1、第二節第二節 細胞的能量細胞的能量“通貨通貨” ATP第五章第五章 細胞的能量供應和利用細胞的能量供應和利用本節聚焦：本節聚焦：l 為什么說為什么說ATP是細胞的能量是細胞的能量“通貨通貨”？l ATP與與ADP是怎樣相互轉化的？這有什么意義？是怎樣相互轉化的？這有什么意義？l 細胞中的哪些生命活動需要細胞中的哪些生命活動需要ATP提供能量？提供能量？螢火蟲發光的生物學意義是什么？螢火蟲發光的生物學意義是什么？螢火蟲體內有特殊的發光物質嗎？螢火蟲體內有特殊的發光物質嗎？螢火蟲發光的過程有能量的轉換嗎？螢火蟲發光的過程有能量的轉換嗎？主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾，繁衍后代。主要是相互傳遞求偶

2、信號，以便交尾，繁衍后代。腹部后端細胞內的熒光素是其特有的發光物質。腹部后端細胞內的熒光素是其特有的發光物質。有。其腹部細胞內一些有機物中儲存的化學能，有。其腹部細胞內一些有機物中儲存的化學能，只有在轉變成光能時，螢火蟲才能發光。只有在轉變成光能時，螢火蟲才能發光。 相傳，我國晉朝時有個青年叫車相傳，我國晉朝時有個青年叫車胤，他酷愛學習，但由于家貧買不胤，他酷愛學習，但由于家貧買不起蠟燭，不能讀書，于是就捉了很起蠟燭，不能讀書，于是就捉了很多螢火蟲，裝在薄薄的布袋子里。多螢火蟲，裝在薄薄的布袋子里。四五十只螢火蟲發出的光真能抵得四五十只螢火蟲發出的光真能抵得上一支點燃的蠟燭呢上一支點燃的蠟燭呢

3、!他就借著螢火他就借著螢火蟲的光刻苦學習，后來成為一位有蟲的光刻苦學習，后來成為一位有大學問的人。大學問的人。 知識鏈接：知識鏈接： 細胞中的細胞中的糖類、脂肪和蛋白質糖類、脂肪和蛋白質等有機物等有機物都儲存著大量穩定化學能，生物的生命活都儲存著大量穩定化學能，生物的生命活動所需要能量能動所需要能量能直接利用直接利用它們嗎？它們嗎？細胞中重要的能源物質：細胞中重要的能源物質：生物體內儲存能量的物質：生物體內儲存能量的物質：生物體內儲存能量的有機物：生物體內儲存能量的有機物：糖類糖類脂肪脂肪糖類、脂肪、蛋白質糖類、脂肪、蛋白質提出問題提出問題: 螢火蟲發光所需的能量是由葡萄螢火蟲發光所需的能量是

4、由葡萄糖糖、脂肪直接提供的嗎？還是其他脂肪直接提供的嗎？還是其他物質？物質？作出假設作出假設:設計如下實驗：設計如下實驗：葡萄糖是螢火蟲發光的直葡萄糖是螢火蟲發光的直接能源物質接能源物質 用小刀將數十只螢火蟲的發光用小刀將數十只螢火蟲的發光器割下器割下, ,干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末, ,取兩等取兩等份分別裝入兩支試管份分別裝入兩支試管, ,各加入少量各加入少量水使之混合水使之混合, ,置于暗處置于暗處, ,可見試管內可見試管內有淡黃色熒光出現有淡黃色熒光出現, ,約過約過1515分鐘熒分鐘熒光消失光消失AB醫用葡萄醫用葡萄糖溶液糖溶液2ml2mlATPATP注射液注射液2ml2ml這個

5、這個實驗實驗能說能說明什明什么問么問題題? ?AB不發不發熒光熒光發出發出熒光熒光上述實驗結果能說明什么問題？ 螢火蟲發光所需的能量是由螢火蟲發光所需的能量是由ATPATP直接提供的。直接提供的。思考：思考：如果不把尾部研磨成粉末，而是完如果不把尾部研磨成粉末，而是完整的結構，繼續剛才的實驗，結果發現加整的結構，繼續剛才的實驗，結果發現加葡萄糖液體的試管也有熒光產生。請分析葡萄糖液體的試管也有熒光產生。請分析什么原因？什么原因？ 葡萄糖被吸收進發光細胞，在細胞內葡萄糖被吸收進發光細胞，在細胞內氧化分解產生氧化分解產生ATPATP，ATPATP供能產生熒光。供能產生熒光。實驗結論：實驗結論： A

6、TPATP是直接的能源物質是直接的能源物質生物的生命活動生物的生命活動ATP儲存儲存 釋放能量釋放能量有機物有機物能量能量細胞代謝所需能量的直接來源 純凈的ATP是白色粉末狀，能夠溶于水，可作為一種藥品， ATP片劑可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或靜脈滴注。小資料適用癥適用癥 用于進行性肌肉萎用于進行性肌肉萎縮、腦出血后遺癥、縮、腦出血后遺癥、心肌疾患及肝炎等的心肌疾患及肝炎等的輔助治療輔助治療1.ATP1.ATP是什么？是什么？ 2.ATP2.ATP的分子簡式怎樣書寫？的分子簡式怎樣書寫？3.3.各符號代表什么含義？各符號代表什么含義？一一 ATPATP分子中具有高能磷酸鍵分子中具有高

7、能磷酸鍵ATPATP全稱：全稱：1.ATP1.ATP的全稱及結構簡式：的全稱及結構簡式：簡簡 式：式：A-PPPA AT T磷酸基團磷酸基團- 三三磷磷酸腺苷酸腺苷腺苷腺苷P三個三個普通的化學普通的化學鍵鍵 高能磷酸鍵高能磷酸鍵2.ATP的結構簡式分析12345P P P APPP 腺嘌呤腺嘌呤高能磷酸鍵高能磷酸鍵核糖核糖腺苷腺苷(A)(A)ATP分子結構分子結構 簡簡 式式三個磷酸基團三個磷酸基團三磷酸腺苷 普通化學鍵普通化學鍵 資資 料料1 一般將水解時，能夠釋放一般將水解時，能夠釋放2092kJmol能量以上的磷酸化合物都叫做能量以上的磷酸化合物都叫做高能磷高能磷酸化合物酸化合物. AT

8、PATP水解釋放水解釋放30.54KJ/mol30.54KJ/mol的能量的能量 30.54KJ/mol30.54KJ/mol 20.92KJ/mol20.92KJ/molATPATP是細胞內的一種高能磷酸化合物是細胞內的一種高能磷酸化合物+A-PPA-PP PPATPADP Pi( (磷酸磷酸) ) 能量+酶酶ATP的水解的水解（二磷酸腺苷）（二磷酸腺苷）來源來源去路去路用于各種需能的生命活動用于各種需能的生命活動ADPADP的全稱及結構簡式：的全稱及結構簡式：ADPADP二磷酸腺苷二磷酸腺苷 高能磷酸鍵高能磷酸鍵A A腺苷腺苷D D二個二個P P磷酸基團磷酸基團結構簡式：結構簡式： A-P

9、P思考：思考：ADP繼續水解得到產物是什么？繼續水解得到產物是什么？一一磷酸腺苷磷酸腺苷（AMP)P核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤 ATPATP的結構的結構核糖核糖PPP腺嘌呤腺嘌呤一個成年人在安靜的狀態下，一個成年人在安靜的狀態下，24h24h內竟有內竟有40kg40kg的的ATPATP轉化成轉化成ADPADP。一個人在劇烈運動。一個人在劇烈運動狀態下，每分鐘約有狀態下，每分鐘約有0.5kg0.5kg的的ATPATP分解釋放分解釋放能量，供運動所需。能量，供運動所需。如果如果ATPATP分解轉分解轉化成化成ADPADP放能，而放能，而ADPADP不能生成不能生成ATPATP會有什么會有什么結果？說明什

10、么？結果？說明什么？ 資料資料2：二、二、ATPATP與與ADPADP可以相互轉化可以相互轉化ATPATP與與ADPADP的這種相互轉化，是的這種相互轉化，是時刻不停地發生并且處于動態平衡時刻不停地發生并且處于動態平衡之中。之中。1.ATP與ADP的相互轉化：能量的儲存能量的 釋放 ATP ADP + Pi + 能量能量ADP+Pi+能量 ATP水解酶水解酶合成酶合成酶2.ATP2.ATP的形成途徑（能量主要來源）的形成途徑（能量主要來源）動物、人、動物、人、真菌、多數細菌等真菌、多數細菌等綠色植物綠色植物能能 量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 酶酶糖

11、類、脂肪等有糖類、脂肪等有機物氧化分解機物氧化分解3.ATP與與ADP相互轉化過程是可逆反應嗎？相互轉化過程是可逆反應嗎？反應式反應式ATPADP+Pi+能量能量ADP+Pi+能量能量ATP反應條件反應條件能量來源能量來源能量去向能量去向反應場所反應場所物質是可逆的，能量是不可逆的！物質是可逆的，能量是不可逆的！水解酶水解酶合成酶合成酶高能磷酸鍵內高能磷酸鍵內的化學能的化學能有機物中的化學有機物中的化學能和光能能和光能廣泛存在于細廣泛存在于細胞的各個部位胞的各個部位葉綠體、線粒體葉綠體、線粒體和細胞質基質和細胞質基質各種生命活動各種生命活動耗能耗能儲存在儲存在ATP的高能的高能磷酸鍵中磷酸鍵中

12、為什么人在運動為什么人在運動時總是心跳加快，時總是心跳加快，氣喘吁吁？氣喘吁吁？需要能量！需要能量！三三.ATP的利用的利用ATP 熱能熱能電能電能光能光能機械能機械能滲透能滲透能化學能化學能葡萄糖葡萄糖+果糖果糖酶酶蔗糖蔗糖 * *需需( (吸吸) )能反應能反應總是與總是與ATPATP水解水解反反應相聯系應相聯系, ,由由ATPATP水解提供能量水解提供能量. . * *放能反應放能反應總是與總是與ATPATP合成合成反應相反應相聯系聯系, ,釋放的能量貯存在釋放的能量貯存在ATPATP中中. .ATPATP是細胞內流通的是細胞內流通的能量能量“通貨通貨”糖類、脂肪等有機物糖類、脂肪等有機

13、物儲存有大量儲存有大量的能量，但的能量，但不能被直接不能被直接利用利用儲存的能量相對儲存的能量相對來說少，但能被來說少，但能被直接利用直接利用能量能量1.據計算，一分子葡萄糖所含的能量據計算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子所含的能量的倍。是一分子所含的能量的倍。P90思考與討論：思考與討論：1.ATP1.ATP的結構簡式：的結構簡式： AP P P2.ATP2.ATP和和ADPADP相互轉化：相互轉化：+PiATP ADP + 能量能量 ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶3.ATP3.ATP的利用：的利用：細胞的能量細胞的能量“通貨通貨”是生命活動的直接能源物質是生命活動的直接能源物質易斷裂易斷裂易形成易形成討論：討論：1.生物體內儲存能量的有機物：生物體內儲存能量的有機物：2.細胞中重要的能源物質：細胞中重要的能源物質：3.植物細胞中重要的儲存能量的物質：植物細胞中重要的儲存能量的物質：4.動物細胞中重要的儲存能量的物質：動物細胞中重要的儲存能