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,