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第三章 细胞中能量的转换和利用
生命活动需要酶和能源物质
第3课时 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
第一节
学习目标
与
核心素养
1
简述ATP的化学组成和特点并写出ATP的分子简式；
2
解释ATP在能量代谢中的作用。
通过ATP与ADP相互转换示意图，初步形成图文转化能力和用规范的生物学语言来表述问题的能力；
通过资料分析，培养学生分析问题，提取信息的能力。
1
2
1、一切生命活动都需要能量
能量来自哪里呢？
一切生命活动都需要能量，包括生长、发育、运动和生殖
问题探讨
在生命系统中：糖类、脂肪和蛋白质都含有能量，这些能量都储存在化学键中。其中
主要的能源物质是：
主要的贮能物质是：
糖类
脂肪
碳氢键（C-H）
碳碳键（C-C）
碳氧键（C-O）
以糖类为例
大分子
酶
能量
小分子
木材中葡萄糖分子的燃烧时，大多数的能量以热能的形式释放。
氧化
分解
能量
细胞内的葡萄糖分子
热能
ATP
这些能源物质中都是驱动细胞生命活动的直接能源物质吗？
为生命活动提供能量
银烛秋光冷画屏，
轻罗小扇扑流萤。
天街夜色凉如水，
卧看牛郎织女星。
—杜牧《秋夕》
能量
荧光素+氧气
荧光素酶
氧化荧光素+荧光
诗词鉴赏
求偶
发光的原理是什么？
为什么萤火虫会发光？
背景材料
【提出问题】
是谁直接给萤火虫发光提供能量呢？葡萄糖，脂肪，还是其他物质？
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管,各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟荧光消失，然后……
【设计实验】
实验探究
【实验现象分析】
荧光消失
暗处
A
B
C
D
２ｍｌ葡萄糖溶液
２ｍｌATP溶液
２ｍｌ脂肪溶液
２ｍｌ蒸馏水
有荧光出现
无荧光出现
无荧光出现
无荧光出现
15min
这说明了什么呢？
是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP
2.1
2. ATP是一种高能磷酸化合物
2.2
2.4
2.3
2.5
ATP的结构
ATP与ADP的相互转化
ATP的利用
ATP的生理功能
ATP的供能原理
2.1 ATP的生理功能
ATP有着什么样的结构与之相适应呢？
在动植物细胞的物质代谢中，往往伴随能量的转化，ATP则在能量转化过程中具有枢纽作用的物质。
2.2 ATP的结构
腺苷
核糖
腺嘌呤
磷酸
ATP的分子结构式
1.中文名称：
腺苷三磷酸
A-P～P～P
2.结构简式：
代表磷酸基团
表示容易断裂的磷酐键
（2个）
（腺苷）
代表腺嘌呤核苷
P：
～：
A：
T：
代表三
（3个）
2.2 ATP的结构
磷酸基团(Pi)
磷酐键
腺苷(A)
~
~
腺嘌呤
核糖
P
P
P
2.3ATP 的供能原理
在这个过程中，ATP是通过基团转移，而不是简单的水解提供能量，ATP转移的基团是一个磷酰基（-PO32-）而不是磷酸基（-OPO32-）。
~
腺嘌呤
核糖
P
P
ADP（腺苷二磷酸）
Pi（HPO42-）
~
P
磷酐键
能量
说明：
很低
ATP在细胞内的含量_________
ATP在细胞内的转化_________
十分迅速
从这则资料中，你能得出生物体内的ATP有什么特点？
特点
经过复杂的测算发现：
在人的肌细胞中，ATP提供的能量只能维持不到1s 的激烈运动。
一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。人体中ATP的总量却只有大约50.7g。
氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会死亡。
2.4 ADP和ATP的相互转化
A — P ~ P ~ P
A — P ~ P
能量
ATP
ADP + Pi + 能量
ATP酶
+ Pi
各种生命活动
1. ATP的水解
ATP
ADP
ATP酶
能量
Pi
ATP和ADP相互转化的示意图
2.4 ADP和ATP的相互转化
2. ATP的合成
ATP
ADP
能量
Pi
ATP酶
ATP合酶
ADP转化成ATP时所需能量主要来自哪里？
动物、真菌等
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi
ATP
能量
+
ATP合酶
深度探究
这两个反应是可逆反应吗？试从物质、能量、反应条件角度分析。
能量的来源和去向不同
酶不一样
不属于
ＡＤＰ＋Ｐｉ＋能量　　　　 ＡＴＰ
ATP酶
ATP合酶
2.5ATP的利用
理解：ATP是细胞的能量“通货”
储存能量的有机大分子
有机物氧化分解释放的能量虽不直接用于生命活动，但可以用于ADP转化为ATP的反应，并储存在ATP中，再通过ATP转化为ADP的反应，满足生物体生命活动对能量的需求。所以，有人形象地把ATP比作驱动细胞中各种生命活动的通用能量货币。
ATP分子
2.5ATP的利用
用于大脑思考
用于主动运输 、细胞的生长分裂等
用于恒定体温
肌细胞收缩
用于生物发电
用于生物发光
机 械 能
渗 透 能
光 能
热 能
电 能
电 能
用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全、心肌疾患及肝炎等能量缺乏症状的辅助治疗。
学以致用
【适 应 症】
课堂小结
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP是一种高能磷酸化合物
一切生命活动都需要能量
ATP的结构
ATP与ADP的相互转化
ATP的利用
ATP的生理功能
ATP的供能原理
1. 30个腺苷和60个磷酸基最多能组成ATP（ ）个。
A. 10 B. 20 C. 30 D. 60
2. 绿色植物细胞中，能生成ATP的细胞器有（ ）
A. 叶绿体和线粒体 B. 线粒体和核糖体
C. 核糖体和高尔基体 D. 高尔基体和线粒体
随堂练习
B
A
3. 关于“ ATP ADP+Pi+能量”的叙述，不正确的是（ ）
A. 上述反应存在着能量的释放和储存
B. 所有生物体内ADP转变成ATP所需的能量都来自呼吸作用
C. 这一反应在活细胞内处于动态平衡
D. 这一过程保证了生命活动的顺利进行
随堂练习
B
酶
酶
4.下列关于ATP的描述中，正确的是（ ）
A. ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高 能磷酸化合物
B. ATP的中文名称腺苷三磷酸
C. ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D. ATP中在细胞内可大量存在
随堂练习
B
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