(共15张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币”—ATP
问题探讨
“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句,想象夜空中与星光媲美的点点流萤,思考有关生物学问题。
讨论
1.萤火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.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗?
萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号,以便繁衍后代
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素,是其特有的发光物质
有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能,只有在转化成光能时,萤火虫才能发光。
一、ATP是一种高能磷酸化合物
核糖
腺嘌呤
腺苷(A)
三个磷酸基团(P)
ATP(腺苷三磷酸)
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的组成
(1)ATP的中文名称:___________
(2)ATP的元素组成:______________
(3)ATP的化学组成:1分子 和3分子____
(4)ATP的结构简式:_____________
(5)符号含义
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
磷酸基团
腺苷
A–P~P~P
A :_____________
P :_____________
~:_____________
—:_____________
腺苷=腺嘌呤+核糖
磷酸基团(3个)
特殊化学键(2个)
普通磷酸键(1个)
2.ATP的特点(供能原理)
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因
使得ATP中的特殊化学键不稳定,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
当ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而与后者发生变化
核糖
腺嘌呤
~
~
P
P
P
核糖
腺嘌呤
~
P
P
ADP (腺苷二磷酸)
核糖
腺嘌呤
P
AMP (腺苷一磷酸)
又叫腺嘌呤核糖核苷酸
下列关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量,所以被称为高能磷酸化合物
B.腺苷三磷酸可简写为A—P~P—P
C.ATP是主要的能源物质
D.1个ATP分子由1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团组成
D
练 习
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP的合成
ATP的水解
ADP+Pi+能量 ATP
水解酶
ATP
合成酶
ADP+Pi+能量
ATP和ADP在人体内含量少,但转化快
对细胞的正常生活来说,ATP与ADP的这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。据测算,一个人在剧烈运动的状态下,每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP,释放能量,供运动之需,生成的ADP又可在一定条件下转化成ATP。
ATP和ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性。
动物、人、真菌、
大多数细菌等
绿色植物
能 量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
酶
有机物氧化分解释放能量
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
合成ATP的场所:线粒体、叶绿体
生物放电
主动运输
各种运动,如肌细胞收缩
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
物质的合成
生物发光
大脑思考
能 量
+ADP +Pi
ATP
酶
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的
三、ATP的利用
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与各种化学反应。
下列关于主动运输供能的说法,错误的是( )
A.参与Ca2+主动运输的载体蛋白同时也是催化ATP水解的酶
B.ATP为主动运输供能是通过载体蛋白的磷酸化过程实现的
C.载体蛋白的磷酸化是指磷酸基团与载体蛋白相结合
D.载体蛋白磷酸化导致其空间结构改变,将Ca2+转运到膜内
D
练 习
理解:ATP是细胞的能量“货币”
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。因此,可以形象地把ATP比喻成细胞内的能量“货币”
吸能反应:细胞内小分子物质转化为大分子物质一般都需要消耗能量,属于吸能反应。
吸能反应往往与ATP水解相联系,由ATP水解提供能量
放能反应:葡萄糖等有机物氧化分解会释放能量,属于放能反应。
放能反应与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中
ATP是细胞内的能量“货币”。下列关于ATP的说法,正确的是( )
A.细胞中的吸能反应与ATP的合成相联系
B.ATP合成所需要的能量由磷酸提供
C.ATP可以水解为ADP和磷酸
D.细胞中ATP合成与水解的场所相同
C
练习
ATP合成与ATP分解的比较
ATP→ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量→ATP
反应类型
酶的类型
能量来源
能量去向
结论
酶
酶
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
特殊化学键中的化学能
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
用于合成ATP
物质是可逆的,能量是不可逆的,酶也不相同
反应