52细胞的能量“通货”——ATP

1、草蜢觊觎绿叶的芬芳草蜢觊觎绿叶的芬芳我一定要好好地饱餐一顿！我一定要好好地饱餐一顿！坚持就是胜利，前方就是终点了！坚持就是胜利，前方就是终点了！我心飞翔，没有什么不可以超越！我心飞翔，没有什么不可以超越！ 能量总在生物体每一个细胞中激荡着，能量总在生物体每一个细胞中激荡着，流动着！流动着！ 只有不断地摄取补充能量，我们的生命只有不断地摄取补充能量，我们的生命才能够维持下去！才能够维持下去！你知道谁在为我们你知道谁在为我们提供能量吗？提供能量吗？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：最终的能量来源：最终的能量来源：主要的贮能物质：主要的贮能物质： 那么又是谁那么又是谁直接直

2、接给我们的生命活给我们的生命活动提供能量呢？动提供能量呢？糖类糖类脂肪脂肪太阳能太阳能1 1、细胞内存在有、细胞内存在有糖类、脂肪糖类、脂肪等有机物，这些有机等有机物，这些有机 物含有物含有大量且稳定的能量大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用，但某项生命活动可能不用 大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能 量又过于稳定，量又过于稳定，不易被生物体利用不易被生物体利用，细胞又是怎样解，细胞又是怎样解 决这一矛盾的呢？决这一矛盾的呢？2、糖类等有机物氧化分解所释放的能量能不能被生物、糖类等有机物氧化分解所释放的能量能不能被生物体直接利用（如

3、主动运输）？为什么？体直接利用（如主动运输）？为什么？不能，因为从有机物中释放出来的能量需要转化成不能，因为从有机物中释放出来的能量需要转化成一种活跃的化学能一种活跃的化学能，各种能量只有转化成这种活跃，各种能量只有转化成这种活跃的化学能以后才能用于各项生命活动的化学能以后才能用于各项生命活动 。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？相互相互传递求偶信号传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。，以便交尾、繁衍后代。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？萤火虫腹部后端细胞内的萤火虫腹部后端细胞内的荧光素荧光素3.3.萤火虫发光的过程有能量的转

4、换吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？有。萤火虫腹部细胞内一些有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能有机物中储存的化学能，只有在转变成只有在转变成光能光能时，萤火虫才能发光。时，萤火虫才能发光。讨论：讨论： 用小刀将数十只萤火虫的用小刀将数十只萤火虫的发光器割下发光器割下, ,干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末, ,取五等份分别装入五支试管取五等份分别装入五支试管, ,各各加入少量水使之混合加入少量水使之混合, ,置于暗处置于暗处, ,可见试管内有淡黄色荧光出现可见试管内有淡黄色荧光出现, ,约过约过1515分钟荧光消失分钟荧光消失萤火虫发光器萤火虫发光器 ab医用葡萄医用葡萄糖溶液糖溶液

5、2ml2mlatpatp注射液注射液2ml2ml蒸馏水蒸馏水2ml2mlcbacdede蛋白质溶蛋白质溶液液脂肪溶液脂肪溶液一一. .atpatp分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键2 2、atpatp的结构简式的结构简式: :a-ppp atp的结构的结构核糖核糖ppp腺嘌呤a:a:腺苷腺苷 p: p:磷酸基团磷酸基团:高能磷酸键高能磷酸键 1、atp的全称：的全称：三磷酸腺苷三磷酸腺苷(30.54kj/mol)(30.54kj/mol)atpatp是细胞内的一种高能磷酸化合物是细胞内的一种高能磷酸化合物1 1.一个成年人在平静状态下，一个成年人在平静状态下，2424小时将有小时将有40

6、kg40kg的的atp atp 发生转化，而细胞内发生转化，而细胞内atpatp、adpadp的总量仅有的总量仅有2mg2mg10mg10mg。2.2.用用3232p p标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分 离出离出atpatp，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末端末端 磷酸基团却已经带有放射性标记。磷酸基团却已经带有放射性标记。二二.atp和和adp可以相互转化可以相互转化能量能量a-ppp(atp)a-pp(adp)能量能量atp酶酶 酶酶piadp +pi +能量能量酶酶pi酶酶1 1、转化、转化过程

7、过程(2) atp(2) atp的含量处在动态平衡之中，保证了稳定的含量处在动态平衡之中，保证了稳定供能。供能。(1) (1) 伴随能量的储存和释放伴随能量的储存和释放 atp 酶酶 adp +pi+能量（能量（能量“通货通货”）2 2、adpadp转化成转化成atpatp时所需能量的主要来源时所需能量的主要来源动物和人等动物和人等绿色植物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 +pi+atp 酶酶 动物、人等动物、人等:通过通过呼吸作用呼吸作用分解有机物释放的能量分解有机物释放的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比比 较较： 有机物有机

8、物atp atp 是新陈代谢所需能量的是新陈代谢所需能量的 来源来源糖类是生命活动的主要糖类是生命活动的主要 物质物质脂肪是生物体的脂肪是生物体的 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a-ppp水解酶水解酶 合成酶合成酶a-pp+ pi +能量能量思考：此反应式是否为思考：此反应式是否为可逆可逆反应？反应？1.催化剂不同2.反应场所不同3.能量的来源和去向不同atp与与adp相互转化过程是可逆反应吗？相互转化过程是可逆反应吗？atp水解水解atp合成合成反应条件反应条件能量能量反应场所反应场所物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量

9、是不可逆的水解酶水解酶合成酶合成酶高能磷酸键内高能磷酸键内的化学能的化学能有机物中的化学有机物中的化学能和光能能和光能广泛存在于细广泛存在于细胞的各个部位胞的各个部位叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体和细胞质基质和细胞质基质用于大脑思考用于大脑思考用于生物发电发光用于生物发电发光用于主动运输用于主动运输 、细胞的、细胞的生长分裂等生长分裂等atp三三.atp.atp的利用的利用用于各种运动，如用于各种运动，如肌细胞收缩肌细胞收缩atp机械能机械能（如如肌细胞收缩）肌细胞收缩）渗透能渗透能（如如主动运输）主动运输）电能电能（如如电鳐放电）电鳐放电）光能光能（如如萤火虫发光）萤火虫发光）转转化化为为化学

10、能化学能（如如葡萄糖和果糖合成蔗糖）葡萄糖和果糖合成蔗糖）纯净的纯净的atpatp是白色粉末状，能够溶于水，可作为一种药品，是白色粉末状，能够溶于水，可作为一种药品，atpatp片剂片剂可以口服，而可以口服，而atpatp注射液注射液可以肌肉注射或静脉滴注。一方面是用于可以肌肉注射或静脉滴注。一方面是用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病；另一方面辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病；另一方面atpatp可以提供能量可以提供能量，起到改善患者新陈代谢状况的作用。，起到改善患者新陈代谢状况的作用。目前普遍用于目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化心力衰竭、心肌

11、梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其等等，并发现其具有抗癌作用，可望成为有前景的抑癌剂。具有抗癌作用，可望成为有前景的抑癌剂。功能功能: :atp主动运输主动运输发光发电发光发电肌肉收缩肌肉收缩大脑思考大脑思考物质合成物质合成adppi能量能量酶酶光合光合呼吸呼吸pi能量能量酶酶呼呼 吸吸四四. .理解理解:atp:atp是细胞的能量是细胞的能量“通货通货” （直接能源（直接能源）atp adp+pi+能量能量酶酶 酶酶 * *需需( (吸吸) )能反应能反应总是与总是与atpatp水解水解的反应相联的反应相联系系, ,由由atpatp水解提供能量水解提供能量. . * *放能反应放能

12、反应总是与总是与atpatp的合成的合成相联系相联系, ,释放的释放的能量贮存在能量贮存在atpatp中中. .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，但不能被但不能被直接直接利用利用储存的能量相对储存的能量相对来说少，但能被来说少，但能被直接直接利用利用据计算，一分子葡萄糖所含的能量据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子所含的能量的是一分子所含的能量的倍倍。能量能量说明：说明：1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kj的能量的能量atpatp是细胞的能量是细胞的能量“通货通货”（直接能源（直接能源）atp全称：三磷酸腺苷全称：

13、三磷酸腺苷结构简式：结构简式：形成途径：形成途径：与与adpadp相互转化相互转化利用：各种形式的能量利用：各种形式的能量光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用atp adp+piatp adp+pi+ +能量能量酶酶 酶酶a-ppp1.atp1.atp的结构式可以简写成（的结构式可以简写成（ ） a.a - p - pa.a - p - p p b.a - pp b.a - p p p p p c.a c.ap pp - p d.ap - p d.ap p p p p pb2. atp2. atp分子中大量的化学能储存在分子中大量的化学能储存在 _内。内。 2 2分子分子adpadp中含有的腺苷、

14、磷酸基团、高能磷酸键的中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的 数目依次是数目依次是_、_、_个。个。高能磷酸键高能磷酸键24 23.30 3.30 个腺苷和个腺苷和 60 60 个磷酸基最多能组成个磷酸基最多能组成 atp atp （ ） a.10 a.10 个个 b.20 b.20 个个 c.30 c.30 个个 d.60 d.60 个个 4 4、如果一个、如果一个atpatp脱去两个磷酸，该物质就是构成核酸的基本单位脱去两个磷酸，该物质就是构成核酸的基本单位之一，称为（之一，称为（ ） a a、腺嘌呤核苷酸、腺嘌呤核苷酸 b b、鸟嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸 c c、胞嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸

15、 d d、 鸟嘧啶核苷酸鸟嘧啶核苷酸 a5 5 “高能磷酸键高能磷酸键”的的“高能高能”是指该键（是指该键（ ）a a 键能高键能高b b 活化能高活化能高c c 水解释放出的自由能高水解释放出的自由能高d d a a 、 b b 、 c c 三者都是三者都是 6 6、atpatp之所以能作为能量的直接来源是因为（之所以能作为能量的直接来源是因为（ ）a a、atpatp在细胞中数量非常多在细胞中数量非常多 b b、atpatp中的高能磷酸键很稳定中的高能磷酸键很稳定 c c、atpatp中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定 d d、atpatp是生物体内惟

16、一可以释放能量的化合物是生物体内惟一可以释放能量的化合物c7 下列关于人体细胞的下列关于人体细胞的 atp 的叙述中，正确的是（的叙述中，正确的是（ ）a atp 虽在人体细胞中普遍存在，但含量不多虽在人体细胞中普遍存在，但含量不多 b atp 在人体细胞中普遍存在，含量很高在人体细胞中普遍存在，含量很高 c 它含有三个高能磷酸键它含有三个高能磷酸键 d 当它过分减少时，可由当它过分减少时，可由 adp 在不依赖其他物质的条件在不依赖其他物质的条件下直接形成下直接形成 8 8、atpatp在细胞内的含量及其生成是（在细胞内的含量及其生成是（ ） a a 、很多，很快、很多，很快 b b 、很少

17、，很慢、很少，很慢 c c 、很多，很慢、很多，很慢 d d 、很少，很快、很少，很快9.9.下列关于下列关于atpatp的描述中，正确的是（的描述中，正确的是（ ）a a、atpatp分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能 磷酸化合物磷酸化合物b b、三磷酸腺苷可简写为、三磷酸腺苷可简写为a-p-pp a-p-pp c c、atpatp中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中d d、atpatp中大量的能量储存在高能磷酸键中中大量的能量储存在高能磷酸键中d da10、下列哪些过程会使细胞中、下列哪些

18、过程会使细胞中adp的含量增加的是：的含量增加的是：（ ）。）。 原尿中的葡萄糖进入血液的肾小管上皮细胞原尿中的葡萄糖进入血液的肾小管上皮细胞 氧进入红细胞跟血红蛋白结合氧进入红细胞跟血红蛋白结合 葡萄糖进入红细胞葡萄糖进入红细胞 k+、na+进入小肠绒毛上皮细胞进入小肠绒毛上皮细胞纺锤体牵引染色体向细胞两极移动纺锤体牵引染色体向细胞两极移动 a b c d 1111下列生理过程中不需要消耗下列生理过程中不需要消耗 atp atp 的是（的是（ ）a a 在核糖体上合成血红蛋白在核糖体上合成血红蛋白 b b 在肺泡表面进行气体交换在肺泡表面进行气体交换 c c 小肠吸收氨基酸小肠吸收氨基酸 d

19、 d 神经冲动的中枢传导神经冲动的中枢传导 12 12 绿色植物细胞的下列结构或部位中，不能产生绿色植物细胞的下列结构或部位中，不能产生 atp atp 的是（的是（ ） a a 叶绿体叶绿体 b b 线粒体线粒体c c 核糖体核糖体 d d 细胞质基质细胞质基质 13.13.关于关于“ “ atp adp+pi+atp adp+pi+能量能量”的叙述，不正确的是的叙述，不正确的是（ ）a.a.上述反应存在着能量的释放和贮存上述反应存在着能量的释放和贮存b.b.所有生物体内所有生物体内adpadp转变成转变成atpatp所需的能量都来自呼吸作用所需的能量都来自呼吸作用c.c.这一反应无休止地在

20、活细胞内进行这一反应无休止地在活细胞内进行d.d.这一过程保证了生命活动的顺利进行这一过程保证了生命活动的顺利进行b酶酶酶酶知识迁移：知识迁移： 海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经细胞，能不断吸收细胞，能不断吸收k+，科学家做过实验：用一种，科学家做过实验：用一种有毒物质使其神经细胞中毒，吸收的功能就消失。有毒物质使其神经细胞中毒，吸收的功能就消失。如果注入一种物质，神经细胞又能恢复不断吸收如果注入一种物质，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：的功能，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，其结构简式可表示，其结构简式可表示为为 。各部分分别代表什么？。各部分分别代表什么？（2）神经细胞吸收的方式是）神经细胞吸收的方式是 ，此物质的，此物质的吸收除需要注入一种物质外，还需要吸收除需要注入