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第5章
细胞的能量供应和利用
第2节细胞的能量“货币”ATP
本节聚焦
1、萤虫发光的生物学意义是什么?
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?
腹部后端细胞内有荧光素。
3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗?
腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变为光能
ATP也能供能
主要储能
物质?
糖主要能源类物质?
脂肪
想一想萤火虫发光需要能量!
谁为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量呢?
【材料用具】萤火虫发光器干燥后研成粉末,
蒸馏水,葡萄糖,脂肪,ATP
【基本原理】荧光素+能量+O₂荧光素酶氧化荧光素
(发出荧光)
自变量:添加的物质(葡萄糖/脂肪/ATP)
因变量:是否发光
无关变量:温度等
实验:探究生命活动的直接能源物质
实验探究
用小刀将数十只萤火虫
的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取四等份分别装入四支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色焚光出现,约过15分钟荧光
消失,然后......
1.本实验的自变量是什么?如何确定实验组与对照组?
加入2mL
ATP溶液
2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质?
葡萄糖等不能为萤火虫的发光器直接供能,ATP却能。即ATP是直接能源物质
用小刀将十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,加水。
D
实验:探究生命活动的直接能源物质
3.实验结果说明什么?
【实验方法】
无荧光无荧光无荧光有荧光
加入2mL葡萄糖溶液
加入2mL脂肪溶液
加入2mL蒸馏水
15min荧光消失
置于暗处
ATP的中文名称是什么?
ATP的元素组成是什么?
ATP的结构简式是什么?
ATP是由哪些化学成分构成的?
一、ATP的化学组成和特点
自学教材
ATP中文名称:
腺苷三磷酸
元素组成:
C、H、0、N、P
③④⑤
OOo
P—OH
OHOHOH
磷酸磷酸磷酸基团基团基团
用相应的横线或波浪线表示,尝试构建ATP的结构模型。
①
H一N—H
腺嘌呤
代表腺嘌呤,代表核糖,
CH₂
OHOH
核糖
ATP的分子结构
代表磷酸,化学键
用
P
3结构简式
A-P~P~P
ATP中文名称:
腺苷三磷酸
ATP的分子结构
腺苷特殊化学键
腺嘌呤核糖核苷酸
(腺苷一磷酸,AMP)
腺苷二磷酸,ADP
腺苷三磷酸,ATP
腺嘌呤
核糖
P
2
P
1
ATP是一种高能磷酸化合物
结构简式A-PPP
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而互相排斥等原因,使得这种特殊的化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能。
(30.54kJ/mol)A—P~P~P
能量
酶
ATP水解的过程就是释放
能量的过程。
变化后的其他分子
ATPATP水解酶ADP+Pi+能量
(磷酸)
用于生命活动
ATP和ADP可以相互转化
ATP水解酶
+能量
1.1ATP的利用
ATP水解:A-P~P~P
萤火虫发光(光能)大脑思考(电能)电蟹发电(电能)
A-P~P+Pi+
—酶1
酶1
ATP水解:A-P~P
A-P~P+Pi+二能量
肌肉收缩(机械能)
物质合成(化学能)
1.1ATP的利用
1.参与Ca²+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca²+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了。
2.在载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子的末端磷
酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着能量的转移,这就是载体蛋白的磷酸化。
使Ca²+的结合位点转向膜外侧,将Ca²+释放到膜外。
3.载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生变化,
1.1ATP的利用
ATP和ADP可以相互转化
资料1:一个成年人一天在安静状态下所消耗的ATP为40kg,在剧烈运动状态下,ATP的消耗可达0.5kg/min
资料2:ATP在细胞内的含量很少且相对稳定,人体中ATP
的总量只有约2mg,剧烈运动时只能维持3s
生物体内ATP的含量很少需求却很多,细胞是如何解决这一矛盾的呢?
细胞中ATP含量少,但ATP和ADP转化速度快。
ATP和ADP可以相互转化
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