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第5章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币”ATP
银烛秋光冷画屏，
轻罗小扇扑流萤。
天街夜色凉如水，
卧看牵牛织女星。
——杜牧《秋夕》
萤火虫
【资料1】萤火虫的发光原理
萤火虫的尾部发光细胞中有
荧光素和荧光素酶。
ATP提供的能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化荧光素
发出
1、萤虫发光的生物学意义是什么？
相互传递求偶信号，以便繁衍后代。
2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
腹部后端细胞内有荧光素。
3、萤火虫发光的过程有能量转化吗？
有
化学能→光能
萤火虫发光的原理
科学家运用这一原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。
能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素
发出荧光
萤火虫发光需要
能量！
主要能源物质？
主要储能物质？
糖类
脂肪
这些物质能为萤火虫发光直接供能吗
糖类、脂肪 等有机物（化学能）
ATP
能量
细胞的能量“货币”
ATP是生命活动的直接能源物质
生命活动
能量
核糖
腺嘌呤
磷酸基团
组成：1分子腺苷，
3分子磷酸基团
1、ATP ：中文名称—腺苷三磷酸，（旧称：三磷酸腺苷）
腺苷（A）
一、ATP是一种高能磷酸化合物
2、组成元素：C、H、O、N、P
假如用 代表腺嘌呤、
代表核糖、 代表磷酸基团，
尝试构建ATP的模型。
A
P
核糖
腺嘌呤
腺苷（A）
AMP腺苷一磷酸
ADP腺苷二磷酸
ATP腺苷三磷酸
说明：
AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，
是RNA的基本单位之一。
~ P
~ P
ATP是一种高能磷酸化合物
3、结构简式：
A–P～P～P
腺苷
（腺嘌呤+核糖）
（旧称：高能磷酸键）
磷酸基团
普通化学键
特殊化学键
A-P~P~P
A-P~P：腺苷二磷酸
ADP
A-P：腺苷一磷酸
AMP
A-P~P~P
腺苷三磷酸
ATP
(30.54 KJ/mol)
一、ATP是一种高能磷酸化合物
化合物 结构简式 “A”含义 共同点
ATP
DNA RNA 核苷酸 4.不同化合物中“A”的辨析
腺苷
(由腺嘌呤和核糖组成)
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
ATP水解酶
1、ATP转化成ADP的过程
A–P～P～P
A–P～P + Pi +
能量
ADP
（腺苷二磷酸）
不稳定,易断裂,也易形成
二.ATP和ADP可以相互转化
游离磷酸
ATP
（腺苷三磷酸）
用于各项生命活动
场所：
活细胞所有部位
ATP合成酶
2、ADP转化成ATP的过程
二.ATP和ADP可以相互转化
A–P～P + Pi
+ 能量
ADP
（腺苷二磷酸）
游离磷酸
A–P～P～P
ATP
（腺苷三磷酸）
动物和人
绿色植物
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
线粒体、细胞质基质、叶绿体等
场所：
反 应 ATP→ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量→ATP
反应类型
酶的类型
场　　所
能量来源
能量去向
酶
酶
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
活细胞所有部位
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
特殊化学键
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存特殊化学键中
结论 ：物质是可逆的反应、能量是不可逆的
3、atp与adp的相互转化是可逆反应吗？
成人一天在静止状态下消耗的ATP为40kg，在紧张活动的下，ATP的消耗可达0.5kg/min。
细胞内ATP含量低，
消耗大，转化快
研究显示：
2、人体中ATP的总量只有大约0.1mol。人体细胞每天的能量需要水解200-300 mol的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次
4、吸能反应和放能反应
ATP
合成酶
水解酶
ADP + Pi
+ 能量
吸能反应：与ATP的水解相联系，如合成蛋白质、合成淀粉等。
放能反应：与ATP的合成相联系，如葡萄糖的氧化分解等。
二.ATP和ADP可以相互转化
呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）
释放能量(放能反应)
合成
水解
生命活动(需/吸能反应)
ATP
能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应中流通，所以把ATP比喻为细胞的能量“货币”
注意
2. 细胞内ATP含量少， 但ATP和ADP相互转化十分迅速，使得ATP含量处在动态平衡之中，保证了生物体内部稳定供能环境。
1.ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质。
3. ATP并不是细胞内唯一直接能源物质，如存在于各种细胞内的UTP、GTP、CTP。
二.ATP和ADP可以相互转化
三.ATP的利用
用于主动运输
ATP
用于生物放电
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
细胞内各种吸能反应
生物发光　　　　　　　　　　　　　　　　　
渗透能
电能
光能
用于各种运动，如肌细胞收缩
机械能
化学能
热能
用于恒定体温
（热能）
ATP水解释放的 使 等分子 化。这些分子被 后，
发生 变化， 也被改变，因而可以参与各种 。
磷酸基团
磷酸
蛋白质
空间结构
活性
化学反应
磷酸化
ATP为主动运输供能的机理
能源来源 能量直接来源
主要能源物质
生物体内良好储能物质
动物细胞内的储能物质
植物细胞内的储能物质
最终能源
ATP
糖类
脂肪
糖原
淀粉
有关能源物质的回顾与小结：
太阳能
组成元素：
结构简式：
ATP的水解：
ATP的功能：
细胞生命活动的直接供能物质
ATP
C、H、O、N、P
ATP的合成：
A–P～P～P
课堂小结
ATP→ADP+Pi+能量
酶
ADP+Pi+能量→ATP
酶
THANKS

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