细胞的能量通货-ATP上课用

1、-1-第二节第二节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP高一生物组高一生物组刘陵刘陵-2- 相传，我国晋朝时有个青年叫车胤，他酷爱学习相传，我国晋朝时有个青年叫车胤，他酷爱学习，但由于家贫买不起蜡烛，不能读书，于是就捉了，但由于家贫买不起蜡烛，不能读书，于是就捉了很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢! !他就借他就借着萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学问的着萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学问的人。人。 -3-电灯和萤火虫都可以发出光电灯和萤火虫都可以发出光亮。

2、那么，这两种发光原理亮。那么，这两种发光原理是什么？是什么？-4-萤火虫的发光原理萤火虫的发光原理能量能量荧光素酶荧光素酶氧气氧气荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素荧光荧光氧化荧氧化荧光素光素发出发出-5- 萤火虫发光需要萤火虫发光需要 能量！能量！主要能源主要能源物质？物质？主要储能主要储能物质？物质？糖糖类类脂脂肪肪这些物质能为萤火虫发光直接供能吗这些物质能为萤火虫发光直接供能吗? 用小刀将数十只萤用小刀将数十只萤火虫的发光器割下火虫的发光器割下, ,干干燥后研磨成粉末燥后研磨成粉末, ,取四取四等份分别装入四支试等份分别装入四支试管管, ,各加入少量水使之各加入少量水使之混合混合, ,

3、置于暗处置于暗处, ,可见可见试管内有淡黄色荧光试管内有淡黄色荧光出现出现, ,约过约过1515分钟荧光分钟荧光消失，然后消失，然后15min荧荧光光消消失失暗处暗处ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液？溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水有荧光有荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现ATP直接能源物质直接能源物质 ATP是种什么样的物质是种什么样的物质,它是看不见它是看不见摸不着的吗摸不着的吗? 纯净的纯净的ATP，白色粉末状，能溶于水。在医疗上，白色粉末状，能溶于水。在医疗上一般有一般有片剂片剂和和注射液注射液两种。片剂可口服，注射液两种。片剂可口服，注射液可肌肉

4、注射或静脉滴注。一方面可以辅助治疗心可肌肉注射或静脉滴注。一方面可以辅助治疗心肌萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等，另一方面可肌萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等，另一方面可提供能量提供能量，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。 ATP究竟有何究竟有何结构特点结构特点使其能充当使其能充当直接能源物质直接能源物质呢？呢？一、一、ATP的化学组成和特点的化学组成和特点学生阅读学生阅读P88P88思考？思考？1 1、ATPATP的中文名称是什么？的中文名称是什么？2 2、ATPATP的结构简式如何书写？的结构简式如何书写？3 3、ATPATP简式中简式中A A、P P、分别代表什么

5、？分别代表什么？ 一、一、ATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键C、H、O、N、P(同核酸、磷脂）同核酸、磷脂）1、ATP的中文名称的中文名称:腺嘌呤腺嘌呤磷酸基团磷酸基团三磷酸腺苷三磷酸腺苷：1个核糖，个核糖，1个腺嘌呤，个腺嘌呤，3个磷酸基团个磷酸基团元素组成元素组成：核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖腺苷腺苷(A)磷酸基团磷酸基团 （P）APPPPPP2 2、结构简式：、结构简式：腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团 高能磷酸键高能磷酸键（2 2个个）A A：P P：普通磷酸键普通磷酸键 （1 1个个）30.54KJ/mol30.54KJ/mol ATP ATP的特点：细胞内的特点：细胞内高能磷酸

6、高能磷酸化合物化合物（3 3个个）= =腺嘌呤腺嘌呤+ +核糖核糖（8.3720.92KJ/mol）2 2、结构简式：、结构简式：APPPAP P P核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤腺苷（腺苷（A）AMP（一磷酸腺苷）（一磷酸腺苷）ADP （二磷酸腺苷）（二磷酸腺苷）ATP （三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）AP 核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤腺苷（腺苷（A）AMP（一磷酸腺苷）（一磷酸腺苷）说明：说明：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。的基本单位之一。 P P1.ATP1.ATP的结构式可以简写为（的结构式可以简写为（ ）B BA、APPP B、APPPC、APPP D、APP

7、P达标训练达标训练2.2.一分子一分子ATPATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（数目依次是（ ） A A、1 1，2 2，2 B2 B、1 1，2 2，1 1 C C、1 1，3 3，2 D2 D、2 2，3 3，1 1 C CD D4 4、2020个腺苷和个腺苷和4646个磷酸基最多能组成多少个个磷酸基最多能组成多少个ATP( )ATP( ) A. 20 A. 20个个 B. 46B. 46个个 C. 23C. 23个个 D. 15D. 15个个 1 1、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0.5kg0.5k

8、g的的ATPATP分解释放能量，供运动所需。一个成年分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，人在安静的状态下，24h24h内竟有内竟有40kg40kg的的ATPATP被水解。被水解。资料：资料：ATP是怎样来解决这一矛盾的？是怎样来解决这一矛盾的？ATPATP在细胞内大量存在在细胞内大量存在？ 2 2、人体在安静状态时，肌肉内、人体在安静状态时，肌肉内ATPATP含量约含量约2mg2mg10mg10mg，只能供肌肉收缩，只能供肌肉收缩1 12s2s所需的能量。所需的能量。 3 、虽然细胞中、虽然细胞中ATP含量很少，含量很少，但但ATP和和ADP转化速度快。转化速度快。 二、二、A

9、TP与与ADP的的相互转化相互转化二、二、ATP和和ADP可以相互转化可以相互转化1、ATP水解释放能量水解释放能量(ATPADP)A PPPP+Pi+能量能量ATP ADP +Pi +能量能量反应式：反应式：水解酶水解酶能量来源：能量来源：远离远离A的高能磷酸键断裂的高能磷酸键断裂能量去路：能量去路：用于各种需能生命活动用于各种需能生命活动A PP2、ATP合成储存能量合成储存能量(ADP ATP)APPPAPP +Pi+能量能量合成酶合成酶ADP +Pi +能量能量ATP反应式：反应式：能量来源能量来源：能量去路：能量去路：用于用于ATP形成（高能磷酸键）形成（高能磷酸键）动物，人，真菌和

10、大多细菌：动物，人，真菌和大多细菌：呼呼吸作用吸作用(有氧呼吸有氧呼吸)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ATP ADP+Pi + 能量能量 合成酶合成酶水解酶水解酶有机物中的化学有机物中的化学能和光能能和光能高能磷酸键高能磷酸键内的化学能内的化学能ATPADPPi能量能量能量能量Pi合成酶合成酶水解酶水解酶ATP与与ADP相互转化示意图相互转化示意图ATPATP与与ADPADP相互转化过程是可逆反应吗？相互转化过程是可逆反应吗？酶酶ATP ADP+ P i+ATP ADP+ P i+能量能量酶酶ATPATP能量能量 + ADP + Pi + ADP + Pi 水解酶水解

11、酶合成酶合成酶生物体的需能部位生物体的需能部位细胞质基质细胞质基质线粒线粒体体叶绿体叶绿体呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用高能磷酸键高能磷酸键ATPATP的水解的水解ATPATP的合成的合成各项生命活动各项生命活动储存于储存于ATPATP中中说明：说明：ATPATP的合成的合成能量能量 来源：来源：能量能量 去向：去向：场所：场所：条件：条件：动物：动物：植物：植物：原核：原核：细胞质细胞质ATPATP与与ADPADP相互转化过程是可逆反应吗？相互转化过程是可逆反应吗？物质是可逆的，物质是可逆的，能量是不可逆的能量是不可逆的 注：注：ATP在细胞内的含量很少，但转化十在细胞内的含量很少，但

12、转化十分迅速，使分迅速，使ATP含量处于动态平衡之中含量处于动态平衡之中的。的。ATP与与 ADP相互转化的能量供应机相互转化的能量供应机制机制，是生物界的共性。制机制，是生物界的共性。达标训练达标训练5 5ATPATP转化为转化为 ADP ADP 可表示如下：式中可表示如下：式中X X代表代表( )( ) A.H A.H2 2O B.H C.P D.PiO B.H C.P D.Pi6 6关于动物细胞中关于动物细胞中ATPATP的正确叙述的正确叙述( )( ) A.ATP A.ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多在动物体细胞中普遍存在，但含量不多 B.B.当它过分减少时，可由当它过分减少时

13、，可由ADPADP在不依赖其他物质在不依赖其他物质 条件下直接形成条件下直接形成 C.C.它含有三个高能磷酸键它含有三个高能磷酸键 D.ATPD.ATP转变为转变为ADPADP的反应是可逆的的反应是可逆的DA7. 对于反应式：对于反应式： ATP ADP+Pi+能量，以下能量，以下提法正确的是（提法正确的是（ ） A、物质是可逆的，能量是不可逆的、物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆的、物质和能量都是可逆的 C、物质和能量都是不可逆的、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的、物质是不可逆的，能量是可逆的8. ATP在细胞内的含量及其转化是（在细胞内的含量及其转

14、化是（ ） A.很多，很快很多，很快 B.很少，很慢很少，很慢 C.很多，很慢很多，很慢 D.很少，很快很少，很快AD探究活动探究活动 细胞中各种化学反应有些是吸能反应，有些是放能反应。吸能反应吸能反应总是和ATP的什么反应相联系？放能反应放能反应总是和ATP的什么反应相联系？-30-呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）等释放能量等释放能量( (放能放能反应反应) )合成合成水解水解生命活动生命活动( (吸能吸能反应反应) )ATP 三，认同三，认同ATP是细胞内的能量通货是细胞内的能量通货-31- 也就是说,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流动（类似人民币）

15、，（类似人民币），因此可以形象的把因此可以形象的把ATP比喻成细胞内流通比喻成细胞内流通的能量的能量“通货通货”。 ATP哪些生命活动由哪些生命活动由 直接供能直接供能? 用于主动运输用于主动运输ATP用于各种运动，如肌用于各种运动，如肌细胞收缩细胞收缩用于生物放电用于生物放电葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应用于细胞内各种吸能反应用于生物发光用于生物发光用于大脑思考用于大脑思考（渗透能）（渗透能）（电能）（电能）（光能）（光能）（机械能）（机械能）（化学能）（化学能）（电能）（电能）四、四、ATP的利用的利用ATPATP全称：三磷酸腺苷全称：三磷酸腺苷结构简式：结构简式

16、： A-PA-PP PP PATPATP的来源：的来源：与与ADPADP相互转化相互转化ATPATP的利用：各种形式的能量的利用：各种形式的能量光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用ATPATP ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量酶酶1 酶酶2 2课堂小结课堂小结这节课你学这节课你学到了什么？到了什么？总结：正是由于总结：正是由于ATP这种直接能源，才得于使各项生这种直接能源，才得于使各项生命命 活动正常进行。活动正常进行。 能能量量来来源源能量直接来源能量直接来源主要能源物质主要能源物质生物体内重要储能物质生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质植物细胞内

17、的储能物质最终能量来源最终能量来源ATPATP糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太阳能太阳能拓展拓展当当动物和人体细胞动物和人体细胞由于能量大量消耗而使细胞内的由于能量大量消耗而使细胞内的ATP含量过分减含量过分减少时，在有关酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一少时，在有关酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一起转移给起转移给ADP，从而生成，从而生成ATP和肌酸（可用和肌酸（可用C代表）；当代表）；当ATP含含量比较多时，在有关酶的催化作用下，量比较多时，在有关酶的催化作用下，ATP可以将磷酸基团连同能可以将磷酸基团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。ATP + C ADP+CP 对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲的作用，从而使细胞内的作用，从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定，的含量能够保持相对的稳定，ATP系统的动态平衡得以维持。系统的动态平衡得以维持。9 9、草履