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第二节 细胞的能量“货币”ATP
高一生物学必修一
第五章 细胞的能量供应和利用
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
[相关资料] 萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
1号试管 2号试管 3号试管
实验步骤 一
二
三
四
探究为萤火虫发光直接供能的物质
用小刀将萤火虫的发光器取下，置于以上试管中，各加入2ml蒸馏水。
将以上3支试管置于暗处，放置15分钟，待
加入2ml
加入2ml
加入2ml
将以上3支试管置于暗处观察实验现象。
荧光消失
葡萄糖溶液
脂肪溶液
ATP溶液
实验方法
荧光消失
加2mL 蒸馏水
15min
暗处
观察
2mL 葡萄糖溶液
2mL 脂肪溶液
无荧光
无荧光
暗处
有荧光
2mL ATP溶液
①
②
③
实验结论：ATP是可以直接利用的能源物质
三磷酸腺苷二钠（片剂）
三磷酸腺苷二钠（注射液）
【适应症】
用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全等的辅助治疗。
【药物原理】
当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，腺苷三磷酸（ATP）即分解成腺苷二磷酸及磷酸基团，同时释放出能量。
【思考】
1. ATP由哪些化学元素组成？
2. ATP的中文名称是什么？名称由来？
3. ATP的化学组成是什么？
4. ATP的分子结构特点是什么？
5. 为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？
6. 假如用 表示腺嘌呤、 表示核糖、 代表磷酸基团，尝试构建ATP模型。
一：ATP是一种高能磷酸化合物
1. ATP的组成元素：
C、H、O、N、P
2. ATP的中文名称：
腺苷三磷酸
腺苷
腺苷三磷酸
3. 化学组成：
1分子腺苷 + 3分子磷酸
4. ATP的结构简式：
A-P~P~P
A表示：腺苷
T表示：三
P表示：磷酸基团
~代表：特殊的化学键
为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？
功能——驱动细胞生命活动的直接能源物质
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而互相排斥等原因，使得这种特殊的化学键不稳定，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。
ATP水解的过程就是释放能量的过程，1molATP水解能量高达30.54KJ。ATP是高能磷酸化合物。
~
~
腺嘌呤
核糖
P
假如用 表示腺嘌呤、 表示核糖、 代表磷酸基团，尝试构建ATP模型。
P
P
腺苷三磷酸 （ATP） A-P~P~P
[资料1] 一个正常成年人在平静状态下 24 h 消耗 40 kg ATP，在剧烈运动状态下，每分钟约有 0.5 kg 的ATP 分解释放能量，供运动所需。
[资料2] 人体内约有 ATP 0.5 kg，肌肉中ATP含量仅为3-8mmol/kg，只能供肌肉剧烈活动1s左右的消耗。
[资料3] 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。
从以上资料中，你能得出生物体内的ATP有什么特点？
ATP特点：含量 ，转化速率 。
低
快
ATP很不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，当末端磷酸基团脱落后剩下的结构是什么呢？
矛盾！
二：ATP和ADP可以相互转化
我相当脆弱，水解时容易断裂
核糖
P
P
P
腺嘌呤
~
~
ATP结构式
核糖
P
P
腺嘌呤
~
~
ADP结构式
ATP和ADP可以相互转化吗？如果可以请尝试写出ATP水解和生成的反应式。
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
能量
Pi
水
解
酶
Pi
合
成
酶
能量
ATP水解的能量来源：
ATP水解的能量去路：
特殊的化学键断裂
用于各项生命活动
ATP
酶2
酶1
ADP +Pi
+能量
是可逆反应吗？
物质可逆，能量不可逆
1.酶的作用不同：
酶1：ATP水解酶
酶2：ATP合成酶
2.能量不同：
合成ATP能量来源：
植物:光合作用和呼吸作用
动物、人、真菌和大多数细菌:呼吸作用
ATP水解能量去向：
用于各种生命活动
总结
对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。体现了生物界的统一性 。
三、ATP的利用
用于大脑思考（电能）
用于主动运输（渗透能）
用于生物发光(光能)
用于生物发电（电能）
用于物质合成（化学能）
用于肌肉收缩（机械能）
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
胞外
胞外
胞外
ATP
ADP
P
P
Pi
H2O
1.Ca2+与载体蛋白结合，载体蛋白酶活性被激活。
2.载体蛋白催化ATP水解，载体蛋白空间构象发生改变（磷酸化）。
3. 载体蛋白完成Ca2+转运，构象恢复（去磷酸化）。
三、ATP的利用
ATP
ADP
水解
合成
（各项生命活动）吸能反应
放能反应
能量
能量
ATP是细胞内流通的能量“货币”
葡萄糖、脂肪等含有能量多不能被直接利用
吸能反应：(伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。
放能反应：（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。
ATP在吸能反应和放能反应之间流通，是细胞内流通的能量“货币”，满足细胞各项生命活动对能量的需求。
含有能量相对少能被直接利用
细胞为什么不直接利用葡萄糖等有机物中的能量， 而是要将能量转移至ATP中再利用？
观察ATP的结构简式回答：ATP脱去一个磷酸基团形成 ；再脱去一个磷酸基团可形成 ，是 的基本单位之一。
AMP
RNA
ADP
核糖
腺嘌呤
P
腺嘌呤核糖核苷酸
~
P
~
P
1
2
3
腺苷
（腺苷一磷酸，AMP）
腺苷二磷酸，ADP
腺苷三磷酸，ATP
特殊化学键
物质结构 物质名称 A代表的含义
ATP
核苷酸
DNA
RNA
腺苷（腺嘌呤+核糖）
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
2、以下物质中，“A”分别代表什么含义？

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