简式：A–P~P~P高能(gāonéng)磷酸键腺苷磷酸(línsuān)基团普通磷酸键为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？第十一页，共三十一页。高能磷酸化合物：是指水解1mol该物质能释放(shìfàng)20.92千焦以上能量的磷酸化合物1molATP水解时释放(shìfàng)的能量高达30.54千焦高能(gāonéng)磷酸化合物:除了ATP,还有ADP;磷酸肌酸;3—磷酸甘油酸

等背景资料第十二页，共三十一页。A–P~P~PADPAMPATP第十三页，共三十一页。ATP分子中具有(jùyǒu)高能磷酸键ATP——三磷酸(línsuān)腺苷~——高能(gāonéng)磷酸键1、ATP：因ATP中含有高能磷酸键A——腺苷T——三个P——磷酸基团

ATP是高能磷酸化合物结构简式：A-P~P~PADP——二磷酸腺苷~——高能磷酸键A——腺苷D——二个P——磷酸基团结构简式：A-P~P2、ADP：3、AMP是什么？ADP是高能磷酸化合物吗？AMP呢？一磷酸腺苷总结:第十四页，共三十一页。ATP水解是哪一个高能磷酸键先发生(fāshēng)水解？这个高能磷酸键键稳定吗？远离Ａ的那个高能(gāonéng)磷酸键不稳定(wěndìng),易水解注意A–P~P~P第十五页，共三十一页。A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)能量ATP酶酶PiADP+Pi+能量(néngliàng)酶酶1、转化(zhuǎnhuà)过程图中的两种酶是否(shìfǒu)相同？能量PiIII二、ATP和ADP可以相互转化二、ATP和ADP可以相互转化第十六页，共三十一页。2、ATP合成与ATP分解(fēnjiě)的比较：反应ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反应类型酶的类型场所能量来源能量去向酶酶水解反应合成(héchéng)反应水解酶合成酶活细胞所有(suǒyǒu)部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等高能磷酸键有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于高能磷酸键中结论：物质是可逆的，能量是不可逆的

第十七页，共三十一页。1、从反应(fǎnyìng)条件上看：2、从能量(néngliàng)上看：3、从ATP的合成(héchéng)和分解场所上看：反应条件不同。能量来源不同。为什么说这不是一个可逆反应？场所不同，合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行．第十八页，共三十一页。ATP的形成(xíngchéng)与能量来源1．对动物和人来说，主要来自(láizì)2．对绿色植物来说，主要来自呼吸作用(hūxīzuòyònɡ)呼吸作用和光合作用三、ATP形成途径

第十九页，共三十一页。四、ATP的利用(lìyòng)第二十页，共三十一页。

由此可知,ATP是细胞生命活动(huódòng)中

的能量直接提供者.

而且绝大多数需要能量(néngliàng)的生命活动是由（ＡＴＰ)直接提供的第二十一页，共三十一页。五、生物(shēngwù)的吸能和放能反应吸能反应(fǎnyìng)-----ATP水解放能反应-----ATP合成(héchéng)注意吸能和放能反应是生物体的吸能和放能,而不是指ATP第二十二页，共三十一页。ATP在生物体内的含量多吗？ATP不多，那么生物是怎样(zěnyàng)满足能量需要的？思考(sīkǎo)作为能量的“通货”，为各种(ɡèzhǒnɡ)生命活动直接提供能量ATP与ADP的转化非常迅速，为生物提供能量第二十三页，共三十一页。能源来源能量直接来源主要能源物质生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源ATP糖类(tánɡlèi)脂肪(zhīfáng)糖原(tánɡyuán)淀粉太阳能有关能源物质的回顾与小结：第二十四页，共三十一页。ATP全称(quánchēnɡ)：三磷酸腺苷结构(jiégòu)简式：A-P～P～P形成的主要(zhǔyào)途径：与ADP相互转化利用：为各种生命活动提供能量转化成各种形式的能量光合作用呼吸作用ATP

ADP+Pi+能量

酶II

酶I知识结构第二十五页，共三十一页。教学(jiāoxué)反馈本节课通过奥运会赛场上运动员消耗能量导入本节课的学习，了解ATP是生物体的直接能量的来源。这样处理能够激发学生的学习兴趣，进一步学习ATP的结构。在ATP与ADP的转化中结合了课本上的图示使学生掌握之间转化的实质，并结合化学中的可逆反应，进一步学习ATP释放(shìfàng)的能量用于细胞以及生物体的多项生命活动。而ATP合成所需要的能量来源于有机物氧化的能量或光能。使学生对前面的知识进行了复习，有引导学生去预习后面章节的知识。第二十六页，共三十一页。3、海洋中电鳗有放电现象，其电能是由（）A、有机物进行氧化分解(fēnjiě)释放的化学能转变而来；B、由热能转变而来；C、由光能转变而来；D、由ATP转变面ADP时释放的化学能转变而来。D2、下列(xiàliè)过程中ＡＤＰ含量增加的是（）Ａ、Ｋ＋进入小肠上皮细胞Ｂ、苯进入生物细胞Ｃ、氧气进入组织细胞Ｄ、甘油进入小肠上皮细胞Ａ1、下列关于ATP的描述(miáoshù)中，正确的是（）A、ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物B、三磷酸腺苷可简写为A-P-P~P

C、ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中D、ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中D课后习题第二十七页，共三十一页。教学(jiāoxué)参考酶ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是：它的高能磷酸键（也即酸酐键，用“～”表示），水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上（一般＞20.92kJ/mol）。这里需要(xūyào)说明的是，化学中使用的“键能”和生物化学中使用的“高能键”，含义是完全不同的。化学中“键能”的含义是指断裂一个化学键所需要提供的能量；生物化学中所说的“高能键”是指该键水解时能释放出大量能量。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为α、β、γ磷酸基团。ATP的结构式是：第二十八页，共三十一页。分析ATP的结构式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成(xíngchéng)腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合，形成(xíngchéng)ATP。ATP分子中的γ磷酸基团水解时，能释放30.5kJ/mol的能量，而6-磷酸葡萄糖水解时释放的能量只有13.8kJ/mol。需要指出的是，ATP分子既可以水解一个磷酸基团（γ磷酸基团），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团（β磷酸基团和γ磷酸基团），而形成一磷酸腺苷（AMP）（腺嘌呤核糖核苷酸）和焦磷酸（PPi）。后一种水解方式在某些生物合成中具有特殊意义。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP。第二十九页，共三十一页。

ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种：①渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能。②机械能细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等。③电能大脑的思考──神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。④化学能细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须(bìxū)有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。⑤光能目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。⑥热能有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，