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问题探讨
3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
有。有机物中储存的化学能，转变成光能，萤火虫才能发光。
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
小组讨论，问题探究：
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
相互传递信息，以便繁衍后代、警戒、辨认、诱捕、警告捕食者等。
想一想
【萤火虫的发光原理】
荧光素+能量 氧化荧光素+水
是什么为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量呢
荧光素酶
氧气
在生物体内：
重要的能源物质：
主要的贮能物质：
糖类
脂肪
萤火虫发光所需能量由糖类和脂肪提供吗？
A
B
15min
暗处
有荧光出现
2ml 葡萄糖溶液
2ml 植物油
荧光消失
无荧光
出现
2ml蒸馏水
C
D
2ml ATP溶液
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末；生理盐水；
蒸馏水；
葡萄糖溶液；植物油；ATP溶液
想一想
【萤火虫的发光原理】
荧光素+能量 氧化荧光素+水
是什么为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量呢
荧光素酶
氧气
糖类等有机物的能量
细胞的生命活动
ATP
直接提供能量
呼吸作用氧化分解
驱动细胞生命活动的直接能源物质
不能直接提供
腺嘌呤
核糖
磷酸基团*3
1
ATP的中文名称是什么？
2
组成ATP的元素有哪些？
3
ATP中的A、T、P分别代表什么？
4
ATP的结构简式？
阅读教材P86“ATP是一种高能磷酸化合物”，思考问题
ATP是一种高能磷酸化合物
1
ATP的中文名称是什么？
2
组成ATP的元素有哪些？
3
ATP中的A、T、P分别代表什么？
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
A→腺苷
T→三
P→磷酸基团
腺嘌呤＋核糖
ATP是一种高能磷酸化合物
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
磷酸基团*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的基本组成单位之一
4
ATP的结构简式？
A-P~P~P
普通的化学键
特殊的化学键
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使连接两个磷酸基团的化学键不稳定，容易断裂
腺苷(A)
ATP是一种高能磷酸化合物
资料一
α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。
2、从实验结果来看，ATP水解时两个特殊的化学键“~”都断裂吗？
不是，β位与γ位磷酸基团之间特殊的化学键更容易断裂
因为ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团受到的排斥力更大，使其有一种离开ATP而与其它分子结合的趋势，具有较高的转移势能
ATP是一种高能磷酸化合物
资料二
α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。
3、根据资料二写出ATP的水解反应式
ATP
ADP＋Pi＋能量
水解酶
1 mol ATP水解释放的能量高达30.54kJ
注：一般将水解时释放20.92kJ/mol及以上的化合物叫做高能化合物
4、根据资料二分析，Ca2＋被摄入肌质网属于什么运输方式？
主动运输
ATP的利用
资料二
骨骼肌收缩受到骨骼肌细胞质中Ca2＋浓度的调控。肌质网是骨骼肌调节细胞Ca2＋浓度的一种具膜细胞器，当肌质网膜上的Ca2＋载体蛋白发生磷酸化，会将Ca2＋逆浓度重新摄入肌质网，使细胞质Ca2＋浓度下降，Ca2＋浓度下降会触发横桥周围的ATP水解，引起肌细胞收缩。
6、ATP在细胞逆浓度运输Ca2＋的过程中如何发挥作用？
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。
3、载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。
运输作用
催化作用
ATP的利用
7、ATP是怎样为生命活动供能的？
ATP的利用
Pi
ATP
ADP
蛋白质等分子
蛋白质等分子功能改变
磷酸化
ATP
能量
水解
随磷酸基团
转移
参与各种生命活动
结构改变
若未转移给其他分子，就成为游离的磷酸(Pi)
ATP的利用
用于主动运输 （渗透能）
用于生物放电（电能）
电鳐
用于体温维持（热能）
用于肌细胞收缩（机械能）
用于物质合成（化学能）
用于生物发光（光能）
ATP与ADP可以相互转化
资料三
（1）研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP 。
（2）成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。
（3）每个细胞每秒钟可合成约1000万个ATP，同时有等量ATP被水解，这种变化是时刻不停地发生的。
8、ATP在细胞中的含量和消耗有什么特点？
ATP含量很少
ATP消耗量大
矛盾
ATP合成和水解
都非常迅速，时刻不停地发生
ATP与ADP可以相互转化
ADP合成ATP的反应式
动物和人、真菌和大多数细菌
呼吸作用
绿色植物
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与ADP可以相互转化
ATP与ADP相互转化示意图
时刻不停
A-P~P(ADP)
A-P~P~P(ATP)
能量
能量
Pi
Pi
水解酶
合成酶
动态平衡
ATP
ADP＋Pi＋能量
水解酶
合成酶
ATP与ADP可以相互转化
ATP与ADP相互转化示意图
时刻不停
A-P~P(ADP)
A-P~P~P(ATP)
能量
能量
Pi
Pi
水解酶
合成酶
动态平衡
吸能反应
放能反应
细胞内的吸能反应一般与
相联系
细胞内的放能反应一般与
相联系
ATP的合成
ATP的水解
能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通
ATP——细胞内流通的能量“货币”
1
2
3
ATP中的化学能
耗能的生命过程
细胞中流通的能量“货币”
有机物中的化学能
ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞中都是一样的，体现了生物界的统一性
9、ATP与ADP的相互转化是否为可逆反应？
项目 ATP的水解 ATP的合成
反应式
酶的类型
发生场所
能量来源
能量去向
结论 ATP
ADP＋Pi＋能量
水解酶
ATP
ADP＋Pi＋能量
合成酶
水解酶
合成酶
特殊化学键中的化学能
光能（光合作用）
化学能（呼吸作用）
用于各项生命活动
储存于特殊的化学键中
ATP与ADP的相互转化不是可逆反应
物质可逆
能量不可逆
所需的酶不相同
所有需能部位
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
课堂小结
课堂检测
GTP具有与ATP类似的结构，二者的差异只是碱基不同。下列有关ATP和GTP的叙述，错误的是
A.ATP和GTP分子中都含有两个特殊的化学键
B.GTP分子的结构简式可以写成G-P~P~P
C.GTP中所含有的碱基为鸟嘌呤，五碳糖为核糖
D.GTP水解产生的GMP是组成DNA的基本单位之一
√
补充讲解
ATP不是细胞中唯一的直接供能物质，GTP、UTP等高能磷酸化合物也可以直接为细胞、供能
ATP≠能量，ATP是一种物质，能量储存于ATP中
ATP在能源物质供能过程中处于核心地位，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接供能，许多能源物质中的能量转移到ATP中才能为生命活动供能。例如，糖类和脂肪分子中的能量虽然很多，但比较稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用
补充讲解
腺嘌呤
～
～
P
P
P
C1
C2
C3
C4
C5
O
OH
OH
脱氧腺苷
脱氧腺苷一磷酸（dAMP）
脱氧腺苷二磷酸（dADP）
脱氧腺苷三磷酸（dATP）
汉水丑生侯伟作品
汉水丑生侯伟作品
汉水丑生侯伟作品
dATP
dGTP
dCTP
dTTP
H
荧光素
激活
能量
荧光素酶
+氧气
氧化荧光素
荧光
热能
供能物质

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