細(xì)胞中的能量通貨

1、1第五章第五章2生命系統(tǒng)必須依靠物質(zhì)和能量來(lái)維持，能量的獲取、儲(chǔ)存、釋放、利用和散失，發(fā)生在全部生命活動(dòng)中。糖類(lèi)、脂肪中的能量不能直接被生物體利用，它們只有隨著有機(jī)物逐步氧化分解而釋放出來(lái)，儲(chǔ)存在ATP中，才能被生物體利用。ATP是新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。生理功能生理功能3ATP 三磷酸腺苷三磷酸腺苷全稱全稱ATP腺苷腺苷三個(gè)三個(gè)磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)（高能磷酸化合物）（高能磷酸化合物）一：什么是一：什么是ATP？4 ATP是一類(lèi)是一類(lèi)高能磷酸化合物高能磷酸化合物APPP 代表腺苷代表腺苷代表磷酸基團(tuán)代表磷酸基團(tuán)代表一種特殊的化學(xué)鍵，代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做高能磷酸鍵叫做高能磷酸鍵通常我們把水

2、解時(shí)放出的能量在通常我們把水解時(shí)放出的能量在20.92千焦千焦每摩爾以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合每摩爾以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合物。物。ATPATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式5APPP 代表腺苷代表腺苷代表磷酸基團(tuán)代表磷酸基團(tuán) 代表一種特殊的化學(xué)鍵，代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫高能磷酸鍵叫高能磷酸鍵1：ATP分子中大量的化學(xué)能就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。分子中大量的化學(xué)能就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。2：1molATP中包含幾中包含幾mol高能磷酸鍵？高能磷酸鍵？3：ATP分子的水解本質(zhì)上就是分子的水解本質(zhì)上就是ATP分子中高能磷酸鍵分子中高能磷酸鍵的水解，也就是高能磷酸鍵的斷裂。在斷裂的同時(shí)，儲(chǔ)的水解，也

3、就是高能磷酸鍵的斷裂。在斷裂的同時(shí)，儲(chǔ)存在鍵中的大量能量釋放出來(lái)。存在鍵中的大量能量釋放出來(lái)。（2 mol）6 二二 : ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化APPP水水 解解能能 量量ADPATP ATP分子中遠(yuǎn)離分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵，在一定的條件的那個(gè)高能磷酸鍵，在一定的條件下很容易水解，下很容易水解， 也很容易重新形成。水解時(shí)伴隨有能量也很容易重新形成。水解時(shí)伴隨有能量的釋放，重新形成時(shí)伴隨有能量的儲(chǔ)存。的釋放，重新形成時(shí)伴隨有能量的儲(chǔ)存。7ATP水解酶水解酶 放能放能合成酶合成酶 儲(chǔ)能儲(chǔ)能ADP + Pi + 能量能量ATP與與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式是否為可逆反

4、應(yīng)?8 ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。但是，在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。但是，ATP在細(xì)胞在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化是十分迅速的。它在細(xì)胞內(nèi)的含量總是處在內(nèi)的轉(zhuǎn)化是十分迅速的。它在細(xì)胞內(nèi)的含量總是處在動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡態(tài)平衡之中，這對(duì)于構(gòu)成生物體內(nèi)部穩(wěn)定的供能環(huán)境，之中，這對(duì)于構(gòu)成生物體內(nèi)部穩(wěn)定的供能環(huán)境，具有重要的意義。具有重要的意義。 ATP ADP酶酶能量PiPi能量ATP合成合成ATP水解水解9 三三: :ATPATP在生在生物體內(nèi)有一定的含物體內(nèi)有一定的含量。量。ATPATP水解釋放水解釋放的能量可以供生物的能量可以供生物體生命活動(dòng)的需體生命活動(dòng)的需要要,ATP,ATP合成時(shí)需要合成時(shí)需要的能量來(lái)自哪里呢的

5、能量來(lái)自哪里呢? ?1011補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)動(dòng)物和人體細(xì)胞中還有一種高能化合物。動(dòng)物和人體細(xì)胞中還有一種高能化合物。當(dāng)當(dāng) ATP大量消耗而過(guò)分減少時(shí)，磷酸肌大量消耗而過(guò)分減少時(shí)，磷酸肌酸就可以釋放出大量的能量酸就可以釋放出大量的能量,使使ADP合成合成ATP 。磷酸肌酸（磷酸肌酸（C P)化學(xué)能 ATP C P ATP 供能12生物體的能源物質(zhì)最根本的能源主要的能源物質(zhì)主要的儲(chǔ)能物質(zhì)直接能源物質(zhì)輔助能源物質(zhì)太陽(yáng)光能太陽(yáng)光能糖類(lèi)糖類(lèi)脂肪脂肪ATP磷酸肌酸磷酸肌酸13ATP的生理功能ATP是生物體進(jìn)行各種生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源ATP釋放的能量轉(zhuǎn)化成其它能量的形式主要有： 1.機(jī)械能 2.電

6、 能 和神經(jīng)傳導(dǎo) 3.滲透能 4.光 能 5.化學(xué)能 四、四、ATP的利用的利用歸納小結(jié)：歸納小結(jié)：一、一、ATP的結(jié)構(gòu)和生理功能：的結(jié)構(gòu)和生理功能： 1、中文名稱：三磷酸腺苷、中文名稱：三磷酸腺苷 2、英文縮寫(xiě)：、英文縮寫(xiě)：ATP 3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：APP P 4、性質(zhì)：高能磷酸化合物、性質(zhì)：高能磷酸化合物 5、釋、釋 能：能：30.54kJ/mol 6、含量：含量少但、含量：含量少但ATP與與ADP轉(zhuǎn)化迅速并處于動(dòng)態(tài)平衡轉(zhuǎn)化迅速并處于動(dòng)態(tài)平衡 7、生理功能：新陳代謝（生命活動(dòng)）的直接能源、生理功能：新陳代謝（生命活動(dòng)）的直接能源 二、二、ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化（反應(yīng)表達(dá)式）：的

7、相互轉(zhuǎn)化（反應(yīng)表達(dá)式）： ADP+Pi+能量能量 ATP酶酶 三、三、ATP的形成途徑：的形成途徑： ADPPi ATP 酶動(dòng)物和人動(dòng)物和人綠色植物綠色植物能能 量量呼吸呼吸作用作用呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用四、四、ATPATP的利用：的利用：15練練習(xí)：習(xí)：1生物體新陳代謝所需能量的直接來(lái)源是（生物體新陳代謝所需能量的直接來(lái)源是（ ）。）。A葡萄糖葡萄糖 B脂肪脂肪 CATP D光能光能C2ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（ ）。）。 AAPPP； BAPP P； CA P P P； DAP P P；D3在在ATP分子中很容易斷裂和重新形成的化學(xué)鍵是（分子中很容易斷裂和重新形成的化學(xué)鍵

8、是（ ）。）。A靠近腺苷的高能磷酸鍵；靠近腺苷的高能磷酸鍵； B遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵；遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵；C腺苷與相鄰磷酸基間的鍵；腺苷與相鄰磷酸基間的鍵；D以上三鍵都是以上三鍵都是B4在人體細(xì)胞中，下列說(shuō)法成立的是（在人體細(xì)胞中，下列說(shuō)法成立的是（ ）。）。 A合成合成ATP的途徑有光合作用和呼吸作用；的途徑有光合作用和呼吸作用； BATP能在人體細(xì)胞中大量?jī)?chǔ)存；能在人體細(xì)胞中大量?jī)?chǔ)存； CATP與與ADP轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量是不可逆的；轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量是不可逆的； DATP只能在線粒體中產(chǎn)生；只能在線粒體中產(chǎn)生；C5三個(gè)三個(gè)ATP含有（含有（ ）個(gè)高能磷酸鍵。）個(gè)高能磷酸鍵。 A9個(gè)；個(gè)；

9、B6個(gè)；個(gè)； C5個(gè)；個(gè)； D3個(gè)個(gè)B166根據(jù)根據(jù)ATP與與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖，相互轉(zhuǎn)化的示意圖， 回答回答:（1）符號(hào)）符號(hào)A表示（表示（ ）；）； T表示（表示（ ）；）；表示（表示（ ） （2）當(dāng)反應(yīng)從下向上進(jìn)行時(shí)，能量）當(dāng)反應(yīng)從下向上進(jìn)行時(shí)，能量 從哪里來(lái)？有什么用處？從哪里來(lái)？有什么用處？ （3）當(dāng)反應(yīng)從上向下進(jìn)行時(shí)，能量）當(dāng)反應(yīng)從上向下進(jìn)行時(shí)，能量 從哪里來(lái)？有什么用處？從哪里來(lái)？有什么用處？ 腺苷腺苷三三高能磷酸鍵高能磷酸鍵答：（答：（2）來(lái)源有二：一是來(lái)自細(xì)胞內(nèi)呼吸作用中分解有機(jī)物釋放出）來(lái)源有二：一是來(lái)自細(xì)胞內(nèi)呼吸作用中分解有機(jī)物釋放出的能量；二是來(lái)自光能（光合作用）。

10、用處：用于的能量；二是來(lái)自光能（光合作用）。用處：用于ATP的形成。的形成。 （3）來(lái)源：來(lái)自）來(lái)源：來(lái)自ATP的水解。用處：用于生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)。的水解。用處：用于生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)。7海洋里有一種軟體動(dòng)物槍烏賊，它有巨大的神經(jīng)細(xì)胞，這種海洋里有一種軟體動(dòng)物槍烏賊，它有巨大的神經(jīng)細(xì)胞，這種神經(jīng)細(xì)胞能不斷吸進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞能不斷吸進(jìn)K，科學(xué)家做過(guò)實(shí)驗(yàn)：用一種有毒物質(zhì)使，科學(xué)家做過(guò)實(shí)驗(yàn)：用一種有毒物質(zhì)使神經(jīng)細(xì)胞中毒，泵入神經(jīng)細(xì)胞中毒，泵入K的功能就消失。如果注入一種物質(zhì)，神的功能就消失。如果注入一種物質(zhì)，神經(jīng)細(xì)胞又能恢復(fù)不斷吸進(jìn)經(jīng)細(xì)胞又能恢復(fù)不斷吸進(jìn)K的功能，一直到該物質(zhì)消耗完。的功能，一直到該物質(zhì)

11、消耗完。 請(qǐng)請(qǐng)分析科學(xué)家注入了何種物質(zhì)？理由是什么？分析科學(xué)家注入了何種物質(zhì)？理由是什么？答：注入的是：答：注入的是：ATP理由是：神經(jīng)細(xì)胞吸進(jìn)理由是：神經(jīng)細(xì)胞吸進(jìn)K的方式為主的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗ATP。17討論：討論：生物體內(nèi)的能源及能源物質(zhì)生物體內(nèi)的能源及能源物質(zhì)1、生物體內(nèi)貯存能量的有機(jī)物有：、生物體內(nèi)貯存能量的有機(jī)物有： 糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)2、細(xì)胞中重要的能源物質(zhì)：、細(xì)胞中重要的能源物質(zhì)： 葡萄糖葡萄糖3、植物細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：、植物細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)： 淀粉淀粉4、動(dòng)物細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：、動(dòng)物細(xì)胞中重

12、要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：糖元糖元5、生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：、生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)： 脂肪脂肪6、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)：、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)：7、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能量物質(zhì)：、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能量物質(zhì)：糖類(lèi)糖類(lèi)ATP8、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的最終能源：、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的最終能源：光能光能18知知識(shí)識(shí)拓拓展：展：討論：討論：ATPATP與與ADPADP之間的相互轉(zhuǎn)化是之間的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)嗎？嗎？分分析：析：1、從反應(yīng)條件看：、從反應(yīng)條件看：ATP的分解是一種水解反應(yīng)，的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶；催化該

13、反應(yīng)的酶屬于水解酶；ATP的合成是一種合的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。酶具有專(zhuān)一成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。酶具有專(zhuān)一性，性，因此反應(yīng)條件不同。因此反應(yīng)條件不同。2、從能量來(lái)源看：、從能量來(lái)源看：ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能，用于生命活動(dòng)；合成能磷酸鍵中的化學(xué)能，用于生命活動(dòng)；合成ATP的的能量來(lái)自生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能和太陽(yáng)光能。能量來(lái)自生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能和太陽(yáng)光能。因此能量來(lái)源不同。（能量不可逆，而物質(zhì)可逆）因此能量來(lái)源不同。（能量不可逆，而物質(zhì)可逆）3、從合成與分解場(chǎng)所看：、從合成與分解場(chǎng)所看：ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；ATP分解的場(chǎng)所相對(duì)較分解的場(chǎng)所相對(duì)較多多。因此合成與分解的場(chǎng)所不同。因此合成與分解的場(chǎng)所不同。不是可逆反應(yīng)不是可逆反應(yīng)19新陳代謝新陳代謝是是生物體與外界環(huán)境生物體與外界環(huán)境之間之間物質(zhì)和能量的交物質(zhì)和能量的交換，以及換，以及生物體內(nèi)生