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第五章 细胞的能量供应和利用
第5.2节
细胞的能量“货币”——ATP
课堂导入
1
“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。
讨论：
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
主要是为了互相传递信号，繁衍后代
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质
3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有转变成光能时，萤火虫才能发光
萤火虫发光的原理
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
本节目标
·
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP与ADP可以相互转化
ATP的利用
ATP是一种高能磷酸化合物
2
一、ATP的结构
C
N
N
C
C
C
N
H
H
N
N
C
H
OH
C
C
C
C
O
OH
H
H
H
C
H
H
O
P
O
H
O
OH
P
O
～
O
OH
P
O
～
O
OH
腺嘌呤
核糖
三个磷酸基团
腺苷（A）
A-P～P～P
（～代表一种特殊的化学键）
A-P～P～P
水解酶
A-P～P + Pi
能量
（ADP）
（ATP）
（-）
（-）
（-）
中文名称：
三磷酸腺苷
P：
磷酸基团
～：
高能磷酸键
（3个）
（2个）
—：
普通磷酸键
（1个）
A：
腺苷
=腺嘌呤+核糖
（1）ATP的组成元素有哪些？
（2）ATP由什么构成？
（3）磷酸基团带负电，从电荷角度出发，ATP分子有什么特点？
C、H、O、N、P
腺苷+3个磷酸基团
腺苷三磷酸
高能磷酸键
两个相邻的磷酸基团都带负电荷，相互排斥使得这种化学键不稳定。
在这种相互排斥作用下，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。
当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。这一过程中1molATP水解释放的能量高达30.54kJ。
ATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。
注意：
归纳总结：
A–P～P～P
A C G T
T G C A
U G A G
A
①:腺苷
②：腺嘌呤
③：腺嘌呤脱氧核苷酸
③：腺嘌呤脱氧核苷酸
ATP与ADP可以相互转化
3
（1）ATP的水解
+
Pi
+
ADP
能量
为各项生命活动提供能量
不稳定,易断裂,也易形成
游离的磷酸
ATP
（2）ATP的合成
ADP
+
Pi
+
能量
酶
ATP
能量从哪里来呢？
A-P～P～P
水解酶
A-P～P + Pi
合成酶
能量
能量
30.54 KJ/mol
（ADP）
（ATP）
高能磷酸化合物
相互转化特点
（1）一般地说，ATP在细胞内形成后不到1 min的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的。为了高效的利用ATP，细胞中的ATP形成后很快就会被分解利用，所以细胞中ATP的含量并不多。ATP与ADP的相互转化十分迅速，处于动态平衡之中。
(2)ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。
思考：ATP与ADP的相互转化是否可逆
ATP
酶
酶
ADP +Pi
+能量
不可逆，ATP水解是在水解酶的作用下完成，ATP的合成是在合成酶的作用下完成。而且物质可逆，能量不可逆。
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的统一性。
动物、人
真菌、多数细菌等
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
水解酶
ADP+ Pi
合成酶
能量
能量
ATP
用于
糖类
绝大多数生命活动
呼吸作用
光合作用
绿色植物
呼吸作用
放能反应
吸能反应
放能反应一般与ATP的________相联系，
吸能反应一般与ATP的________相联系。
合成
水解
ATP——
细胞的能量货币
ATP与ADP相互转化的比较
ATP的合成 ATP的水解
反应式
所需酶
能量来源
能量去路
反应场所
细胞质基质、线粒体、
叶绿体
生物体的需能部位
ATP合成酶
ATP水解酶
光能（光合作用）、
化学能（细胞呼吸）
储存在特殊化学键
中的能量
储存于形成的特殊化学键中
用于各项生命活动
ADP＋Pi＋能量 ATP
酶
ATP ADP＋Pi＋能量
酶
为什么说ATP是细胞的能量“货币”？
思考
（一）ATP是生命活动的直接供能物质
原理：ATP水解释放的磷酸基团可以使蛋白质等分子磷酸化，使其空间结构发生变化，活性改变。
（二）ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。
(2)放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
(3)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。
有机物：
线粒体
ATP：
大额支票
银行
现 金
ATP:细胞的能量“货币”
ATP的利用
3
用于主动运输
ATP
用于生物放电
用于生物发光
用于大脑思考
用于各种运动，如肌细胞收缩
用于物质合成
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP提供能量的。
用于主动运输
用于各种运动
用于生物发电
用于大脑思考
ATP
葡萄糖+果糖→ 蔗糖
酶
用于细胞内各种吸能反应
ADP+Pi
+
能量
ATP
中文名称
结构简式
利用
呼吸作用
光合作用
酶1
酶2
三磷酸腺苷
A—P～P～P
直接用于各项生命活动
课堂小结
谢谢！

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