资源简介

(共22张PPT)
第2节 细胞的能量“货币”ATP
第5章 细胞的能量供应和利用
《秋夕》
杜牧（唐）
银烛秋光冷画屏，
轻罗小扇扑流萤。
天街夜色凉如水，
卧看牵牛织女星。
1、萤虫发光的生物学意义是什么？
2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
思考
萤火虫发光的原理
萤火虫的尾部发光器中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
荧光素+O2+能量
氧化荧光素(发出荧光)
荧光素酶
细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
荧光素+O2+能量
氧化荧光素(发出荧光)
荧光素酶
细胞生命活动所需要的主要能源物质——
细胞良好的储能物质——
葡萄糖
脂肪
为主动运输提供能量——
ATP
这些物质能否直接为萤火虫发光提供能量？
实验探究：萤火虫发光的直接能源物质？
【材料用具】活萤火虫数只，解剖刀，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP
【基本原理】
本实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么？
自变量：能够提供能量的物质（葡萄糖/脂肪/ATP）
因变量：是否发光
无关变量：温度等
荧光素+O2+能量
氧化荧光素(发出荧光)
荧光素酶
【实验设计及结果】
荧光消失
2mL 蒸馏水
15min
暗处
观察
2mL 葡萄糖溶液
2mL 脂肪溶液
无荧光
无荧光
无荧光
暗处
有荧光
2mL ATP溶液
①
②
③
④
【实验结论】
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
消耗原有的能量
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP是细胞的能量“货币”
有机物中的化学能
ATP中的化学能
耗能的生命过程
为什么是ATP为萤火虫发光直接供能？
【资料一】萤火虫等许多昆虫干重中，含蛋白质60%左右，糖类与脂肪不到10%，而ATP含量通常不到0.6%。
为什么萤火虫选择含量最少的ATP来直接供能呢？
为什么是ATP为萤火虫发光直接供能？
1、ATP的结构
腺苷（A）
AMP（腺苷一磷酸）
ADP （腺苷二磷酸）
ATP （腺苷三磷酸）
①ATP的中文名称：
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
②ATP的组成元素：
为什么是ATP为萤火虫发光直接供能？
1、ATP的结构
③ATP的结构简式：
（腺嘌呤+核糖）
A
P
P
P
~
~
磷酸
磷酸
磷酸
普通的化学键
特殊的化学键
ATP中带负电的磷酸基团之间相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，易断裂。
末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。
为什么是ATP为萤火虫发光直接供能？
2、ATP的结构特点
与其他分子结合
A-P～P ～P
A-P～P
+Pi +能量
水解
一般将水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。
ATP水解时释放的能量高达30.54kJ／mol。
①ATP是高能磷酸化合物
为什么是ATP为萤火虫发光直接供能？
2、ATP的结构特点
【资料一】萤火虫等许多昆虫干重中ATP含量通常不到0.6%，如何满足萤火虫整晚需要发光的需要呢？
ATP
合成酶
水解酶
ADP+Pi
+能量
②ATP和ADP可以相互转化
ATP和ADP可以相互转化
呼吸作用
光合作用
用于各项生命活动
放能反应
吸能反应
水解酶
合成酶
ATP
ADP
【资料二】每个细胞每秒钟可合成约1000万个ATP 且同时有等量ATP被水解
ATP和ADP转化有何特点？
ATP和ADP可以相互转化
ATP和ADP可以相互转化,并且处于动态平衡中；
ATP在细胞内的含量很少，但转化速率很快；
吸能反应与ATP水解相联系，放能反应与ATP合成相联系。
水解酶
合成酶
ATP
ADP
ATP和ADP转化互为可逆反应吗？
转化的特点：
放能反应
吸能反应
为什么是ATP为萤火虫发光直接供能？
【资料三】1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放能量2870kJ，1 mol ATP水解可以释放能量30.54kJ。
ATP是细胞的能量“货币”
细胞为什么不直接利用葡萄糖中有机物的能量，而是将能量转移至ATP再利用？
ATP为生物体的各种生命活动直接供能
肌肉收缩（机械能）
生物发光（光能）
物质合成（化学能）
主动运输（渗透能）
生物放电（电能）
ATP是如何为主动运输供能的？
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。
ATP是如何为主动运输供能的？
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。
ATP是如何为主动运输供能的？
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。
ATP是如何为主动运输供能的？
ATP ATP水解 Ca2＋释放到膜外
Ca2＋主动运输载体
Pi与载体结合
载体空间结构改变
ATP是如何为主动运输供能的？
科学前沿
将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。

展开更多......

收起↑