2021届高三一轮复习生物细胞的能量通货-ATP课件

第五章 细胞的能量供应和利用 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？ 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。 唐代杜牧 腹部后端细胞内有荧光素。 相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。 关于萤火虫发光器实验分析： • (1)捣碎的发光器+生理盐水+5mLATP制剂。 • 现象：发光器发光！ • (2)捣碎的发光器+生理盐水+5mL葡萄糖溶液。 • 现象：发光器不发光！ • (3)捣碎的发光器+生理盐水+5mL蒸馏水。观察 实验现象，得出实验结论：ATP是细胞内直接的 能源物质。 • 现象：发光器不发光！ 结论：ATP中有能直接转化成光能的能量。 • 一ATP是一种高能磷酸化合物 ＡＴＰ的结构式 腺苷三磷酸 腺嘌呤与核糖结合形成腺苷， 腺苷通过核糖中的第5位羟 基，与三个相连的磷酸基团结合， 形成ATP。在生物体内 的pH条件下，ATP分子约有4个负电荷， 它们在空间上相 距很近并相互排斥， 这是造成高能键不稳定的重要因素。 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，从而使后者发生变 化。因此ATP水解的过程就是释放能量的过程， 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说 ATP是一种高能磷酸化合物 元素组成： C、H、O、N、P 二ATP可以与ADP相互转化 正反两个方向条件不同，故不是可逆反应。 物质可逆，能量不可逆 1二者的相互转化时刻进行； 2处于动态平衡之中. 3转化速度很快； 4这种转化机制在所有生物的细胞内都 一样，体现了生物界的统一性。 转化特点： 延伸阅读 • 1ATP在细胞内形成后不到1min的时间就要 发生转化，一个成人一天在静止状态下所 消耗的ATP为48kg， 在紧张活动的情况下， ATP的消耗可达0.5kg/min； 在人体安静状 态时， 肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩 1~2_s所需的能量；氰化钾会阻止人体内新 的ATP合成， 它引起中毒后人在几分钟内 就会死亡。 • 1．对动物、真菌和人、大多数细菌来说，均来自呼 吸作用。 • 2．对绿色植物来说，来自呼吸作用和光合作用。 来源： • 光合作用 呼吸作用 ATP 渗透能 光能 热能 机械能 电能 （稳定的）化学能 渗透能 光能 电能 机械能 化学能、 热能 通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递 过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分 能量也能用于动物体温的提升和维持。 2870KJ 热能 977.28KJ 存于ATP中 热能等 蛋白质的合成是吸能反应 许多吸能反应与ATP水解的反应相联系， 由ATP水解提供能量； 许多放能与ATP的 合成相联系， 释放的能量储存在ATP中， 用来为吸能反应直接供能。也就是说， 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 细胞内流通的能量“货币” 在动物和人体细胞(特别是肌细胞) 内， 除了ATP外， 其他的高能 磷酸化合物还有磷酸肌酸(可用C~P代表) 当动物和人体细胞由于能量大量消耗而使细胞内的ATP含量过分 减少时， 在有关酶的催化作用下， 磷酸肌酸中的磷酸基团连同 能量一起转移给ADP， 从而生成ATP和肌酸(可用C代表) ；当 ATP含量比较多时， 在有关酶的催化作用下， ATP可以将磷酸基 团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。 酶 ADP+磷酸肌酸(C~P) ⇌ ATP+肌酸(C) 对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存 形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞 来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲的作用， 从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定， ATP系统的动态 平衡得以维持。 延伸阅读 A-P~P~P Ca2+ A-P~P Pi+能量+ + 载体蛋 白+ 载体蛋白构象改变 叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方 面用途。一 是将水分解为氧和H+，氧直接 以氧分子的形式释放出来，H+与氧化型辅 酶Ⅱ(NADP+) 结合， 形成还原型辅酶 Ⅱ(NADPH) 。NADPH作为活泼的还原剂， 参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部 分能量供暗反应阶段利用；二是在有关酶的 催化作用下， 提供能量促使ADP与Pi反应 形成ATP。这样， 光能就转化为储存在ATP 中的化学能。 ATP ADP+Pi NADPH NADP+ O2 C3 C5 C 葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，消耗能量， 是吸能反应，所需要的能量由ATP水解提供。 葡萄糖的氧化分解是释放能量的，大多数以 热能形散失，另一部分用于转化为ATP提供 能量，储存在ATP中。 储存能量方面，ATP含有的化学能少，一分子ATP转化 为ADP时释放的化学能只是一分子葡萄糖的1/94； ATP中所含的是活跃的化学能，葡萄糖分子中所 含有的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能 只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。 具有统一性，生物有着共同的起源 • 含有C、H、O、N、P的化合物有：核酸 ATP磷脂 • 延伸阅读—— 核苷三磷酸（NTP） 脱氧核苷三磷酸（dNTP） 水解提供材料 分类 分类 水解提供材料 腺嘌呤核糖核 苷酸 ATP dATP 腺嘌呤脱氧核糖 核苷酸 鸟嘌呤核糖核 苷酸 GTP dGTP 鸟嘌呤脱氧核糖 核苷酸 胞嘧啶核糖核 苷酸 CTP dCTP 胞嘧啶脱氧核糖 核苷酸 尿嘧啶核糖核 苷酸 UTP dTTP 胸腺嘧啶脱氧核 糖核苷酸 在PCR技术中，所加原料实为dNTP，由它们水解后产生 相应合成DNA的原料