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1、第 五 章 第 2節(jié)細 胞 的 能 量 “ 通 貨 ” ATP 秋 夕銀 燭 秋 光 冷 畫 屏 ,輕 羅 小 扇 撲 流 螢 。天 街 夜 色 涼 如 水 ,臥 看 牽 牛 織 女 星 。唐 .杜 牧 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 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 點燃 的 蠟 燭 呢 !他 就 借 著 螢火 蟲 的 光 刻 苦 學(xué) 習(xí) , 后來 成 為 一 位 有
2、 大 學(xué) 問 的人 。 電 燈 和 螢 火 蟲 都 可 以 發(fā) 出 光亮 。 那 么 , 這 兩 種 發(fā) 光 原 理是 什 么 ? 螢 火 蟲 的 發(fā) 光 原 理能 量 熒 光 素 酶 氧 氣熒 光 素 激 活 的熒 光 素 熒 光氧 化 熒光 素 發(fā) 出 螢 火 蟲 發(fā) 光 需 要 能 量 !主 要 能 源物 質(zhì) ? 主 要 儲 能物 質(zhì) ?糖類 脂肪這 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 火 蟲的 發(fā) 光 器 割 下 ,干 燥 后 研磨 成 粉 末 ,取 四 等 份 分 別裝 入 四 支 試 管 ,各 加 入 少量 水 使 之 混
3、 合 ,置 于 暗 處 ,可 見 試 管 內(nèi) 有 淡 黃 色 熒光 出 現(xiàn) ,約 過 15分 鐘 熒 光消 失 , 然 后 實 驗 探 究 15min 熒光消失 暗 處ABCD 葡 萄 糖 溶 液 ? 溶 液 脂 肪 溶 液 蒸 餾 水 有 熒 光出 現(xiàn)無 熒 光出 現(xiàn)無 熒 光出 現(xiàn)無 熒 光出 現(xiàn)ATP直 接 能 源 物 質(zhì) 上 述 實 驗 結(jié) 果 能 說 明 什 么 問 題 ? 螢 火 蟲 發(fā) 光 所 需 的 能 量 是 由 ATP直 接 提 供 的 。 2.ATP的 結(jié) 構(gòu) 簡 式 為 ?3. ATP簡 式 中 A、 P、 分 別 代 表 什 么 ?1.ATP的 中 文 名 稱 ? 一
4、 .ATP的 結(jié) 構(gòu)AP P P A: 腺 苷P: 磷 酸 基 團 : 高 能 磷 酸 鍵2.簡 式 : =腺 嘌 呤 +核 糖( 3個 )( 2個 ): 普 通 磷 酸 鍵 ( 1個 )1.中 文 名 稱 : 三 磷 酸 腺 苷 1.ATP的 結(jié) 構(gòu) 式 可 以 簡 寫 為 ( )2、 由 20個 腺 苷 、 80個 磷 酸 基 團 , 最 多 能 形 成 個 ATP, 其 中 , 共 包 含 個 磷 酸 基 團 , 個 高 能 磷 酸 鍵 。 BA、 A-P-PP B、 A-PPPC、 APP-P D、 APPP練 習(xí)20 6040 一 般 將 水 解 時 , 能 夠 釋 放 20.92k
5、J mol能量 的 化 合 物 都 叫 做 高 能 化 合 物 . ATP在 水 解 時 釋 放 的 能 量 是 30.54kJmolATP的 水 解 釋 放 的 能 量 是 一 般 磷 酸 鍵 水 解時 釋 放 能 量 的 兩 倍 以 上 。 資 料 一 .ATP的 結(jié) 構(gòu) AP P P A: 腺 苷P: 磷 酸 基 團 : 高 能 磷 酸 鍵2.簡 式 : =腺 嘌 呤 +核 糖( 3個 )( 2個 )30.54KJ/mol: 普 通 化 學(xué) 鍵 ( 1個 )3.是 一 種 高 能 磷 酸 化 合 物1.中 文 名 稱 : 三 磷 酸 腺 苷 A-PPP 水 解 酶 A-PP+ Pi +D
6、P 能 量 AT 不 穩(wěn) 定 ,易 斷 裂 ,也 易 形 成1、 ATP作 為 高 能 磷 酸 化 合 物 , 在 供 能 時 , 如 何釋 放 能 量 ?2、 ATP供 能 過 程 中 , 可 形 成 哪 些 產(chǎn) 物 ?為 各 項 生 命 活動 提 供 能 量 1、 一 個 人 在 劇 烈 運 動 狀 態(tài) 下 , 每 分 鐘 約 有0.5kg的 ATP分 解 釋 放 能 量 , 供 運 動 所 需 。 一 個成 年 人 在 安 靜 的 狀 態(tài) 下 , 24h內(nèi) 竟 有 40kg的 ATP被 水 解 。 2、 肌 肉 收 縮 的 直 接 能 源 物 質(zhì) 是 ATP。 在 人 體安 靜 狀 態(tài)
7、時 , 肌 肉 內(nèi) ATP含 量 只 能 供 肌 肉 收 縮1 2s所 需 的 能 量 。 資 料 :通 過 以 上 資 料 , 你 能 得 到 什 么 信 息 ?討 論 ATP合 成 酶ATP水 解 酶 二 、 ATP與 ADP可 以 相 互 轉(zhuǎn) 化ATP ADP+ P i+能 量ADP + Pi ATP能 量 + ADP轉(zhuǎn) 化 成 ATP時 所 需 能 量 的 主 要 來 源動 物 、 人 、 等 綠 色 植 物能 量呼 吸 作 用 呼吸作用 光合作用ADP +Pi+ ATP 合 成 酶糖 類 、 脂 肪 等 有機 物 氧 化 分 解 ATP和 ADP的 相 互 轉(zhuǎn) 化 是 否 是 可 逆
8、 反 應(yīng) ?ATP 酶 酶 ADP +Pi +能 量討 論 ATP ADP +Pi + 能 量 合 成 酶水 解 酶有 機 物 中 的 化 學(xué)能 和 光 能 高 能 磷 酸 鍵內(nèi) 的 化 學(xué) 能ATPADP Pi能 量能 量Pi 合 成 酶 水 解 酶ATP與 ADP相 互 轉(zhuǎn) 化 示 意 圖ATP與 ADP相 互 轉(zhuǎn) 化 過 程 是 可 逆 反 應(yīng) 嗎 ? 1、 從 反 應(yīng) 條 件 看 : ATP的 分 解 是 一 種 水解 反 應(yīng) , 催 化 該 反 應(yīng) 的 酶 屬 于 水 解 酶 ;ATP的 合 成 是 一 種 合 成 反 應(yīng) , 催 化 該 反應(yīng) 的 酶 屬 于 合 成 酶 。 酶 具
9、 有 專 一 性 , 因此 反 應(yīng) 條 件 不 同 。ATP與 ADP相 互 轉(zhuǎn) 化 過 程 不 是 可 逆 反 應(yīng)理 由 : 3、 從 合 成 與 分 解 場 所 看 : ATP合 成 的 場 所是 細 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 、 線 粒 體 和 葉 綠 體 ; ATP分 解的 場 所 相 對 較 多 。 因 此 合 成 與 分 解 的 場 所 不同 。2、 從 能 量 來 源 看 : ATP水 解 釋 放 的 能 量 是 儲存 在 高 能 磷 酸 鍵 中 的 化 學(xué) 能 , 用 于 生 命 活 動 ;合 成 ATP的 能 量 來 自 生 物 體 內(nèi) 有 機 物 中 的 化 學(xué)能 和 太 陽 光 能
10、 。 因 此 能 量 來 源 不 同 。 ( 能 量不 可 逆 , 而 物 質(zhì) 可 逆 ) ATP的 生 理 功 能 :生 物 體 各 項 生 命 活 動 的 直 接 能 源 物 質(zhì)ATP是 細 胞 的 能 量 “ 通 貨 ” ATP哪 些 生 命 活 動 由 直 接 供 能 ? 討 論 用 于 主 動 運 輸 ( 滲 透 能 ) ATP用 于 各 種 運 動 , 如 肌 細胞 收 縮 ( 機 械 能 ) 用 于 生 物 放 電( 電 能 ) 葡 萄 糖 +果 糖 蔗 糖酶用 于 細 胞 內(nèi) 各 種 吸 能 反 應(yīng)( 化 學(xué) 能 )用 于 生 物 發(fā) 光( 光 能 ) 用 于 大 腦 思 考(
11、 電 能 ) 吸 能 反 應(yīng) : 與 ATP的 水 解 相 聯(lián) 系 ,如 合 成 蛋 白 質(zhì) 、 合 成 淀 粉 等 。 放 能 反 應(yīng) : 與 ATP的 合 成 相 聯(lián) 系 ,如 葡 萄 糖 的 氧 化 分 解 等 。 1.ATP的 中 文 名 稱 :2.ATP的 結(jié) 構(gòu) 簡 式 :3.ATP的 結(jié) 構(gòu) 特 點 :一 、 ATP分 子 三 磷 酸 腺 苷1個 腺 苷 ( A) 、2個 高 能 磷 酸 鍵 ( ) 、3個 磷 酸 基 團 ( P)A P P P 二 .ATP和 ADP相 互 轉(zhuǎn) 化 :ATP ADP + 能 量 ATP合 成 酶ATP水 解 酶 +Pi 易 斷 裂 、易 形 成
12、三 、 ATP的 利 用 : 細 胞 的 能 量 “ 通 貨 ” 能 源 物 質(zhì) :主 要 能 源 物 質(zhì) :儲 能 物 質(zhì) :主 要 儲 能 物 質(zhì) :直 接 能 源 物 質(zhì) :最 終 能 源 物 質(zhì) :糖 類 、 脂 肪 、 蛋 白 質(zhì) 、 ATP糖 類脂 肪 ( 生 物 體 ) 、 淀 粉 ( 植 物 細 胞 ) 、 糖原 ( 動 物 細 胞 )脂 肪ATP( 三 磷 酸 腺 苷 )太 陽 能 1、 ATP在 細 胞 內(nèi) 的 含 量 及 其 生 成 是 ( ) A 、 很 多 , 很 快 B 、 很 少 , 很 慢 C 、 很 多 , 很 慢 D 、 很 少 , 很 快2、 ATP能 作
13、 為 能 量 的 直 接 來 源 是 因 為 ( ) A.ATP在 細 胞 中 數(shù) 量 非 常 多 B、 ATP中 的 高 能 磷 酸 鍵 很 穩(wěn) 定 C、 ATP中 的 高 能 磷 酸 鍵 儲 藏 能 量 多 且 很 不 穩(wěn) 定 D、 ATP是 生 物 體 內(nèi) 惟 一 可 以 釋 放 能 量 的 化 合 物C課 堂 練 習(xí) 3. ATP轉(zhuǎn) 化 為 ADP 可 表 示 如 下 : 式 中 X代 表 ( )A、 H2O B、 H C、 P D、 PiDA4. 對 于 反 應(yīng) 式 :ATP ADP+Pi+能 量 , 以 下 提 法 正 確 的 是 ( )A、 物 質(zhì) 是 可 逆 的 , 能 量 是
14、 不 可 逆 的 B、 物 質(zhì) 和 能 量 都 是 可 逆 的C、 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 的酶酶 知 識 遷 移 : 海 洋 里 有 一 種 軟 體 動 物 槍 烏 賊 , 它 有 巨 大的 神 經(jīng) 細 胞 , 能 不 斷 吸 收 K+, 科 學(xué) 家 做 過 實 驗 :用 一 種 有 毒 物 質(zhì) 使 其 神 經(jīng) 細 胞 中 毒 , 吸 收 的 功能 就 消 失 。 如 果 注 入 一 種 物 質(zhì) , 神 經(jīng) 細 胞 又 能恢 復(fù) 不 斷 吸 收 的 功 能 , 一 直 到 這 種 物 質(zhì) 消 耗 完 。請 回 答 :( 1) 注 入 的 這 種 物 質(zhì) 是 , 其 結(jié) 構(gòu) 簡 式可 表 示 為 。( 2) 神 經(jīng) 細 胞 吸 收 的 方 式 是 , 此 物質(zhì) 的 吸 收 除 需 要 注 入 一 種 物 質(zhì) 外 , 還 需 要 。 ATPA PPP 主 動 運 輸載 體