1.學習目標
(1)簡述ATP的化學組成和特點。
(2)寫出ATP的分子簡式。
(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。
(4)比較ATP與ADP的異同; 理解ATP與ADP的相互轉化的意義。
(5)解釋ATP的形成途徑。
2.學習建議
(1)首先,要結合ATP的分子結構正確理解ATP在能量代謝中的地位。ATP是小分子有機物,能迅速到達所需部位;與一般化學鍵相比,ATP中的高能磷酸鍵水解時能迅速釋放出更多的化學能,決定了ATP供能的快速、高效;自然選擇過程中之所以“選中”ATP作為生命活動的直接能源物質,是因為ATP既解決了線粒體“產能”和細胞各處都要“用能”的矛盾,又解決了能量在糖類、脂肪等物質中“穩(wěn)定儲存”和細胞代謝需要“靈活利用”能量的矛盾,所以ATP在能量代謝的過程中扮演 “能量流通的貨幣”的角色。
可以通過形象的比喻,與其他能源物質在代謝中的地位加以比較,加深對ATP在能量代謝中的作用的認識:ATP是細胞能量流通中的“小額現(xiàn)金”,糖類物質是常用的隨時支取的大量“信用卡”,而脂肪則是“定期存款”,蛋白質則相當于“不動房產”,不到萬不得已時,不能“出售兌現(xiàn)”。
(2)其次,正確理解ATP與ADP的相互轉化在細胞代謝過程中的“動力核心”地位。學習過程中要從反應條件、反應時間、合成與分解的場所、能量的來源和去路等方面總結 ATP與ADP的循環(huán)過程。
①從反應條件上看:ATP的分解是一種水解反應,催化反應的酶屬于水解酶類;而ATP的合成是一種合成反應,催化該反應的酶屬于合成酶類。前后反應條件是不同的。
②從反應時間上看:ATP的合成與ATP的分解并不是同時發(fā)生的?偟膩碚f,細胞中能量供應充足時,更多地發(fā)生ATP的合成反應;細胞中耗能反應多時,更多地進行ATP的水解反應。
③從ATP合成與分解的場所上看:ATP合成的場所在細胞質的基質、線粒體和葉綠體;而ATP分解的場所在細胞膜(用于主動運輸)、葉綠體基質(放出的能量儲存在合成的有機物中)、細胞質的基質、細胞核(用于DNA復制和RNA的轉錄)等等。顯然上述反應不是在同一場所進行的。
④從能量的來源和去路上看:ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵內的化學能;而合成ATP的能量,主要來自細胞呼吸過程中有機物分解釋放出的化學能,以及光合作用過程中光能的轉化。
因此,ATP與ADP的相互轉化并不表示化學上的可逆反應。
(3)第三,可查閱相關資料,聯(lián)系前面學習的原生質中各種化合物所占的相對百分值,ATP在原生質中各種化合物的含量“排行榜”上“掛不上號”,含量甚少。再通過有關的數(shù)據(jù)建立鮮明的感性認識:一般地說,ATP在細胞內形成后不到1 min的時間就要發(fā)生轉化,這樣累計下來,生物體內ATP轉化的總量很大,例如一個成年人在靜止的狀態(tài)下,24 h內竟有40 kg的ATP發(fā)生轉化。這組數(shù)據(jù)有助于正確理解ATP在細胞中的含量雖少卻能作為生命活動的直接能源物質的原因。
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