细胞的能量“货币”ATP省赛一等奖

生物（人教版）高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用第2节细胞的能量“货币”ATP“岚恭勤不倦，博学多通。家贫，不常得油。夏月，则练囊盛数十萤火以照书，以夜继日焉。”晋朝人车儿“囊萤夜读”的励志故事成了一代又一代摔摔学子苦学乐学的典范（图4-15。夏夜里萤火虫发出的点点荧光会引起无数人的美好回忆和遇思。萤火虫发光所需要的能量来自哪种物质？这种物质的结构具有什么特点？它对细胞的生命活动具有哪些意义？第2节细胞的能量“货币”ATP一、ATP是一种高能磷酸化合物1ATP的中文名称：腺苷三磷酸2ATP的结构简式：A-P~P~P其中A代表腺苷，P代表磷酸，~代表一种特殊的化学键一、ATP是一种高能磷酸化合物

萤火虫发光的研究历程

[资料1]1884年，法国药学家迪布瓦（R.Dubois)切取萤火虫的尾部并充分研磨，发现尾部提取物会发出短暂荧光。当荧光消失后，立即添加新的煮沸过的萤火虫尾部提取物，又能恢复发光现象。迪布瓦首次将化学分析技术应用于生物发光研究，推断荧火虫发光是一种荧光物质在某种酶催化下的氧化过程。迪布瓦将这种荧光物质和酶分别命名为荧光素和荧光素酶。

[资料2]20世纪上半叶，美国动物学家哈维（E.Harvey)进行了一系列研究，证明荧光素在空气中容易被氧化，是高度不稳定的，经常在提取过程中失去荧光，但是也可以通过加入还原剂进行还原并保持稳定。一、ATP是一种高能磷酸化合物

[资料3]1929年，德国生物化学家洛曼（K.Lohmann)和美国生物化学家菲斯克（C.Fiske)等分别独立地从肌肉中分离出ATP。在随后的十几年间，多位科学家都对ATP进行了研究，发现它与多项生命活动相关，但具体机理并不明确。一、ATP是一种高能磷酸化合物[资料4]美国生物化学家麦克尔罗伊（W.McElroy)根据其他科学家对ATP的研究，推测ATP可能是荧光光能的直接来源。1947年，麦克尔罗伊在无还原剂条件下提取出分别含有荧光素和荧光素酶的粗提物，二者混合后，并没有荧光产生。然而，在混合粗提物中加入少量ATP,粗提物立即产生了明亮的荧光，而且荧光持续时间与加入的ATP量直接相关（如图)。一、ATP是一种高能磷酸化合物1956年，麦克尔罗伊等系统地研究了荧火虫发光的生物化学机理，利用高度纯化的荧光素和结晶的荧光素酶，结合光电转换记录技术，阐明了生物荧光产生的生物化学过程。在含有荧光素和荧光素酶的5mL总反应体系中（pH为8.0),分别加入0.06pmol/L和0.1pmol/L的ATP,并连续记录不同发光时间荧光总量，实验结果如图所示。一、ATP是一种高能磷酸化合物3ATP分子中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。4。5ATP水解释放的能量直接用于物质合成、主动运输、肌肉收缩、生物发光等各项生命活动，故ATP是生命活动的直接能源物质。二、ATP与ADP可以相互转化PPP~~Pi能量Pi能量合成水解ATP与ADP相互转化示意图PP~二、ATP与ADP可以相互转化酶1ADP+PiATP+能量酶21ATP与ADP相互转化的反应式该反应为不可逆反应，原因如下（1）反应条件不同——酶不同（2）反应场所不同（合成场所：叶绿体、线粒体、细胞质基质；分解场所：所有需要能量的地方）（3）物质可逆，能量不可逆二、ATP与ADP可以相互转化2ATP合成时能量的来源植物：光合作用和呼吸作用动物、人、真菌和大多数细菌：呼吸作用3ATP水解时释放的能量用于各项生命活动。三、ATP的利用三、ATP的利用用于主动运输（渗透能）ATP用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）用于生物放电（电能）葡萄糖+果糖→蔗糖酶用于细胞内各种吸能反应（化学能）用于生物发光（光能）用于大脑思考（电能）三、A