資源簡介

(共25張PPT)
問題探討
3.在螢火蟲發光的過程中有能量轉化嗎？
螢火蟲腹部后端細胞內的熒光素，是其特有的發光物質。
有。有機物中儲存的化學能，轉變成光能，螢火蟲才能發光。
1.螢火蟲發光的生物學意義是什么？
小組討論，問題探究：
2.螢火蟲體內有特殊的發光物質嗎？
相互傳遞信息，以便繁衍后代、警戒、辨認、誘捕、警告捕食者等。
想一想
【螢火蟲的發光原理】
熒光素+能量 氧化熒光素+水
是什么為螢火蟲尾部細胞的發光直接提供能量呢
熒光素酶
氧氣
在生物體內：
重要的能源物質：
主要的貯能物質：
糖類
脂肪
螢火蟲發光所需能量由糖類和脂肪提供嗎？
A
B
15min
暗處
有熒光出現
2ml 葡萄糖溶液
2ml 植物油
熒光消失
無熒光
出現
2ml蒸餾水
C
D
2ml ATP溶液
用小刀將數十只螢火蟲的發光器割下,干燥后研磨成粉末；生理鹽水；
蒸餾水；
葡萄糖溶液；植物油；ATP溶液
想一想
【螢火蟲的發光原理】
熒光素+能量 氧化熒光素+水
是什么為螢火蟲尾部細胞的發光直接提供能量呢
熒光素酶
氧氣
糖類等有機物的能量
細胞的生命活動
ATP
直接提供能量
呼吸作用氧化分解
驅動細胞生命活動的直接能源物質
不能直接提供
腺嘌呤
核糖
磷酸基團*3
1
ATP的中文名稱是什么？
2
組成ATP的元素有哪些？
3
ATP中的A、T、P分別代表什么？
4
ATP的結構簡式？
閱讀教材P86“ATP是一種高能磷酸化合物”，思考問題
ATP是一種高能磷酸化合物
1
ATP的中文名稱是什么？
2
組成ATP的元素有哪些？
3
ATP中的A、T、P分別代表什么？
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
A→腺苷
T→三
P→磷酸基團
腺嘌呤＋核糖
ATP是一種高能磷酸化合物
腺苷（A）
ATP（腺苷三磷酸）
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
腺嘌呤
核糖
磷酸基團*3
腺苷一磷酸(AMP)
腺苷二磷酸(ADP)
腺苷三磷酸(ATP)
腺嘌呤核糖核苷酸
RNA的基本組成單位之一
4
ATP的結構簡式？
A-P~P~P
普通的化學鍵
特殊的化學鍵
ATP是一種高能磷酸化合物
ATP兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥，使連接兩個磷酸基團的化學鍵不穩定，容易斷裂
腺苷(A)
ATP是一種高能磷酸化合物
資料一
α、β和γ表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，現有甲、乙兩組ATP溶液，甲組用32P標記ATP的β位的磷酸基團，乙組用32P標記ATP的γ位的磷酸基團，然后分別加入等量的ATP水解酶，短時間后迅速分離溶液中游離的磷酸基團，結果發現只有乙組中游離的磷酸基團帶有放射性。
2、從實驗結果來看，ATP水解時兩個特殊的化學鍵“~”都斷裂嗎？
不是，β位與γ位磷酸基團之間特殊的化學鍵更容易斷裂
因為ATP中兩個相鄰的磷酸基團帶有負電荷而相互排斥，使得這種化學鍵不穩定，末端的磷酸基團受到的排斥力更大，使其有一種離開ATP而與其它分子結合的趨勢，具有較高的轉移勢能
ATP是一種高能磷酸化合物
資料二
α、β和γ表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，現有甲、乙兩組ATP溶液，甲組用32P標記ATP的β位的磷酸基團，乙組用32P標記ATP的γ位的磷酸基團，然后分別加入等量的ATP水解酶，短時間后迅速分離溶液中游離的磷酸基團，結果發現只有乙組中游離的磷酸基團帶有放射性。
3、根據資料二寫出ATP的水解反應式
ATP
ADP＋Pi＋能量
水解酶
1 mol ATP水解釋放的能量高達30.54kJ
注：一般將水解時釋放20.92kJ/mol及以上的化合物叫做高能化合物
4、根據資料二分析，Ca2＋被攝入肌質網屬于什么運輸方式？
主動運輸
ATP的利用
資料二
骨骼肌收縮受到骨骼肌細胞質中Ca2＋濃度的調控。肌質網是骨骼肌調節細胞Ca2＋濃度的一種具膜細胞器，當肌質網膜上的Ca2＋載體蛋白發生磷酸化，會將Ca2＋逆濃度重新攝入肌質網，使細胞質Ca2＋濃度下降，Ca2＋濃度下降會觸發橫橋周圍的ATP水解，引起肌細胞收縮。
6、ATP在細胞逆濃度運輸Ca2＋的過程中如何發揮作用？
1、參與Ca2+主動運輸的載體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當膜內側的Ca2+與其相應位點結合時，其酶活性就被激活了。
2、在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團脫離下來與載體蛋白結合，這一過程伴隨著能量的轉移，這就是載體蛋白的磷酸化。
3、載體蛋白磷酸化導致其空間結構發生變化，使Ca2+的結合位點轉向膜外側，將Ca2+釋放到膜外。
運輸作用
催化作用
ATP的利用
7、ATP是怎樣為生命活動供能的？
ATP的利用
Pi
ATP
ADP
蛋白質等分子
蛋白質等分子功能改變
磷酸化
ATP
能量
水解
隨磷酸基團
轉移
參與各種生命活動
結構改變
若未轉移給其他分子，就成為游離的磷酸(Pi)
ATP的利用
用于主動運輸 （滲透能）
用于生物放電（電能）
電鰩
用于體溫維持（熱能）
用于肌細胞收縮（機械能）
用于物質合成（化學能）
用于生物發光（光能）
ATP與ADP可以相互轉化
資料三
（1）研究顯示，一個成年人一天在靜止狀態下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運動的狀態下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉化成ADP 。
（2）成人體內ATP總量約2~10mg，人體安靜狀態下，肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮1~2s。
（3）每個細胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP，同時有等量ATP被水解，這種變化是時刻不停地發生的。
8、ATP在細胞中的含量和消耗有什么特點？
ATP含量很少
ATP消耗量大
矛盾
ATP合成和水解
都非常迅速，時刻不停地發生
ATP與ADP可以相互轉化
ADP合成ATP的反應式
動物和人、真菌和大多數細菌
呼吸作用
綠色植物
呼吸作用
光合作用
ADP
合成酶
ATP
+
能量
+ Pi
ATP
ADP＋Pi＋能量
水解酶
ATP與ADP可以相互轉化
ATP與ADP相互轉化示意圖
時刻不停
A-P~P(ADP)
A-P~P~P(ATP)
能量
能量
Pi
Pi
水解酶
合成酶
動態平衡
ATP
ADP＋Pi＋能量
水解酶
合成酶
ATP與ADP可以相互轉化
ATP與ADP相互轉化示意圖
時刻不停
A-P~P(ADP)
A-P~P~P(ATP)
能量
能量
Pi
Pi
水解酶
合成酶
動態平衡
吸能反應
放能反應
細胞內的吸能反應一般與
相聯系
細胞內的放能反應一般與
相聯系
ATP的合成
ATP的水解
能量通過ATP分子在放能反應和吸能反應之間流通
ATP——細胞內流通的能量“貨幣”
1
2
3
ATP中的化學能
耗能的生命過程
細胞中流通的能量“貨幣”
有機物中的化學能
ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，在所有生物的細胞中都是一樣的，體現了生物界的統一性
9、ATP與ADP的相互轉化是否為可逆反應？
項目 ATP的水解 ATP的合成
反應式
酶的類型
發生場所
能量來源
能量去向
結論 ATP
ADP＋Pi＋能量
水解酶
ATP
ADP＋Pi＋能量
合成酶
水解酶
合成酶
特殊化學鍵中的化學能
光能（光合作用）
化學能（呼吸作用）
用于各項生命活動
儲存于特殊的化學鍵中
ATP與ADP的相互轉化不是可逆反應
物質可逆
能量不可逆
所需的酶不相同
所有需能部位
線粒體、葉綠體、細胞質基質等
課堂小結
課堂檢測
GTP具有與ATP類似的結構，二者的差異只是堿基不同。下列有關ATP和GTP的敘述，錯誤的是
A.ATP和GTP分子中都含有兩個特殊的化學鍵
B.GTP分子的結構簡式可以寫成G-P~P~P
C.GTP中所含有的堿基為鳥嘌呤，五碳糖為核糖
D.GTP水解產生的GMP是組成DNA的基本單位之一
√
補充講解
ATP不是細胞中唯一的直接供能物質，GTP、UTP等高能磷酸化合物也可以直接為細胞、供能
ATP≠能量，ATP是一種物質，能量儲存于ATP中
ATP在能源物質供能過程中處于核心地位，細胞中絕大多數需要能量的生命活動都由ATP直接供能，許多能源物質中的能量轉移到ATP中才能為生命活動供能。例如，糖類和脂肪分子中的能量雖然很多，但比較穩定，不能被細胞直接利用。這些穩定的化學能只有轉化成ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞直接利用
補充講解
腺嘌呤
～
～
P
P
P
C1
C2
C3
C4
C5
O
OH
OH
脫氧腺苷
脫氧腺苷一磷酸（dAMP）
脫氧腺苷二磷酸（dADP）
脫氧腺苷三磷酸（dATP）
漢水丑生侯偉作品
漢水丑生侯偉作品
漢水丑生侯偉作品
dATP
dGTP
dCTP
dTTP
H
熒光素
激活
能量
熒光素酶
+氧氣
氧化熒光素
熒光
熱能
供能物質

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