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浙科版2019版必修一
第三章 细胞的代谢
细胞是生物体结构单位，也是生物体的功能单位。细胞怎样完成相应的功能呢？每一个细胞内都发生着多种复杂的化学变化。这些复杂的变化称为细胞的新陈代谢，简称细胞的代谢。为了保证细胞的代谢正常进行，细胞需要与外界环境发生物质交换，细胞之间也要发生物质交换，细胞内要有一定的机制才能确保细胞内化学变化的有序和高效。
生物的一切活动，例如人的行走、阅读、思维、心跳、胃肠的蠕动等都需要消耗能量。没有能量的消耗，我们就是一坨“肉”。
那这些生命活动的能量来自哪儿呢
？
糖类
太阳能
脂肪
蛋白质
那么又是谁直接为我们的生命活动提供能量呢
？
第一节 ATP是细胞内的“能量通货”
夏季晴朗的夜晚，我们在野外可以看到一闪一闪的亮光，这是萤火虫在飞舞时发出的光，称为荧光。萤火虫的荧光是怎样形成的？
资料一 萤火虫发光
ATP供能
资料一 萤火虫发光
夏秋睛朗的夜晚，我们在野外可以看到一闪一闪的亮光，这是萤火虫在飞舞时发出的光，称为荧光。萤火虫以荧光作为求偶的信号，吸引异性个体前来交尾。不同种类的萤火虫所发出的荧光有不同的特点。
萤火虫的荧光是怎样形成的？萤火虫的腹部后端具有发光细胞，细胞内含有一种称为荧光素的发光物质。研究萤火虫发光原理时发现，荧光素在接受ATP中的能量时可以被激活，与氧发生化学反应形成氧化荧光素，而荧光则是这些化学反应的副产物。
荧光素
能量
荧光素酶
氧气
激活的荧光素
氧化的荧光素
发出
荧光
资料二 肌肉收缩实验
有学者利用刚刚失去收缩功能的离体肌肉进行实验:
B
A
葡萄糖溶液
ATP溶液
结果：A组肌肉没有收缩，B组肌肉收缩
上述实验结果能说明了什么？
葡萄糖不能直接被肌肉利用，而ATP可以，ATP是直接能源物质。
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
一、 ATP是细胞生命活动的直接能源
荧光素
能量
荧光素酶
氧气
激活的荧光素
氧化的荧光素
发出
荧光
ATP中的化学能
光能
萤火虫发光是一个由化学能转化为光能的过程。
ATP是什么呢？
二、 ATP的结构及特点
（1）ATP的中文名称？
（2）ATP化学组成与元素组成？
（3）ATP的结构简式，其中A、P、—、～分别代表什么？
（1）ATP的中文名称
腺苷三磷酸
adenosine triphosphate
（ATP）
腺苷(A)
三个磷酸基团
二、 ATP的结构及特点
1.元素组成：
C、H、O、N、P
2.化学组成：
1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团
腺苷(A)
3.ATP中：A指腺苷，T指三个，P指磷酸基团
（2）ATP的元素组成与化学组成
二、 ATP的结构及特点
P
～
～
A
P
P
“—” ——
“～” ——
“普通磷酸键”
“高能磷酸键”
（易水解、易形成、高能量）
远离腺苷的高能磷酸键更容易水解
水解一个高能磷酸键形成ADP
水解两个高能磷酸键形成AMP
（即腺嘌呤核糖核苷酸是RNA基本单位之一）
（3）ATP的结构简式
二、 ATP的结构及特点
一般将水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。
1molATP水解时释放的能量高达30.54kJ，所以ATP是高能磷酸化合物。
小资料
一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。是因为ATP在细胞中含量很高吗？
资料三
ATP含量很低
ATP只有不断生成，生命活动才得以发生。
ADP
资料四
ATP与ADP只有保持动态平衡，生命活动才得以有条不紊地发生。
ATP
ADP
+
P
在细胞中ATP转化率非常高，不到1min内就要发生转化。
ATP的水解：
H2O
能量的来源：
能量的去向：
反应场所：
远离腺苷的高能磷酸键水解
用于需能的各项生命活动(如肌肉收缩、神经细胞活动等)
任何活细胞内需要能量的结构
在活细胞中，ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中，但含量很低。ATP怎样保证细胞各种活动的需要呢？
三、 细胞内ATP与ADP保持动态平衡
ATP-ADP动态转化即ATP的水解与合成
ATP的合成:
H2O
能量的来源：
能量的去向：
反应场所：
呼吸作用分解有机物释放的化学能
光合作用中吸收的光能
储存于高能磷酸键
细胞溶胶、线粒体、叶绿体
三、 细胞内ATP与ADP保持动态平衡
ATP—ADP循环图示
ATP
水解
ATP水解所产生的能量用于吸能反应
ATP-ADP循环：通过ATP的合成和水解，
使放能反应所释放的能量用于吸能反应。
ADP
脱水
合成
ATP合成的能量来自放能反应
+Pi
三、 细胞内ATP与ADP保持动态平衡
放能
吸能
ATP合成 ATP水解
场所 细胞内所有需要_____的结构
反应条件（酶）
“能量来源” 呼吸作用分解有机物释放的________和光合作用中吸收的______ 储存在ATP_______________
______________中的化学能
“能量去路”
细胞溶胶、线粒体、叶绿体
ATP合成酶
ATP水解酶
化学能
光能
远离腺苷的
能量
高能磷酸键
ATP和ADP的相互转化是可逆反应吗？
ATP
ATP合成酶
ATP水解酶
ADP + Pi
+ 能量
不是
用于需能的各项生命活动
储存于高能磷酸键
物质可逆，能量不可逆！
1. 肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。
2. 一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。
资料五：
思考:通过以上资料，你能得到什么信息？
①细胞中ATP含量很少
②ATP产生速度很快
ATP作为细胞中普遍存在的能量载体，在细胞内能量转换和利用中起着关键作用，ATP所含能量不多，像小额钞票一样，便于流通使用，所以被称为“能量通货”。
三、 细胞内ATP与ADP保持动态平衡
生物体中与能量有关的物质
①直接能源物质---ATP
②主要能源物质---糖类
③主要贮能物质---油脂
④植物特有的贮能物质---淀粉
⑤动物特有的贮能物质---糖原
⑥最终能量来源---太阳能
1.如图表示ATP与ADP之间的转化图,可以确定 (　　)
A.A为ADP，B为ATP
B.能量1和能量2来源相同
C.酶1和酶2是同一种酶
D.X1和X2是同一种物质
ATP
ADP
D
2.ATP在细胞内的含量及其生成是（ ）
A.很多，很快 B.很少，很慢
C.很多，很慢 D.很少，很快
D
3.ATP之所以能作为能量的直接来源是因为( )
A．ATP在细胞内数量很多
B．ATP中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定
C．ATP中的高能磷酸键很稳定
D．ATP是生物体内唯一可以释放能量的化合物
B
4.ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是( )
A.ATP中的A由腺嘌呤和核糖组成
B.ATP中含有3个高能磷酸键
C.ATP水解所释放的能量可用于肌肉收缩
D.ATP在细胞中易于再生，是细胞中普遍使用的能量载体
B
ATP
O
P
P
P
~
~
核糖
腺嘌呤
磷酸基团
OH
简写：A-P~P~P
动态平衡
课堂总结

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