细胞的能量供应和利用_5

1、第5章 细胞的能量供应和利用,第2节 细胞的能量“通货”ATP,安庆市 怀宁中学 曹红,必修1 分子与细胞,安徽省远程教育优秀作品,教学目标,重点难点,问题探讨,教学过程,知识结构,教学反馈,课后习题,教学参考,1.简述ATP的化学组成和特点。 2.写出ATP的分子简式。 3.解释ATP在能量代谢中的作用,教学目标,1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。 2.ATP与ADP的相互转化。 3. ATP的利用。,重点难点,1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 提示萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。 2. 萤火虫体内有特殊的发光物质吗? 提示萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 3. 萤火虫发光的过程有能量的转换吗? 提示有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。,问题探讨,北京奥运会开幕式,教学过程,在奥运会上,运动员在赛场上进行拼搏,那么提供给他们的能源物质是什么?,植物细胞的贮能物质-淀粉 动物细胞的贮能物质-糖元 生物体的主要能源物质 -葡萄糖 生物体的直接能源物质? (直接用于生物的生命活

2、动),回顾,ATP是细胞生命活动中的能量直接提供者.,阅读课本后思考,ATP的分子简式、各成分的名称及其特点？,ATP的结构式,一、ATP的分子结构,的结构简式：,APPP,高能磷酸键,腺苷,磷酸基团,普通磷酸键,为什么说ATP是 细胞内的一种 高能磷酸化合物？,高能磷酸化合物：是指水解1mol该物质能释放20.92千焦以上能量的磷酸化合物,1molATP水解时释放的能量高达30.54千焦,高能磷酸化合物:除了ATP,还有ADP; 磷酸肌酸;3磷酸甘油酸 等,背景资料,APPP,ADP,AMP,ATP,ATP分子中具有高能磷酸键,ATP三磷酸腺苷, 高能磷酸键,1、ATP：,因ATP中含有高能磷酸键,A腺苷,T三个,P磷酸基团,ATP是高能磷酸化合物,结构简式：,A-PPP,ADP二磷酸腺苷, 高能磷酸键,A腺苷,D二个,P磷酸基团,结构简式：,A-PP,2、ADP：,3、AMP 是什么 ？,ADP是高能磷酸化合物吗？,AMP 呢？,一磷酸腺苷,总结:,ATP水解是哪一个高能磷酸键先发生水解？ 这个高能磷酸键键稳定吗？,远离的那个高能磷酸键,不稳定,易水解,注意,APPP,ATP,AD

3、P +Pi,+能量,1、转化过程,图中的两种酶 是否相同 ？,I,II,二、 ATP和ADP可以相互转化,二、 ATP和ADP可以相互转化,2、ATP合成与ATP分解的比较：,酶,酶,水解反应,合成反应,水解酶,合成酶,活细胞所有部位,线粒体、叶绿体、 细胞质基质等,高能磷酸键,有机物中的化学能 、光能,用于各项生命活动,储存于高能磷酸键 中,结论 ：物质是可逆的，能量是不可逆的,1、从反应条件上看：,2、从能量上看：,3、从ATP的合成和分解场所上看：,反应条件不同。,能量来源不同。,为什么说这不是一个可逆反应？,场所不同，合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿 体。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。,可逆反应的特点：,正逆反应都在同一条件下进行,ATP的形成与能量来源,1对动物和人来说，主要来自 2对绿色植物来说，主要来自,呼吸作用,呼吸作用和光合作用,三、ATP形成途径,四、 ATP的利用,由此可知,ATP是细胞生命活动中 的能量直接提供者.,而且绝大多数需要能量的生命活动 是由（)直接提供的,五、生物的吸能和放能反应,吸能反应-ATP水解,放能反应-ATP合成,注意,吸能和放

4、能反应是生物体的吸能和放能,而不是指ATP,ATP在生物体内的含量多吗？ ATP不多，那么生物是怎样满足能量需要的？,思考,作为能量的“通货”，为各种生命活动直接提供能量,ATP与ADP的转化非常迅速，为生物提供能量,ATP,糖类,脂肪,糖原,淀粉,太阳能,有关能源物质的回顾与小结：,ATP,全称：三磷酸腺苷,结构简式： A-PPP,形成的主要途径：,与ADP相互转化,利用：为各种生命活动提供能量 转化成各种形式的能量,光合作用,呼吸作用,ATP ADP+Pi+能量,酶II,酶I,知识结构,教学反馈,本节课通过奥运会赛场上运动员消耗能量导入本节课的学习，了解 ATP是生物体的直接能量的来源。这样处理能够激发学生的学习兴趣，进一步学习ATP的结构。在ATP与ADP的转化中结合了课本上 的图示使学生掌握之间转化的实质，并结合化学中的可逆反应，进一步学习ATP 释放的能量用于细胞以及生物体的多项生命活动。而 ATP 合成所需要的能量来源于有机物氧化的能量或光能。使学生对前面的知识进行了复习，有引导学生去预习后面章节的知识。,3、海洋中电鳗有放电现象，其电能是由（ ） A、有机物进行氧化分解释

5、放的化学能转变而来； B、由热能转变而来； C、由光能转变而来； D、由ATP转变面ADP时释放的化学能转变而来。,D,2、下列过程中含量增加的是（ ） 、进入小肠上皮细胞 、苯进入生物细胞 、氧气进入组织细胞 、甘油进入小肠上皮细胞,1、下列关于ATP的描述中，正确的是（ ） A、ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量， 所以被称为高能磷酸化合物 B、三磷酸腺苷可简写为A-P-PP C、ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中 D、ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中,D,课后习题,教学参考,ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是：它的高能磷酸键（也即酸酐键，用“”表示），水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上（一般20.92 kJ/mol）。这里需要说明的是，化学中使用的“键能”和生物化学中使用的“高能键”，含义是完全不同的。化学中“键能”的含义是指断裂一个化学键所需要提供的能量；生物化学中所说的“高能键”是指该键水解时能释放出大量能量。 ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷

6、酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为 、磷酸基团。ATP的结构式是：,分析ATP的结构式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合，形成ATP。ATP分子中的磷酸基团水解时，能释放30.5 kJ/mol的能量，而6-磷酸葡萄糖水解时释放的能量只有13.8 kJ/mol。需要指出的是，ATP分子既可以水解一个磷酸基团（磷酸基团），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团（磷酸基团和磷酸基团），而形成一磷酸腺苷（AMP）（腺嘌呤核糖核苷酸）和焦磷酸（PPi）。后一种水解方式在某些生物合成中具有特殊意义。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP。,ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种： 渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能。 机械能细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等。 电能大脑的思考神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。 化学能细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。 光能目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。 热能有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物的体温的提升和维持。,

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