新版细胞的能量通货ATP专家讲座.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,萤火虫,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。,让我们重温唐代诗人杜牧,情景交融诗句，想象夜,空中与星光媲美点点流,萤，思索相关生物学问题。,萤火虫,问题探讨,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第1页,萤火虫,1.,萤火虫发光生物学意义是什么？,2.,萤火虫体内有特殊发光物质吗？,3.,萤火虫发光过程有能量转换吗？,主要是相互传递求偶信号，方便交尾，繁衍后代。,腹部后端细胞内荧光素是其特有发光物质。,有。其腹部细胞内一些有机物中储存化学能，,只有在转变成光能时，萤火虫才能发光新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第2页,一,个,有,趣,实,验,两支试管,置于暗处,可见荧光,15,分钟后，,荧光消失,A,医用葡萄糖溶液,2ml,B,ATP,注射液,2ml,两支试管,置于暗处,观察,请预测,结果？,无荧光出现,有荧光出现,讨论：上述试验说明了什么问题？,数十只萤火虫发光器干燥后，,研磨成粉末，取等量加入试管，,再各加入少许水混合,A,B,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第3页,结论：,ATP,能直接被生物体利用，而葡萄糖不能。,新陈代谢所需要能量是由细胞内,ATP,提供，,ATP,是生物新陈代谢所需能量直接起源。,糖类、脂肪、蛋白质等有机物中能量不能直接被生物体利用只有在细胞中随有机物逐步分解而释放出来，而且储存在,ATP,中才能被利用。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第4页,一、,ATP,生理功效：,ATP,是新陈代谢所需能,量,直接起源,。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第5页,二、,ATP,结构简式：,A,P,P,P,腺苷,磷酸基团,高能磷酸键,(,储存大量能量）,特点,易断裂,易形成,1,、,ATP,结构简式：,2,、,ATP,分子式：,C,10,H,16,O,13,N,5,P,3,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第6页,腺嘌呤,核糖,腺苷（,A,）,（,3,个）,磷酸基团,3,、,ATP,分子结构：,三磷酸腺苷（,ATP,）,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第7页,核糖核苷酸,核糖,磷酸,含,N,碱基,回顾,:,RNA,基本组成单位,核糖,核苷酸,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第8页,核苷酸,一分子含,N,碱基,一分子五碳糖,一分子磷酸,一磷酸腺苷,(AMP),是,RNA,基本组成单位之一,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第9页,1,、,DNA,和,RNA,组成中,A,表示腺嘌呤这种碱基，而在,ATP,中,A,代表是腺苷，即核糖与腺嘌呤组合体。,2,、,ATP,结构简式中“,”,是普通化学键，所含能量较少，“”表示是高能磷酸键，水解时释放能量较多。,3,、,ATP,结构组成能够用“,1,、,2,、,3”,来总结：1,个腺苷经过,2,个高能磷酸键与,3,个磷酸基团结合而成。,特别提醒,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第10页,4,、,ATP,性质：,水解时释放能量在,20.92kJ/mol,以上磷酸化合物叫,高能磷酸化合物。,1,分子,ATP,水解时释放能量高达,30.54kJ/mol,，是一个,高能磷酸化合物。,ATP,水解实际上是,ATP,分子中,高能,磷酸键,水解。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第11页,1,、一个人在猛烈运动状态下，每分钟约有,0.5kg,ATP,分解释放能量，供运动所需。一个成年人在平静状态下，,24h,内竟有,40kg,ATP,被水解。,2,、肌肉收缩直接能源物质是ATP,。在人体平静状态时，肌肉内,ATP,只含有供肌肉收缩,1,2s,所需能量。,经过以上资料，你能得到什么信息？,资料,ATP,和,ADP,能够,相互转化,这种转化是,不停地,发生,而且处于,动态平衡,当中,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第12页,三、,ATP,与,ADP,相互转化：,ATP,酶,1,ADP +Pi+,能量,酶,2,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第13页,思索：,ATP,与,ADP,间转化过程是否为可逆反应？,1,、从,反应时间,上分析：,ATP,合成与,ATP,水解并不是同时发生，总来说，细胞中能量供给充分时，更多地发生,ATP,合成反应；细胞中耗能反应多时，更多地进行,ATP,水解反应。,2,、从,反应空间,上分析：,ATP,合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而,ATP,分解发生在需要,ATP,供能地方，范围广。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第14页,3,、从,反应能量改变,上分析：,ATP,水解释放能量是储存在高能磷酸键内化学能，被各项生命活动所利用。而合成,ATP,能量主要来自有机物分解释放化学能和光合作用中吸收太阳能。,4,、从,反应性质,上分析：,ATP,分解为水解反应，催化该反应酶,1,属于,水解酶,；而,ATP,合成是一个合成反应，催化该反应酶,2,属于,合成酶,。酶含有专一性，所以反应条件不一样。经过上面分析可知，,ATP,与,ADP,相互转化反应并不是可逆，,反应中物质是可逆，能量是不可逆,。但因为,ATP-ADP,循环在活细胞中是永无止境地进行着，即不停地有,ATP,在合成，以补充机体所消耗,ATP,，正是这两种物质往复循环，从而确保生命过程能量需求。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第15页,ATP,中能量起源和去向,总结,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第16页,细胞中,ATP,能转换,能转换,发生部位,肾,肌细胞、纤毛上皮细胞,萤火虫发光细胞,神经、脑、味觉及嗅觉感受器,叶绿体,内耳,视网膜,ATP,化学能 渗透能,ATP,化学能 机械能,ATP,化学能 光能,ATP,化学能 电能,ATP,化学能 化学能,ATP,化学能 电能,ATP,化学能 电能,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第17页,四、,ATP,形成路径：,呼吸作用,呼吸作用,光合作用,动物和人,微生物：,植物,能量起源,应用：绿色植物根毛细胞中,ATP,形成路径是,什么？,有氧呼吸,无氧呼吸,包含,（形成,大量,ATP,）,（形成,少许,ATP,）,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第18页,五、,ATP,利用,细胞内化学反应有些需要吸收能量，有些需要释放能量。,吸能反应：,放能反应：,普通与,ATP,水解反应相联络，由,ATP,水解供能,普通与,ATP,合成反应相联络，释放能量储存在,ATP,中。,能量经过,ATP,分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。,ATP,是细胞内流通能量“通货”。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第19页,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第20页,总结,1.,用于荧火虫发光,荧光素,ATP,激活,荧光素,+,O,2,荧光素酶,氧化,荧光素,2.,用于细胞主动运输（,Ca,2+,、,Mg,2+,等）,3.,用于生物发电,4.,用于肌细胞收缩,5.,用于细胞内各种吸能反应,（脱水缩合等）,6.,用于大脑思索,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第21页,规律方法,判断某一反应为放能反应还是吸能反应两种方法,方法一,依据反应物分子和产物分子中所含能量大小,方法二,熟记常见吸能反应和放能反应1),如常见吸能反应有光合作用、脱水缩合等，常见放能反应有细胞呼吸等。,(2),有机物,(,如蛋白质、糖类和脂质,),合成为吸能反应，其氧化分解则为放能反应。,能量大小,结论,产物,反应物,吸能反应,产物,反应物,放能反应,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第22页,1,、,1,分子葡萄糖所含能量，约是,1,分子,ATP,所含能量,94,倍（指,ATP,转化为,ADP,时释放能量）。,2,、有道理。糖类和脂肪分子中能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定化学能只有转化成,ATP,分子中活跃化学能，才能被细胞直接利用。,思考与讨论,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第23页,能源物质主要能源物质,直接能源物质,储能物质,脂肪,动物细胞内储能物质,糖原,植物细胞内储能物质,淀粉,生命活动最终能源,太阳能,糖类、脂肪、蛋白质等,糖类,ATP,与能量相关物质总结：,生物体内,主要能源物质,葡萄糖,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第24页,磷酸肌酸,在肌肉或其它兴奋性组织（如脑和神经）中一个,高能磷酸化合物,，是高能磷酸基,暂时贮存形式,。磷酸肌酸能在肌酸激酶催化下，将其磷酸基转移到,ADP,分子中。当一些,ATP,用于肌肉收缩，就会产生,ADP,。这时，经过肌酸激酶作用，磷酸肌酸很快供给,ADP,以磷酸基，从而恢复正常,ATP,高水平。因为肌肉细胞磷酸肌酸含量是其,ATP,含量,3,4,倍，前者可贮存供短期活动用、足够磷酸基团。在活动后恢复期中，积累肌酸又可被,ATP,磷酸化，重新生成磷酸肌酸。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第25页,在脊椎动物中，肌酸与,ATP,反应可逆地生成磷酸肌酸，这个反应是由肌酸激酶催化。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第26页,课后练习：基础题,2,、吸能反应：如葡萄糖和果糖合成蔗糖反应，需要消耗能量，是吸能反应。这一反应所需要能量是由,ATP,水解为,ADP,时释放能量来提供。放能反应：如丙酮酸氧化分解，能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放能量除以热能形式散失外，用于,ADP,转化为,ATP,反应，储存在,ATP,中。,3,、在储存能量方面，,ATP,同葡萄糖相比含有以下两个特点：一是,ATP,分子中含有化学能比较少，一分子,ATP,转化为,ADP,时释放化学能大约只是一分子葡萄糖,1/94,；二是,ATP,分子中所含是活跃化学能，而葡萄糖分子中所含是稳定化学能。葡萄糖分子中稳定化学能只有转化为,ATP,分子中活跃化学能，才能被细胞利用。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第27页,课后练习：拓展题,植物、动物、细菌和真菌等生物细胞内都含有能量“通货”,ATP,，这能够从一个侧面说明生物界含有统一性，也反应种类繁多生物有着共同起源。,新版细胞的能量通货ATP专家讲座,第28页,