第二节 细胞的能量通货——ATP PPT课件

1、细胞代谢与酶细胞代谢与酶 细胞代谢的概念：细胞代谢的概念： 酶的发现：酶的发现： 酶的作用机理：酶的作用机理： 酶的概念酶的概念：酶是 酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的有机的有机 物，物，绝大多数是蛋白质，少数是绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 酶的特性：酶的特性： 专一性专一性 高效性高效性 作用条件较温和作用条件较温和 一、一、 知识网络知识网络 第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 细胞内每时每刻进行着许多化学细胞内每时每刻进行着许多化学 反应，统称为细胞代谢。反应，统称为细胞代谢。 降低化学反应的活化能。降低化学反应的活化能。 难点再现难点再

2、现： 2、影响酶促反应的因素 、影响酶促反应的因素 底物浓度底物浓度 酶浓度酶浓度 pH ： 温度：温度： 同无机催化剂相比，同无机催化剂相比，酶降低活化能酶降低活化能的作用更显著，因而催化的作用更显著，因而催化 效率更高。效率更高。 分子分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的所需要的 能量称为活化能。能量称为活化能。 1、什么是活化能？、什么是活化能？ 强酸、强碱可使酶变性失活强酸、强碱可使酶变性失活 高温使酶变性失活，低温只是抑制酶的高温使酶变性失活，低温只是抑制酶的 活性，酶的结构未被破坏，温度升高时活性，酶的结构未被破坏，温度升高时 酶

3、的活性可恢复。低温利于酶保存。酶的活性可恢复。低温利于酶保存。 V 底物浓度底物浓度 V 酶浓度酶浓度 假设底物浓度无假设底物浓度无 限大限大 酶量限制酶量限制 秋夕秋夕 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。 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？ 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？ 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？ 主要是相互传递主要是相互传递求偶信号求偶信号，以便交尾，繁衍后代。，以便交尾，繁衍后代。 腹部后端细胞内

4、的腹部后端细胞内的荧光素荧光素是其特有的发光物质。是其特有的发光物质。 有。有。其腹部细胞内一些有机物中储存的其腹部细胞内一些有机物中储存的化学能化学能， 只有在只有在转变成光能转变成光能时，萤火虫才能发光。时，萤火虫才能发光。 在生命系统中：在生命系统中： 主要的能源物质：主要的能源物质： 主要的储能物质：主要的储能物质： 探究给萤火虫提供直接能源的是什么探究给萤火虫提供直接能源的是什么 呢？呢？ 糖类糖类 脂肪脂肪 提出问题： 作出假设： 实验方案： 用小刀将数十只萤火虫的发光器割用小刀将数十只萤火虫的发光器割 下，干燥后研磨成粉末，取两等下，干燥后研磨成粉末，取两等 份分别装入份分别装入

5、A、B、C、D四支试管，四支试管， 各加入少量水使之混合，置于暗各加入少量水使之混合，置于暗 处，可见试管内有淡黄色荧光出处，可见试管内有淡黄色荧光出 现。现。 A B 15min暗处暗处 有荧光有荧光 出现出现 2ml 葡萄葡萄 糖溶液糖溶液 2ml 脂肪脂肪 溶液溶液 荧光消失荧光消失 无荧光无荧光 出现出现 2ml ATP溶溶 液液 2ml蒸馏水蒸馏水 C D 从从A A、B B、C C、DD试管的实验现象中你得出的结论试管的实验现象中你得出的结论 是是? ? 葡萄糖、葡萄糖、脂肪脂肪不能为萤火虫的发光器直接供不能为萤火虫的发光器直接供 能，能，ATPATP能。能。 第第2 2节节 细胞

6、的能量细胞的能量“通货通货”ATPATP 学习目标：学习目标： 1 1、简述、简述ATPATP的化学组成和特点。的化学组成和特点。 2 2、写出、写出ATPATP的结构简式。的结构简式。 3 3、解释、解释ATPATP在能量代谢中的作用。在能量代谢中的作用。 一、一、ATPATP的生理功能：的生理功能： 直接为细胞的生命活动提供能量。直接为细胞的生命活动提供能量。 二、二、ATPATP的结构的结构 1 1、ATPATP的分子结构的分子结构 C N N C C C NHH N N CH OH C CC C O OH HH H C H H OP O O OH P O O OH P OH O OH

7、腺苷（腺苷（A A）三个磷酸基团三个磷酸基团 三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（ATPATP） 高能磷酸键高能磷酸键 ATP：三磷酸腺苷三磷酸腺苷的英文缩写符号。的英文缩写符号。 高能磷酸化合物高能磷酸化合物： 指水解时释放的能量在20.92KJ/mol以上的磷 酸化合物，高能磷酸键的能量高达30.54KJ/mo。 含氮碱基含氮碱基 五碳糖五碳糖 一、一、ATPATP的生理功能的生理功能 二、二、ATPATP的结构的结构 1 1、ATPATP的分子结构的分子结构 2 2、ATPATP的结构简式的结构简式 APPP 高能磷酸键高能磷酸键 腺苷腺苷 磷酸磷酸 基团基团 共价键共价键 一、一、ATPATP的生

8、理功能的生理功能 磷酸基团：磷酸基团： 高能磷酸键：高能磷酸键： 共价键：共价键： 3 2 1 ATP的结构的结构 核糖核糖 PP P 腺嘌呤 脱去两个磷酸集团变成什么了呢？脱去两个磷酸集团变成什么了呢？ 腺嘌呤核糖核苷酸 核核糖糖 A P P 1 1、肌肉收缩的直接能源物质是肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状。在人体安静状 态时，肌肉内态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩含量只能供肌肉收缩12s所需的所需的 能量。能量。 2 2、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0.5kg的的 ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静分解释放能量，供运动所

9、需。一个成年人在安静 的状态下，的状态下，24h内竟有内竟有40kg的的ATP被水解。被水解。 资料：资料： 通过以上资料，你能得到什么信息？通过以上资料，你能得到什么信息？ ATP在细胞内的含量是在细胞内的含量是很少很少的，细胞内的消耗量是的，细胞内的消耗量是 很大的。很大的。 为什么细胞内的为什么细胞内的ATP含量总是处于平衡之中？含量总是处于平衡之中？ APPP Pi APP能量能量 三、三、ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化 二、二、ATPATP的结构的结构 一、一、ATPATP的生理功能的生理功能 ATP与与ADP的相互转化的相互转化： 能量的储存 能量的 释放 ATP

10、 酶 ADP + Pi + 能量 ADP+Pi+能量 酶 ATP （A-PPP） （A-PP） 知知 识识 拓拓 展：展： 讨论：讨论：ATPATP与与ADPADP之间的相互转化是之间的相互转化是可逆反应可逆反应吗？吗？ 分分 析：析： 1、从反应条件看：、从反应条件看：ATP的分解是一种水解反应，的分解是一种水解反应， 催化该反应的酶属于水解酶；催化该反应的酶属于水解酶；ATP的合成是一种合的合成是一种合 成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一 性，性，因此反应条件不同。因此反应条件不同。 2、从能量来源看：、从能量来源看：ATP水解释放的能

11、量是储存在高水解释放的能量是储存在高 能磷酸键中的化学能，用于生命活动；合成能磷酸键中的化学能，用于生命活动；合成ATP的的 能量来自生物体内有机物中的化学能和太阳光能。能量来自生物体内有机物中的化学能和太阳光能。 因此能量来源不同。（能量不可逆，而物质可逆）因此能量来源不同。（能量不可逆，而物质可逆） 3、从合成与分解场所看：、从合成与分解场所看：ATP合成的场所是合成的场所是细胞细胞 质基质、线粒体和叶绿体质基质、线粒体和叶绿体；ATP分解的场所相分解的场所相 对较多对较多。因此合成与分解的场所不同。因此合成与分解的场所不同。 不是可逆反应不是可逆反应 ADP转化成ATP时所需能量的主要来

12、源 “放能反应” ATPATP的生理功能的生理功能 ATPATP直接为直接为生物体进行各种生命生物体进行各种生命 活动提供能量活动提供能量 ATP释放的能量转化成其它能量的形式主要有：释放的能量转化成其它能量的形式主要有： 1.机械能机械能 2.电电 能能 3.渗透能渗透能 4.光光 能能 5.热热 能能 四、四、ATP的利用的利用 ATPATP直接为直接为生物体进行生物体进行 各种生命活动提供能量各种生命活动提供能量 葡萄糖+果糖 蔗糖 酶 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相对 来说少，但能

13、被来说少，但能被 直接利用直接利用 能量能量 讨论：讨论：生物体内的能源及能源物质生物体内的能源及能源物质 1、生物体内贮存能量的有机物有：、生物体内贮存能量的有机物有： 糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质 2、细胞中重要的能源物质：、细胞中重要的能源物质： 葡萄糖葡萄糖 3、植物植物细胞中重要的储存能量的物质：细胞中重要的储存能量的物质： 淀粉淀粉 4、动物动物细胞中重要的储存能量的物质：细胞中重要的储存能量的物质：糖原糖原 5、生物体内储存能量的物质：、生物体内储存能量的物质： 脂肪脂肪 6、生物体进行各项生命活动的、生物体进行各项生命活动的主要主要能源物质：能源物质： 7、生物体进行各项生命活动的、生物体进行各项生命活动的直接直接能量物质：能量物质： 糖类糖类 ATP 8、生物体进行各项生命活动的、生物体进行各项生命活动的最终最终能源：能源：光能光能 ATP的结构简式 AP P P ATP和ADP相互转换 ATP ADP +Pi + 能量 ATP合成酶 ATP水解酶 ATP的利用细胞的能量“通货” 细胞的主要能源物质_;主要的贮能物质_ 糖类 脂肪 直接能源物质_; 最终能源物质_ATP 太阳能 知识迁移