内容正文:
第5章 细胞的能量供应和利用
人教版 高中生物必修1
第2节 细胞的能量“货币”ATP
【萤火虫的发光原理】
荧光素
能量
激活的荧光素
荧光素酶
+氧气
氧化
荧光素
发出
荧光
ATP直接供能
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP中文名称:腺苷三磷酸
2. ATP结构简式:
腺苷
磷酸基团
特殊的化学键
普通的化学键
A—P~P~P
(腺嘌呤+核糖)
腺嘌呤
核糖
P
P
P
~
~
一、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)
3.组成元素:C、H、O、N、P
①不稳定:两个相邻磷酸基团都带负电荷相互排斥,使得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
②高能量:1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ
ATP水解的过程就是释放能量的过程
4.结构特点
一、ATP是一种高能磷酸化合物
有机物中的化学能
ATP中的化学能
耗能的生命过程
细胞中流通的能量“货币”
5.ATP功能:驱动细胞生命活动的直接能源物质
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP
消耗量大
ATP
含量很少
矛盾
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。
1
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。
2
ATP合成和水解都非常迅速
每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解
3
二、ATP与ADP可以相互转化
1.ATP转化为ADP(即ATP的水解)
2.ADP转化为ATP(即ATP的合成)
ATP
酶Ⅰ
ADP +Pi
+能量
(1)反应式:
(2)能量来源和去路:①来源——远离腺苷(A)的那个特殊化学键
②去路——各项生命活动
ADP +Pi
+能量
酶Ⅱ
ATP
(1)过程:
(2)能量来源和去路
来源 :①动物——呼吸作用;②植物——光合作用、呼吸作用
去路:储存到ATP中
二、ATP与ADP可以相互转化
3.相互转化特点
(1)ATP在细胞内的含量很少;
(2)ATP与ADP相互转化不是可逆反应;
(3)ATP与ADP相互转化时刻不停地发生且处于动态平衡之中;
(4)ATP与ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性。
三、ATP的利用
大脑思考
生物发光
肌肉收缩
物质合成
主动运输
物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化,是获能的过程;磷酸化后的蛋白质空间结构发生改变,活性也被改变,因而可以参与各种化学反应。
三、ATP的利用
1.吸能反应:需要吸收能量
与ATP的水解相联系,如合成蛋白质、合成淀粉等。
2.放能反应:需要释放能量
与ATP的合成相联系,如葡萄糖的氧化分解、呼吸作用和光合作用等。
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