内容正文:
5.2 细胞的能量“货币”ATP
夯实基础 突破要点
光合作用
细胞呼吸
能量
ATP
酶
物质代谢
有机物
分解
有机物
合成
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一、ATP的结构
1.组成
2.结构简式
1分子______+1分子____+3分子__________
腺嘌呤
核糖
磷酸基团
1分子______+3分子__________
腺苷
磷酸基团
A-P~P~P
A代表:______,P代表磷酸基团,“~”代表高能磷酸键
腺苷
“~”不稳定,相邻的磷酸基团带负电荷而相互排斥,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,具有较高的转移势能
1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ
3.ATP是一种不稳定的高能化合物
1.写出图中标出的“A”的含义:
① ;② ;③ ;④ 。
腺苷
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
二、ATP的功能
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
1.实验证据
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
萤火虫的发光原理
糖类是细胞中主要的能源物质
脂肪是细胞中良好的储能物质
问题:细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢?
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萤火虫发光器实验
加入2ml
物质A溶液
加入2ml
物质A溶液
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加入2ml
物质A溶液
萤火虫发光器实验
1.本实验的自变量是什么?如何确定实验组与对照组?
2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质?
3.实验结果说明什么?
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
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ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理,利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷(ATP)。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP,所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少,用于判断卫生状况。
荧光素+O2+ATP
氧化荧光素(发出荧光)
荧光素酶
荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多
应用:ATP荧光检测仪
2.ATP如何实现细胞内能量供应?
通过ATP与ADP之间的快速转化
a.ATP水解释放的能量用于细胞内各项耗能的生命活动
如:主动运输、有机物合成、胞吞胞吐、肌肉收缩、等。
二、ATP的功能
参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化____
_________。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了
在载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子的_______
_______脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着 ,这就是_________________
(2)ATP供能机制
①ATP为主动运输提供能量的过程
ATP
水解的酶
末端磷
酸基团
能量的转移
载体蛋白的磷酸化
载体蛋白磷酸化导致其 发生变化,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到膜外
空间结构
②ATP供能机制
ATP水解释放的 使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,_________发生变化, 也被改变,因而可以参与各种化学反应。
磷酸基团
空间结构
活性
2.ATP如何实现细胞内能量供应?
通过ATP与ADP之间的快速转化
二、ATP的功能
b.ATP合成的能量来源:
绿色植物、蓝细菌等:光合作用的光能、呼吸作用有机物分解释放的能量
人、动物、真菌、大多数细菌:呼吸作用有机物分解释放的能量
①时刻不停的发生且处于动态平衡之中
3.ATP与ADP相互转化的特点
②ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性
ATP、ADP在细胞内含量少,但是转化迅速。从而实现细胞大量能量的需求。
二、ATP的功能
③ATP与ADP相互转化过程中物质可逆,能量不可逆,
催化的酶不相同,反应场所不同,因此,不是可逆反应。
a.ATP合成的场所:
细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、细胞膜(原核生物)
类囊体膜、光合片层(蓝细菌)等。
b.ATP水解的场所:
细胞中耗能的部位
4.ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁
①细胞中的放能反应与ATP合成相联系。
放能反应
吸能反应
②细胞中的吸能反应与ATP水解相联系。
③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。
二、ATP的功能
细胞呼吸(有机物氧化分解)、光合作用的光反应
常见举例:
有机物合成、主动运输、胞吞胞吐、蛋白质磷酸化、肌肉收缩等
有机物中的化学能
ATP