5.2细胞的能量“货币”ATP教案2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

《第五章第2节细胞的能量“货币ATP”》逐字稿 讲一下第五章第二节的内容叫细胞的能量货币，顾名思义，就是细胞里面一种像钱一样流通的提供能量的一个物质。 这个物质是什么呢？ 先看萤火虫发光的一个案例，萤火虫的尾部有一些发光的细胞，这个发光的细胞里面有一种物质叫荧光素，荧光素 接受能量变成激活的荧光素，在荧光素酶的作用下能够跟氧气发生反应，转变成氧化荧光素，能够发出荧光。就是氧化荧光素，萤火虫尾部能够发光。 那现在的问题就是，细胞中是哪一种物质提供的能量，使荧光素变成了激活的荧光素呢？ 细胞中含有能量的物质，我们之前就学了不少，比如说之前讲的，糖类是细胞中主要的能源物质，前面又讲了脂肪是细胞中良好的储能物质，脂肪中也含有很多的能量，那么直接给这个荧光素提供能量的，是不是糖类和脂肪这些物质呢？ 这个已经有人通过实验做了探究，看一下这个实验，依然是关于萤火虫的，首先先抓一些萤火虫，收集它尾部的发光细胞，给它研磨，把那个研磨液加到四个试管里面，我们就会发现这个这研磨液它依然是可以发出荧光的。但是15分钟之后荧光就消失了。为啥呢？因为因为这个研磨了之后细胞可能就死亡了。但原有提供能能量的物质呢？被消耗完了，所以就没有继续的能量使荧光素氧化荧光来转变成氧化荧光素，所以荧光就消失了。 那接下来呢给四个试管里面分别加入两毫升下面这些物质，我们看第一号试管是加了两毫升蒸馏水，肯定是用作标准对照，因为加蒸馏水他肯定不会提供能量，这个将来应该是不会发荧光的，所以这个实验结果提前是知道的，就作为对照了。然后这个试管加了两毫升葡萄糖，想看一下葡萄糖能不能直接提供能量使荧光素被激活。3号试管加的是两毫升的脂肪溶液，4号试管加了两毫升神秘的物质a，然后把它放在黑暗的地方过了一段时间之后，发现就后面这一支试管里面发出荧光了，就说明我们加入了物质a使荧光素就获得了能量变成了激活的荧光素，激活的荧光素再在荧光素酶的作用下跟氧气反应变成氧化荧光素，它才能发荧光 通过这样一个实验我们就发现，细胞中有很多物质是含有能量的，但是直接给具体的生命活动提供能量的物质是什么呢？是这个物质a这个物质a就是我们今天要学习的主角叫做ATP 先看一下ATP是一种什么样的物质，这是ATP的一个分子式，其中有一些我们是熟悉的， 它有一分子的腺嘌呤， 是一种碱基。我们讲DNA的结构时提到过，中间这个地方有一个五碳糖，五碳糖我们也学过，我们把这五个碳原子标一下，五个角并不是五个碳原子，注意这个地方它不是碳原子，5号碳原子在这，这地方是一个氧原子，你看五个碳是这样的，这就叫五碳糖，3号碳糖连了一个羟基，2号碳糖也连了一个羟基，这个糖叫什么呢？叫做核糖 如果这个2号上氧掉了，那他就叫脱氧核糖。你看腺嘌呤，这是一分子的核糖，右边是三分子的磷酸基团， 5号碳跟磷酸之间形成了一个化学键，称为普通的磷酸键。 有三个磷酸基团，磷酸基团之间形成的叫做特殊的一个磷酸键，以前的旧教材把它叫高能磷酸键。由于高能磷酸键这种描述跟化学上的描述有一点不太吻合，所以现在我们的教材回避了高能磷酸键这种说法，但你们可能有时候做题也能见到它，那就是老教材的一个遗留，现在不叫高能磷酸键了，叫特殊的磷酸键。 这样我们就基本的认识了ATP的分子结构，其中把这个前面这两部分，就是腺嘌呤加核糖合起来称为腺苷，再加一个磷酸基团，大家看1分子腺嘌呤1分子核糖再加1分子磷酸基酸，这个就是我们之前学过的呀，这三部分合起来就是1分子的核苷酸，它应该是什么核苷酸呢？应该是腺嘌呤核糖核苷酸。再加一个磷酸集团呢？它的名字呢？ 叫做ADP，这个a呢？就是腺苷的意思，d呢？就是double的意思，double q，就是2的意思，这个p呢？代表磷酸，所以合起来叫腺苷二磷酸。如果再加上最后这一个磷酸，那么它就叫ATP，叫腺苷三磷酸。这个t呢？就是Triple q。所以你看ADP是腺苷二磷酸，ATP叫腺苷三磷酸，ATP的中文名称叫腺苷腺苷三磷酸，它的结构简式呢， 我们就这样表示，这个a就是腺苷，和这个磷酸之间用一个短横线表示，磷酸之间是特殊的磷酸键，用波浪线来表示，有时你在题目中见到的它的ATP的结构简式是这样表示的。 我们把这个ATP的结构已经弄得比较清楚了，但是我们好像还是没有明白为什么它能够提供能量 为什么它就可以直接给荧光素提供能量，使荧光素变成激活的荧光素呢 现在就要说明这个问题，仔细观察ATP的结构会发现它的这三个磷酸基团，其实都是带负电的我们知道两个集团之间，如果是一个带正点一个带负点，那么他们之间是相互吸引，如果两个集团都带负点或都带正点，那他们之间是相互什么样？相互排斥的，所以这三个磷酸基团之间就是相互排斥的，相互排斥为什么它还能结合在一起呢？ 那就是细胞通过一定的方法强行的把它摁在一起，就不太稳定，所以ATP不是特别稳定，就是因为这三个磷酸