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(共23张PPT)
细胞的能量“货币”ATP
神器”现场抽检
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15秒内就能鉴定餐具洁净度
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执法人员拿出“
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ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测ATP。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物的多少，用于判断卫生状况。
ATP荧光检测仪
图片来自百度图片
为什么 发光强度能体现ATP的含量？
为什么 ATP的含量就可以反映微生物的残余量呢？
在此输入标题
什么是ATP
？
标准化试剂
（含有荧光素和荧光素酶等）
能量
荧光素酶
荧光素
O2
Mg2+
图片来自百度图片
主要的能源物质是：
被称为“生命的燃料”的是：
主要的储能物质是：
糖类
葡萄糖
油脂
1934年, 罗曼在研究肌肉细胞收缩的生理过程
发现了一种能源物质：
ATP
5
6
1
2
3
4
【材料用具】活萤火虫数只、解剖刀、试管、滴管、葡萄糖、淀粉、植物油、ATP溶液、蒸馏水等试剂（或者其他想要探究的物质）等。
【实验设计】 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,分别装入试管,各加入少量生理盐水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,静置一段时间后荧光消失。
探究实验：萤火虫发光的直接能源物质？
加入试剂： 蒸馏水 葡萄糖 淀粉 植物油 氨基酸 ATP溶液
水
葡萄糖
淀粉
植物油
氨基酸
ATP
ATP：直接的能源物质
1. 为什么在检测仪中，基于萤火虫发光原理体系的发光强度能体现ATP的含量
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
在ATP荧光检测仪中，当体系中的荧光素酶和荧光素溶液处于过量的情况下，ATP含量越高，发光体系获得的能量越充足，因此发光强度越大。
人们发现，ATP不但是萤火虫发光的直接能源物质。细胞中绝大数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
主动运输
渗透能
用于大脑思考
电能
肌肉收缩
机械能
图片来自百度图片和教材
2. ATP的结构是怎么样的呢 为什么它能够成为直接供能的物质？
结合学习任务单中提示，阅读教材P86和学习任务单中资料卡，完成ATP结构的学习。
1.写一写：ATP的中文名称、结构组成、结构简式
2.拼一拼：ATP的结构模型
（核糖与磷酸基团的化学键与磷酸基团之间的化学键有区别吗？）
资料卡1
①1934年，罗曼发现某化合物在促进磷酸肌酸水解成肌酸的同时自身被分解成腺苷二磷酸（ADP）和1分子磷酸。1935年，罗曼进一步确定这种化合物即腺苷三磷酸（ATP）。 ②科学家用酶继续处理ADP，ADP被分解为磷酸和腺苷，后者可进一步被酶水解为腺嘌呤和核糖。③ATP在水解时产物的自由能小于反应物的自由能，整个反应为放能反应。
ATP分子的结构示意图
核糖
P
P
P
腺嘌呤
腺苷
（A）
中文名称：腺苷三磷酸
其他分子
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，使后者发生变化，也就是具有较高的转移势能。
结构简式：
A—P ~ P ~ P
A—P ~ P ~
P
酶
ATP水解的过程就是释放能量的过程。
能量
变化后的其他分子
解释荧光素作用过程
ATP水解释放的磷酸基团（携转移势能）使蛋白质分子发生_______，同时伴随能量转移，这是细胞中常见的利用ATP的方式
磷酸化
视频来自人教版统编教材视频
2. ATP的结构是怎么样的呢 为什么它能够成为直接供能的物质？
ATP在酶的催化下，通过水解，使末端磷酸基团脱离，释放能量。
+
+
能量
ADP（腺苷二磷酸）
酶
推一推：
你能推测、完善ATP水解的化学反应式吗？
ATP的结构适于为细胞直接供能
1molATP水解时释放的能量达30.54kJ
细胞中只存在ATP的水解
过程吗？
资料卡2
① 萤火虫等昆虫干重中，蛋白质约60%，糖类和脂肪一般不到20%，ATP一般不到0.6%。
② 细菌细胞中ATP含量大约为2×10-18mol。
③ 人体所有细胞内ATP含量仅2~10mg，仅供3秒的运动所需能量。一个成年人在静止的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解来释放能量；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。
细胞中ATP的含量很少，但需求量很大。
细胞中只存在ATP的水解
过程吗？
细胞中ATP的含量很少，但需求量很大。如何解决这个矛盾？
资料卡3
① 1976年日本研究员Nobuhito等人在人为施加电化学势驱动下，释放自由能，使得含有纯净ATP合酶的囊泡能够利用ADP和Pi合成ATP。
② 腺苷三磷酸合酶，亦称“ATP合酶”，镶嵌在线粒体嵴膜、叶绿体的类囊体膜和细菌质膜上，是生物体内能量代谢的关键酶。
③ 19世纪40~50年代，科学家们观察到在细胞呼吸或光合作用期间，线粒体或叶绿体内的ATP浓度明显上升。
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
酶
能量
细胞中ATP可以合成，
细胞呼吸和光合作用过程可以合成ATP！
资料卡4
用32P标记的磷酸注入活细胞（原活细胞内不存在32P标记的磷酸），迅速分离细胞内的ATP，发现ATP最末端磷酸基团被32P标记，其余磷酸基团在较长时间后才被标记。
ATP与ADP
可以快速的相互转化！
3. ATP荧光检测仪的使用过程中，为什么ATP的含量可以表明生物的残余量呢
ATP在生物细胞中的含量相对恒定，生物的残余量和ATP的量
呈正相关，ATP的含量就可以表明生物的残余量。
主张：ATP在水解的同时也在合成。
问题：细胞中只存在ATP的水解过程吗？
证据①：萤火虫等昆虫干重中，蛋白质约60%，糖类和脂肪一般不到20%，ATP一般不到0.6%。
证据②：细菌细胞中ATP含量大约为2×10-18mol。
证据③：人体所有细胞内ATP含量仅2~10mg，仅供3秒的运动所需能量。一个成年人在静止的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解来释放能量；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。
推理：细胞中ATP的含量很少，但需求量很大。
主张：ATP在水解的同时也在合成。ATP和ADP处于不断的转化中。
质疑：
ATP如何合成？
质疑：
ATP和ADP可以相互转化吗？
证据①：1976年日本研究员Nobuhito等人在人为施加电化学势驱动下，释放自由能，使得含有纯净ATP合酶的囊泡能够利用ADP和Pi合成ATP。
证据②：腺苷三磷酸合酶，亦称“ATP合酶”，镶嵌在线粒体嵴膜、叶绿体的类囊体膜和细菌质膜上，是生物体内能量代谢的关键酶。
证据③：19世纪40~50年代，科学家们观察到在细胞呼吸或光合作用期间，线粒体或叶绿体内的ATP浓度明显上升。
证据：用32P标记的磷酸注入活细胞（原活细胞内不存在32P标记的磷酸），迅速分离细胞内的ATP，发现ATP最末端磷酸基团被32P标记，其余磷酸基团在较长时间后才被标记。
推理：细胞中ATP可以合成
。细胞呼吸和光合作用过程可以合成ATP。
推理：
ATP和ADP处于不断的快速转化中
完善主张
①光合作用
②细胞呼吸
……
①萤火虫发光
②电鳐发电
③大脑思考
④物质合成
⑤肌肉收缩
⑥主动运输
……
许多是放能反应
许多是吸能反应
糖类等有机物氧化分解释放的能量。
光反应中光合色素吸收的光能。
机械能
光能
电能
……
ATP 是细胞的能量“货币”

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