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(共18张PPT)
5.2细胞的能量“货币”ATP
第五章　细胞的能量供应和利用
1.ATP的结构及特点
2.ATP与ADP的相互转化
3.ATP的产生和利用
1.酶的化学本质、基本单位、作用、作用的本质
2.酶的特性
3.探究温度对酶活性的影响实验，应选择什么做底物，为什么？应设计几组实验？若探究最适温度应设计几组实验
4.探究PH对酶活性的影响实验，应选择什么做底物，为什么？
5.活化能的概念
6.酶在化学反应前后变不变？是否参与化学反应？
7.酶的催化效率高的原因
8.自变量是指 无关变量是否对实验无影响？
9.低温和高温降低酶的活性的机理是否相同？
课前回顾
讨论：1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质
有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
3.萤火虫发光的过程有能量的转化吗？
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
萤火虫的发光原理
细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
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
1.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？
思考
2.实验结果说明什么？
细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
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
细胞活动直接供能物质——
ATP
一、ATP的结构及特点
ATP的结构
结构简式
A — P ~ P ~ P
ATP去掉两个磷酸集团后的剩余部分（AMP）是组成RNA的基本单位之一
—腺嘌呤核糖核苷酸
思考：ATP与RNA有何关系？
一、ATP的结构及特点
C、H、O、N、P
腺苷
磷酸基团
A-P~P~P
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，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，即具有较高的转移势能。
特殊的化学键
1molATP水解释放的能量多达30.54KJ，所以说
≠能量
思考：与ATP元素组成相同的化合物？
功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
核酸、磷脂
ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物
不同式子中A代表的含义归纳
共同点:
都含有腺苷
一、ATP的结构及特点
课堂随测
1. ATP是 的英文名称缩写。
2. ATP分子的结构式可以简写成 ，其中A代表 ，它是由 和 组成， P代表 ，～代表一种 ，
3. ATP分子中大量的化学能就储存在 中。
4. ATP可以水解，实际上是指 。特殊化学键中水解时释放的能量多达 ， 所以说ATP是细胞内的一种 。
一、ATP的结构及特点
二、ATP与ADP的相互转化
ATP 酶 ADP + Pi + 能量
ADP+Pi+ 能量 酶 ATP
ATP水解：
ATP合成：
二、ATP与ADP的相互转化
（2）ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处在动态平衡之中，保证了稳定供能。
ATP与ADP的相互转化的特点：
（1）伴随能量的储存和释放
注：ATP在细胞内含量很少，转化快。
思考：ATP与ADP的相互转化是否为化学上的可逆反应
从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的
二、ATP与ADP的相互转化
科学家在研究细胞内ATP的含量时得到如下图的实验结果。
ATP含量
O2含量
思考：
（1）此图说明了什么？
ATP在细胞内的含量是相对稳定的。
（2）ATP数量的相对稳定有何意义？
保证生命活动的所需能量的稳定供应。
（3）ATP在细胞中的含量很少，如肌肉细胞中的ATP仅能维持2秒钟左右，那肌肉细胞是如何使细胞内的ATP含量保持相对稳定的呢？
ATP的迅速再生
三、ATP的产生和利用
大脑思考
生物发光
肌肉收缩
主动运输
机械能
三、ATP的产生和利用
ATP
机械能（如肌细胞收缩）
热能（如维持体温）
渗透能（如主动运输）
电能（如电鳐放电）
光能（如萤火虫发光）
转
化
为
化学能（如葡萄糖和果糖合成蔗糖）
ATP的生理功能：
生物体中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接供能的。
三、ATP的产生和利用
①Ca2+激活ATP水解酶的活性（载体蛋白）
②ATP使载体蛋白磷酸化
③磷酸化的载体蛋白空间结构发生改变
ATP水解酶释放的 使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后， 发生变化， 也发生变化，因而可以参加各种化学反应
ATP利用的原理：
磷酸基团
空间结构
活性
三、ATP的产生和利用
ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理(P一89)，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
ATP荧光检测仪
课堂随测二
1. 细胞内吸能反应一般与＿＿＿＿的反应相联系，由＿＿＿＿提供能量；
2. 放能反应一般与＿＿＿＿的反应相联系，释放的能量储存在＿＿＿＿＿中。
3. 也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
4. ATP的利用举例：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
反应类型
反 应 ATP→ ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量 → ATP
反应场所
能量来源
相应 生理活动
结论 ： ATP水解
生物体需能部位
特殊的化学键
ATP合成
线粒体、叶绿体、
细胞质基质等
有机物中化学能的氧化分解（细胞呼吸）;光能（光合作用）
ATP合成水解反应的酶、能量的来源去路，反应场所不同，因此两者的相互转化是不可逆的。物质是可逆的，能量是不可逆的
水解酶
合成酶
主动运输，发光发电，大脑思考，肌肉收缩等吸能反应
主要是光合作用和细胞呼吸
能量直接来源
主要能源物质
生物体内重要储能物质
动物细胞内的储能物质
植物细胞内的储能物质
最终能源来源
ATP
糖类
脂肪
脂肪、糖原
脂肪、淀粉
太阳能
有关能源物质的小结：
小结

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