生物界以ATP为“中介”的能量转换能量货币脱水E1E2ATPA-P~P~P+H2O化学能(生物合成)渗透能(控制物质进出细胞,主动运输、胞吞和胞吐)电能(神经冲动传导,膜电位维持和恢复,突触传递)热能(体温维持如寒战时)机械能(细胞运动,肌纤维收缩、纤毛和鞭毛摆动、染色体运动、细胞质分裂)光能(生物发光)ADP+Pi合成水解储能释能能量绿色植物、蓝细菌、光合细菌光合作用(光反应)太阳能化学能硝化细菌人辅助能源独立代谢的细胞生物NH3等无机物氧化呼吸作用磷酸肌酸能量转移生理作用生物类型反应场所转换后的能量形式循环使生命活动简约、高效!ATP与ADP相互转化的场所、能量、酶均不同,仅物质可逆关于ATP的系列实验研究1.验证细胞内的ATP含量处在动态稳定中预期结果:培养前后,ATP总量不变,但培养后部分ATP出现放射性。结论:原有ATP部分被分解,部分ATP又重新合成。细胞内ATP含量处在动态稳定中。方法:用含32P-H3PO4的培养基培养动物细胞,短时间分离出细胞中的ATP,测定ATP总量和放射性。同时进行对比实验,测定ATP总量。2.萤火虫发光实验:探究ATP和葡萄糖对生物发光的效应【方法步骤】(前期准备+3斧头)①将萤火虫发光器研成粉末。②取两组洁净试管编号1、2;各加入2ml水和等量发光器粉末。③一段时间后各加入1mlATP或葡萄糖溶液。④观察并记录结果。【现象】加入ATP溶液发出荧光、加入葡萄糖溶液不发荧光【结论】ATP是直接能源物质,葡萄糖不是直接能源物质。细胞只有保持完整性,才能正常完成各项生命活动。【分析与讨论】●为何要把发光器研成粉末状?破坏细胞结构,便于观察ATP和葡萄糖对生物发光的直接效应,因为葡萄糖可以被细胞利用。●为何要加入一定量的水?提供良好的反应介质。●为何开始时,两管均会出现较短时间的荧光?因为发光器粉末中原本存在的少量ATP在ATP水解酶的作用下供能。●为何一定时间后加入葡萄糖不再发出荧光?原有ATP被消耗,由于细胞结构被破坏,葡萄糖不能氧化供能。3.探究肌肉收缩的直接能源是ATP还是葡萄糖。【方法步骤】①制备新鲜的骨骼肌标本2个,标号A、B。(离体,否则无法排除机体供能的干扰)②适宜刺激,消耗肌肉中的ATP和能源。(以保证实验结果的准确性)③给A标本滴加ATP溶液,B标本滴加葡萄糖溶液,施以适宜刺激,观察是否收缩。(施加实验变量,控制无关变量)④再给B标本滴加ATP,施以适宜刺激,观察是否收缩。(自身对照,进一步确认ATP是直接能源)【预期最可能的结果】滴加ATP溶液后,适宜刺激下肌肉收缩;滴加葡萄糖溶液后,适宜刺激下肌肉不收缩,再滴加ATP并施以适宜刺激,肌肉收缩。【结论】肌肉收缩的直接能源是ATP,不是葡萄糖。将动物的肝细胞研磨并除去ATP后,分别被放入3只标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中。实验装置和处理如图a所示。将实验用的3只锥形瓶的瓶口密封后,放入20℃水浴锅中,1h后的结果如图b所示。●该气体密闭装置测得的是何种气体变化量?说出实验原理。●说出本实验中的对照组。Ⅲ号为对照组。●描述实验现象Ⅲ号锥形瓶酒精液滴在玻璃管中向左移动。●实验现象表明了什么?Ⅲ号锥形瓶中发生了有氧呼吸。4.呼吸作用为生命活动供能。呼吸作用需要哪些条件?●该实验的全部结果说明(结论)肝细胞呼吸作用需要葡萄糖和ATP肌肉供能相关供能曲线肌细胞ATP产生量与O2%的关系ATP产生量O2%肌细胞肌细胞的线粒体无氧条件下,丙酮酸、脂肪酸不进入线粒体100%剧烈运动时肌肉3个系统供能相对值时间供能百分比ATP—C~P无氧呼吸有氧呼吸长跑锻炼(中等强度)时肌细胞中有关物质浓度的变化时间相对含量O2显著下降CO2增多,但因不断排出而不再上升乳酸少→多关注供能顺序关注因果联系