第5章細胞的能量供應和利用

第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP螢火蟲發(fā)光的奧秘（視頻）1.螢蟲發(fā)光的生物學意義是什么？《秋夕》杜牧（唐）銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牽?？椗?。相互傳遞求偶信號，以便交尾繁衍后代。2.螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？問題探討腹部后端細胞內(nèi)有熒光素。3.螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？化學能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋?.螢火蟲發(fā)光需要的能量靠誰直接提供呢?葡萄糖？脂肪？或？如何設(shè)計實驗來探究哪種物質(zhì)是螢火蟲生命活動的直接能源物質(zhì)。螢火蟲發(fā)光器干燥后研成粉末，蒸餾水，葡萄糖，脂肪，ATP制劑等熒光素+能量+O2

氧化熒光素熒光素酶（發(fā)出熒光）自變量：因變量：無關(guān)變量：添加的物質(zhì)（葡萄糖/脂肪/？）是否發(fā)光溫度等探究生命活動的直接能源物質(zhì)實驗1.實驗材料2.實驗原理3.實驗變量4.實驗過程發(fā)光器粉末加入試管暗處理15分鐘加試劑黑暗條件下觀察4.實驗過程ABCATP制劑2ml0.1%葡萄糖2ml脂肪溶液2ml5.實驗結(jié)論ATP是驅(qū)動細胞活動的直接能源物質(zhì)探究螢火蟲發(fā)熒光的直接能源物質(zhì)(視頻)ATP是一種高能磷酸化合物二閱讀課本P86，找出以下問題答案1.ATP的中文名稱？2.ATP的組成元素？3.ATP的組成成分？3.ATP的結(jié)構(gòu)簡式為？4.A、T、P、—、～分別代表什么？5.ATP為什么不穩(wěn)定？6.為什么說ATP是高能磷酸化合物？7.ATP的A具體指什么結(jié)構(gòu)？包含哪幾部分？腺苷三磷酸（ATP)C、H、O、N、PA-P～P～PA表示：T表示：P表示：～表示：—表示：腺苷三磷酸基團普通的化學鍵特殊的化學鍵1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸基團腺苷（A）AMP（腺苷一磷酸）ADP（腺苷二磷酸）ATP（腺苷三磷酸）2.組成成分：A－P～P～PA:P:～:—:腺苷磷酸基團普通的化學鍵特殊的化學鍵1.組成元素：1分子腺嘌呤1分子核糖3分子磷酸基團3.結(jié)構(gòu)簡式：C、H、O、N、P~~α、β和γ表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，

現(xiàn)有甲、乙兩組ATP溶液：然后分別加入等量的ATP水解酶，短時間后迅速分離溶液中游離的磷酸基團，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有乙組中游離的磷酸基團帶有放射性。①甲組用32P標記ATP的β位的磷酸基團②乙組用32P標記ATP的γ位的磷酸基團PPP

α位β位γ位資料1該實驗說明什么ATP不穩(wěn)定，β位與γ位磷酸基團之間的化學鍵更容易斷裂。為什么ATP的β位與γ位磷酸基團之間的化學鍵更容易斷裂？ATPH2OH

ADP腺苷二磷酸OPOHO-O-能量高達30.54kJ/molADP相互排斥的磷酸基團減少，勢能降低磷酸基團挾轉(zhuǎn)移的“勢能”與其他分子結(jié)合酶磷酸水PPPPPP

α位β位γ位負電負電負電資料2ATP兩個相鄰的磷酸基團帶有

而相互排斥，使連接兩個磷酸基團的化學鍵不穩(wěn)定，

端的磷酸基團有較高

。負電荷末轉(zhuǎn)移勢能ATP水解的過程就是

的過程，1molATP水解時釋放的能量高達30.54kJ，所以說ATP是一種

。釋放能量高能磷酸化合物不是能量兩個相鄰磷酸帶負電而相互排斥,使得末端磷酸基團有一種離開ATP與其他分子結(jié)合的趨勢，具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。兩個相鄰磷酸之間用～代表特殊的化學鍵。腺嘌呤核糖核苷酸腺苷一磷酸

AMP若ATP分子去掉2個磷酸基團后的剩余部分是什么物質(zhì)？~~PPP若ATP分子去掉3個磷酸基團后的剩余部分是什么物質(zhì)？腺嘌呤+核糖=腺苷B如圖為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖，其中甲、乙和丙表示構(gòu)成ATP的小分子物質(zhì)，a、b表示某種化學鍵。下列敘述錯誤的是（

）A．甲表示磷酸基團 B．乙表示脫氧核糖C．丙表示腺嘌呤D．a(chǎn)、b表示特殊的化學鍵A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)能量Pi水解酶Pi合成酶ATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量能量動態(tài)平衡ATP與ADP可相互轉(zhuǎn)化三1.ATP水解與ATP合成的酶是同一種嗎？2.ATP在生物體內(nèi)儲量很多嗎？為什么？3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應嗎?4.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應機制是真核生物特有的嗎？5.在ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過程中（ATP水解），所產(chǎn)生的能量來源于哪里？用于哪些生命活動？6.在ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過程中（ATP合成），所需要的能量來源于哪里？用于哪里？閱讀課本P86-87，找出以下問題答案ATP與ADP可相互轉(zhuǎn)化三（1）ATP水解：水解酶（2）ATP合成：合成酶ATP在細胞內(nèi)儲備少，轉(zhuǎn)化速度快物質(zhì)可逆的，能量不可逆生物界的共性A-P~P~P(ATP)A-P~PPi水解酶能量ATP水解的能量來源與去路ATP水解的能量來源：ATP水解的能量去路：特殊的化學鍵斷裂用于各項生命活動A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)能量Pi合成酶ATP合成的能量來源與去路人、動物、真菌、多數(shù)細菌等綠色植物呼吸作用光合作用ATP合成的能量來源：呼吸作用利用化學能光合作用利用光能ATP合成的能量去路：形成ATP中特殊的化學鍵呼吸作用反應反應類型酶的類型能量來源能量去向場所ATPADP+Pi+能量酶ADP+Pi+能量ATP酶水解反應合成反應ATP水解酶ATP合成酶特殊的化學鍵斷裂呼吸作用利用化學能、光合作用利用光能用于各項生命活動形成ATP中特殊的化學鍵活細胞所有部位細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體等ATP與ADP可相互轉(zhuǎn)化三可逆的不可逆不相同ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻發(fā)生并處于

之中在所有生物的細胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的

。物質(zhì)是

，能量是

的、酶是

的動態(tài)平衡統(tǒng)一性用于大腦思考（電能）用于肌肉收縮（機械能）用于細胞內(nèi)各種物質(zhì)的合成用于生物放電（電能）用于生物發(fā)光（電能）用于主動運輸（滲透能）ATP水解釋放的能量是如何用于上述各種生命活動的？ATP的利用四胞外胞外胞內(nèi)胞外ATPADPPPPiH2OATP的利用四①運輸②作為ATP水解酶與

結(jié)合，激活其酶活性

挾轉(zhuǎn)移勢能與載體結(jié)合載體蛋白空間結(jié)構(gòu)改變Ca2＋ATP水解Ca2＋釋放到膜外載體蛋白Pi載體蛋白磷酸化

葡萄糖等能源物質(zhì)需要先轉(zhuǎn)化為

，再為生命活動直接供能。主要能源物質(zhì)葡萄糖主要儲能物質(zhì)脂肪其他能源物質(zhì)糖原、淀粉等生命活動直接供能直接能源物質(zhì)ATPADP+Pi+能量→氧化分解ATP運動需要補充能量時，我們一般會喝葡萄糖，

不會直接喝ATP，ATP和葡萄糖在供能上有什么聯(lián)系呢？ATP為什么適于作為細胞的直接能源物質(zhì)？資料：1mol葡萄糖經(jīng)細胞呼吸完全氧化分解共需幾十步反應，能夠釋放2870kJ的能量，是ATP水解放能（30.54kJ）的約94倍。比較項目葡萄糖ATP分解條件放能多少較復雜（相對穩(wěn)定）易水解（相對活躍）過多較多ATP是細胞的能量“貨幣”ATP水解后可用于哪些生命活動?ATPADP水解合成（各項生命活動）吸能反應放能反應能量能量ATP是細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”葡萄糖、脂肪等

吸能反應：(伴隨ATP水解）由ATP水解提供能量。

放能反應：（伴隨ATP合成）釋放的能量貯存在ATP中。胞內(nèi)ATP與吸能反應和放能反應的聯(lián)系生物體能源物質(zhì)生物體主要能源物質(zhì)生物體內(nèi)重要儲能物質(zhì)動物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)植物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)直接來源能量物質(zhì)最終能源來源ATP糖類脂肪糖原淀粉太陽能糖類、脂肪、蛋白質(zhì)

有關(guān)能源物質(zhì)的回顧與小結(jié)C如圖表示ATP-ADP循環(huán)。關(guān)于該循環(huán)的說法，正確的是（）

A．葉肉細胞中過程①發(fā)生在線粒體中，過程②發(fā)生在葉綠體中B．過程①與生物體內(nèi)的許多吸能反應相聯(lián)系C．過程①和過程