細(xì)胞的能量通貨-ATP上課用

1、-1-第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)胞的能量細(xì)胞的能量“通貨通貨”ATP高一生物組高一生物組劉陵劉陵-2- 相傳，我國晉朝時有個青年叫車胤，他酷愛學(xué)習(xí)相傳，我國晉朝時有個青年叫車胤，他酷愛學(xué)習(xí)，但由于家貧買不起蠟燭，不能讀書，于是就捉了，但由于家貧買不起蠟燭，不能讀書，于是就捉了很多螢火蟲，裝在薄薄的布袋子里。四五十只螢火很多螢火蟲，裝在薄薄的布袋子里。四五十只螢火蟲發(fā)出的光真能抵得上一支點(diǎn)燃的蠟燭呢蟲發(fā)出的光真能抵得上一支點(diǎn)燃的蠟燭呢! !他就借他就借著螢火蟲的光刻苦學(xué)習(xí)，后來成為一位有大學(xué)問的著螢火蟲的光刻苦學(xué)習(xí)，后來成為一位有大學(xué)問的人。人。 -3-電燈和螢火蟲都可以發(fā)出光電燈和螢火蟲都可以發(fā)出光亮。

2、那么，這兩種發(fā)光原理亮。那么，這兩種發(fā)光原理是什么？是什么？-4-螢火蟲的發(fā)光原理螢火蟲的發(fā)光原理能量能量熒光素酶熒光素酶氧氣氧氣熒光素?zé)晒馑丶せ畹募せ畹臒晒馑責(zé)晒馑責(zé)晒鉄晒庋趸療裳趸療晒馑毓馑匕l(fā)出發(fā)出-5- 螢火蟲發(fā)光需要螢火蟲發(fā)光需要 能量！能量！主要能源主要能源物質(zhì)？物質(zhì)？主要儲能主要儲能物質(zhì)？物質(zhì)？糖糖類類脂脂肪肪這些物質(zhì)能為螢火蟲發(fā)光直接供能嗎這些物質(zhì)能為螢火蟲發(fā)光直接供能嗎? 用小刀將數(shù)十只螢用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下火蟲的發(fā)光器割下, ,干干燥后研磨成粉末燥后研磨成粉末, ,取四取四等份分別裝入四支試等份分別裝入四支試管管, ,各加入少量水使之各加入少量水使之混合混合, ,

3、置于暗處置于暗處, ,可見可見試管內(nèi)有淡黃色熒光試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)出現(xiàn), ,約過約過1515分鐘熒光分鐘熒光消失，然后消失，然后15min熒熒光光消消失失暗處暗處ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液？溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸餾水蒸餾水有熒光有熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無熒光無熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無熒光無熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無熒光無熒光出現(xiàn)出現(xiàn)ATP直接能源物質(zhì)直接能源物質(zhì) ATP是種什么樣的物質(zhì)是種什么樣的物質(zhì),它是看不見它是看不見摸不著的嗎摸不著的嗎? 純凈的純凈的ATP，白色粉末狀，能溶于水。在醫(yī)療上，白色粉末狀，能溶于水。在醫(yī)療上一般有一般有片劑片劑和和注射液注射液兩種。片劑可口服，注射液兩種。片劑可口服，注射液可肌肉

4、注射或靜脈滴注。一方面可以輔助治療心可肌肉注射或靜脈滴注。一方面可以輔助治療心肌萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等，另一方面可肌萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等，另一方面可提供能量提供能量，起到改善患者新陳代謝狀況的作用。，起到改善患者新陳代謝狀況的作用。 ATP究竟有何究竟有何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其能充當(dāng)使其能充當(dāng)直接能源物質(zhì)直接能源物質(zhì)呢？呢？一、一、ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)的化學(xué)組成和特點(diǎn)學(xué)生閱讀學(xué)生閱讀P88P88思考？思考？1 1、ATPATP的中文名稱是什么？的中文名稱是什么？2 2、ATPATP的結(jié)構(gòu)簡式如何書寫？的結(jié)構(gòu)簡式如何書寫？3 3、ATPATP簡式中簡式中A A、P P、分別代表什么

5、？分別代表什么？ 一、一、ATP分子中具有高能磷酸鍵分子中具有高能磷酸鍵C、H、O、N、P(同核酸、磷脂）同核酸、磷脂）1、ATP的中文名稱的中文名稱:腺嘌呤腺嘌呤磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)三磷酸腺苷三磷酸腺苷：1個核糖，個核糖，1個腺嘌呤，個腺嘌呤，3個磷酸基團(tuán)個磷酸基團(tuán)元素組成元素組成：核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖腺苷腺苷(A)磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán) （P）APPPPPP2 2、結(jié)構(gòu)簡式：、結(jié)構(gòu)簡式：腺苷腺苷磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán) 高能磷酸鍵高能磷酸鍵（2 2個個）A A：P P：普通磷酸鍵普通磷酸鍵 （1 1個個）30.54KJ/mol30.54KJ/mol ATP ATP的特點(diǎn)：細(xì)胞內(nèi)的特點(diǎn)：細(xì)胞內(nèi)高能磷酸

6、高能磷酸化合物化合物（3 3個個）= =腺嘌呤腺嘌呤+ +核糖核糖（8.3720.92KJ/mol）2 2、結(jié)構(gòu)簡式：、結(jié)構(gòu)簡式：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）說明：說明：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一。的基本單位之一。 P P1.ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)式可以簡寫為（的結(jié)構(gòu)式可以簡寫為（ ）B BA、APPP B、APPPC、APPP D、APP

7、P達(dá)標(biāo)訓(xùn)練達(dá)標(biāo)訓(xùn)練2.2.一分子一分子ATPATP中含有的腺苷、磷酸基團(tuán)和高能磷酸鍵中含有的腺苷、磷酸基團(tuán)和高能磷酸鍵數(shù)目依次是（數(shù)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個腺苷和個腺苷和4646個磷酸基最多能組成多少個個磷酸基最多能組成多少個ATP( )ATP( ) A. 20 A. 20個個 B. 46B. 46個個 C. 23C. 23個個 D. 15D. 15個個 1 1、一個人在劇烈運(yùn)動狀態(tài)下，每分鐘約有、一個人在劇烈運(yùn)動狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg0.5k

8、g的的ATPATP分解釋放能量，供運(yùn)動所需。一個成年分解釋放能量，供運(yùn)動所需。一個成年人在安靜的狀態(tài)下，人在安靜的狀態(tài)下，24h24h內(nèi)竟有內(nèi)竟有40kg40kg的的ATPATP被水解。被水解。資料：資料：ATP是怎樣來解決這一矛盾的？是怎樣來解決這一矛盾的？ATPATP在細(xì)胞內(nèi)大量存在在細(xì)胞內(nèi)大量存在？ 2 2、人體在安靜狀態(tài)時，肌肉內(nèi)、人體在安靜狀態(tài)時，肌肉內(nèi)ATPATP含量約含量約2mg2mg10mg10mg，只能供肌肉收縮，只能供肌肉收縮1 12s2s所需的能量。所需的能量。 3 、雖然細(xì)胞中、雖然細(xì)胞中ATP含量很少，含量很少，但但ATP和和ADP轉(zhuǎn)化速度快。轉(zhuǎn)化速度快。 二、二、A

9、TP與與ADP的的相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化二、二、ATP和和ADP可以相互轉(zhuǎn)化可以相互轉(zhuǎn)化1、ATP水解釋放能量水解釋放能量(ATPADP)A PPPP+Pi+能量能量ATP ADP +Pi +能量能量反應(yīng)式：反應(yīng)式：水解酶水解酶能量來源：能量來源：遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷裂的高能磷酸鍵斷裂能量去路：能量去路：用于各種需能生命活動用于各種需能生命活動A PP2、ATP合成儲存能量合成儲存能量(ADP ATP)APPPAPP +Pi+能量能量合成酶合成酶ADP +Pi +能量能量ATP反應(yīng)式：反應(yīng)式：能量來源能量來源：能量去路：能量去路：用于用于ATP形成（高能磷酸鍵）形成（高能磷酸鍵）動物，人，真菌和

10、大多細(xì)菌：動物，人，真菌和大多細(xì)菌：呼呼吸作用吸作用(有氧呼吸有氧呼吸)綠色植物：綠色植物：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機(jī)物中的化學(xué)有機(jī)物中的化學(xué)能和光能能和光能高能磷酸鍵高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能內(nèi)的化學(xué)能ATPADPPi能量能量能量能量Pi合成酶合成酶水解酶水解酶ATP與與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖相互轉(zhuǎn)化示意圖ATPATP與與ADPADP相互轉(zhuǎn)化過程是可逆反應(yīng)嗎？相互轉(zhuǎn)化過程是可逆反應(yīng)嗎？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體的需能部位生物體的需能部位細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒線粒體體葉綠體葉綠體呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用高能磷酸鍵高能磷酸鍵ATPATP的水解的水解ATPATP的合成的合成各項(xiàng)生命活動各項(xiàng)生命活動儲存于儲存于ATPATP中中說明：說明：ATPATP的合成的合成能量能量 來源：來源：能量能量 去向：去向：場所：場所：條件：條件：動物：動物：植物：植物：原核：原核：細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)ATPATP與與ADPADP相互轉(zhuǎn)化過程是可逆反應(yīng)嗎？相互轉(zhuǎn)化過程是可逆反應(yīng)嗎？物質(zhì)是可逆的，物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的能量是不可逆的 注：注：ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，但轉(zhuǎn)化十在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，但

12、轉(zhuǎn)化十分迅速，使分迅速，使ATP含量處于動態(tài)平衡之中含量處于動態(tài)平衡之中的。的。ATP與與 ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制機(jī)制，是生物界的共性。制機(jī)制，是生物界的共性。達(dá)標(biāo)訓(xùn)練達(dá)標(biāo)訓(xùn)練5 5ATPATP轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 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關(guān)于動物細(xì)胞中關(guān)于動物細(xì)胞中ATPATP的正確敘述的正確敘述( )( ) A.ATP A.ATP在動物體細(xì)胞中普遍存在，但含量不多在動物體細(xì)胞中普遍存在，但含量不多 B.B.當(dāng)它過分減少時，可由當(dāng)它過分減少時

13、，可由ADPADP在不依賴其他物質(zhì)在不依賴其他物質(zhì) 條件下直接形成條件下直接形成 C.C.它含有三個高能磷酸鍵它含有三個高能磷酸鍵 D.ATPD.ATP轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳DPADP的反應(yīng)是可逆的的反應(yīng)是可逆的DA7. 對于反應(yīng)式：對于反應(yīng)式： ATP ADP+Pi+能量，以下能量，以下提法正確的是（提法正確的是（ ） A、物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的、物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的 B、物質(zhì)和能量都是可逆的、物質(zhì)和能量都是可逆的 C、物質(zhì)和能量都是不可逆的、物質(zhì)和能量都是不可逆的 D、物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的、物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的8. ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量及其轉(zhuǎn)化是（在細(xì)胞內(nèi)的含量及其轉(zhuǎn)

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探究活動探究活動 細(xì)胞中各種化學(xué)反應(yīng)有些是吸能反應(yīng)，有些是放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)吸能反應(yīng)總是和ATP的什么反應(yīng)相聯(lián)系？放能反應(yīng)放能反應(yīng)總是和ATP的什么反應(yīng)相聯(lián)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）等釋放能量等釋放能量( (放能放能反應(yīng)反應(yīng)) )合成合成水解水解生命活動生命活動( (吸能吸能反應(yīng)反應(yīng)) )ATP 三，認(rèn)同三，認(rèn)同ATP是細(xì)胞內(nèi)的能量通貨是細(xì)胞內(nèi)的能量通貨-31- 也就是說,能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流動（類似人民幣）

15、，（類似人民幣），因此可以形象的把因此可以形象的把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量的能量“通貨通貨”。 ATP哪些生命活動由哪些生命活動由 直接供能直接供能? 用于主動運(yùn)輸用于主動運(yùn)輸ATP用于各種運(yùn)動，如肌用于各種運(yùn)動，如肌細(xì)胞收縮細(xì)胞收縮用于生物放電用于生物放電葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)用于細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)用于生物發(fā)光用于生物發(fā)光用于大腦思考用于大腦思考（滲透能）（滲透能）（電能）（電能）（光能）（光能）（機(jī)械能）（機(jī)械能）（化學(xué)能）（化學(xué)能）（電能）（電能）四、四、ATP的利用的利用ATPATP全稱：三磷酸腺苷全稱：三磷酸腺苷結(jié)構(gòu)簡式：結(jié)構(gòu)簡式

16、： A-PA-PP PP PATPATP的來源：的來源：與與ADPADP相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化ATPATP的利用：各種形式的能量的利用：各種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課堂小結(jié)課堂小結(jié)這節(jié)課你學(xué)這節(jié)課你學(xué)到了什么？到了什么？總結(jié)：正是由于總結(jié)：正是由于ATP這種直接能源，才得于使各項(xiàng)生這種直接能源，才得于使各項(xiàng)生命命 活動正常進(jìn)行?；顒诱＿M(jìn)行。 能能量量來來源源能量直接來源能量直接來源主要能源物質(zhì)主要能源物質(zhì)生物體內(nèi)重要儲能物質(zhì)生物體內(nèi)重要儲能物質(zhì)動物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)動物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)植物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)植物細(xì)胞內(nèi)

17、的儲能物質(zhì)最終能量來源最終能量來源ATPATP糖類糖類脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太陽能太陽能拓展拓展當(dāng)當(dāng)動物和人體細(xì)胞動物和人體細(xì)胞由于能量大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的由于能量大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的ATP含量過分減含量過分減少時，在有關(guān)酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基團(tuán)連同能量一少時，在有關(guān)酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給起轉(zhuǎn)移給ADP，從而生成，從而生成ATP和肌酸（可用和肌酸（可用C代表）；當(dāng)代表）；當(dāng)ATP含含量比較多時，在有關(guān)酶的催化作用下，量比較多時，在有關(guān)酶的催化作用下，ATP可以將磷酸基團(tuán)連同能可以將磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給肌酸，使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。量一起轉(zhuǎn)移給肌酸，使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。ATP + C ADP+CP 對于動物和人體細(xì)胞來說，磷酸肌酸只是能量的一種儲存對于動物和人體細(xì)胞來說，磷酸肌酸只是能量的一種儲存形式，而不能直接被利用。由此可見，對于動物和人體細(xì)形式，而不能直接被利用。由此可見，對于動物和人體細(xì)胞來說，磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用之間起著緩沖胞來說，磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用之間起著緩沖的作用，從而使細(xì)胞內(nèi)的作用，從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠保持相對的穩(wěn)定，的含量能夠保持相對的穩(wěn)定，ATP系統(tǒng)的動態(tài)平衡得以維持。系統(tǒng)的動態(tài)平衡得以維持。9 9、草履