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(共21张PPT)
5.2 细胞的能量
“货币”ATP
问题探讨
《秋夕》——杜牧
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。
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
讨论
萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号，以便繁衍后代。
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。
细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
【相关资料】萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素
荧光素酶
氧气
荧光
能量
主要的
能源物质？
糖类
主要的
储能物质？
脂肪
这些物质能为萤火虫发光直接供能吗
？
探究：萤火虫发光的直接能源物质是什么
【材料】萤火虫发光细胞研磨成的粉末、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸馏水等。
取4支试管，编号1、2、3、4，向各试管分别加入萤火虫发光细胞研磨成的粉末和2mL蒸馏水，各试管均发出荧光；一段时间后，荧光消失
1
2
3
4
2ｍL
蒸馏水
2mL
葡萄糖溶液
2mL
脂肪溶液
2mL
ATP溶液
结论：萤火虫发光的直接能源物质是ATP。
发出荧光
(1)主要能源物质：糖类
(2)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)
(3)良好储能物质：脂肪
(4)直接能源物质：ATP
(5)最终能量来源：太阳能
生物体内的能源物质总结
(腺嘌呤核糖核苷酸)
腺苷一磷酸，AMP
腺苷二磷酸，ADP
腺苷三磷酸，ATP
一、ATP是一种高能磷酸化合物
A :
P :
中文名称：
组成元素：
C、H、O、N、P
腺苷三磷酸
A—P～P～P
腺苷（腺嘌呤＋核糖）
磷酸基团
ATP结构简式
模型图
一、ATP是一种高能磷酸化合物
物质结构 “A”的含义
核糖
A
P
~
P
P
~
….A U G C ….
A-P～P ～P
核糖
A
P
腺苷（腺嘌呤+核糖）
腺嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
易错点：不能正确区分不同化合物中“A“的含义
一、ATP是一种高能磷酸化合物
为什么β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂？
ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
ADP相互排斥的磷酸基团减少，势能降低
磷酸基团携带转移的“势能”与其他分子结合
H2O
ADP
腺苷二磷酸
磷酸
能量高达30.54kJ/mol
酶
ATP的化学组成和特点
一、ATP是一种高能磷酸化合物
腺嘌呤
核糖
~
~
P
P
P
水解酶
+
Pi
ADP
ATP
能量
+
ATP的特点：
含量少，转化快！
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP：
ADP：
去路：用于各项生命活动
来源：远离腺苷的特殊化学键
能量
A-P～P～P
A-P～P
不稳定,易断裂,也易形成
能量
？
动态平衡
二、ATP与ADP可以相互转化
光
合
作
用
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
人、动物、真菌、
多数细菌等
绿 色 植 物
能量
ADP + Pi +
ATP
酶
有机物
氧化分解
ATP合成所需能量的来源：
二、ATP与ADP可以相互转化
放能反应
吸能反应
2. 转化的特点：
①时刻不停地发生且处于动态平衡之中
②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是
一样的，体现了生物界的统一性
③ATP与ADP相互转化过程中，物质可逆，能量不可逆，催化的酶
不同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。
④能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。
p
p
p
p
p
能量
Pi
能量
Pi
合成
水解
ATP与ADP相互转化示意图
葡萄糖等
氧化分解
释放能量
蛋白质合成
等吸收能量
ATP是细胞内流通的能量“货币”
项目 ATP的水解 ATP的合成
反应式
所需酶
能量来源
能量去向
反应场所
联系 物质可逆，能量不可逆
ATP水解酶
ATP合成酶
储存于ATP中的化学能
光能（光合作用）
化学能（细胞呼吸）
用于各项生命活动
储存于ATP中
生物体的需能部位
细胞质基质、线粒体、叶绿体
ADP＋Pi＋能量
ATP
水解酶
ADP＋Pi＋能量
ATP
合成酶
思考：ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗
ATP的水解和合成不属于可逆反应
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。
光能
电能
机械能
渗透能
化学能
生物发光
主动运输、胞吞胞吐
蛋白质合成
肌肉收缩
电鳐发电、大脑思考
三、ATP的利用
三、ATP的利用
参与Ca2+ 主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+ 与其相应位点结合时，其酶活性就被激活。
在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。
载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外。
1
2
3
ATP为主动运输供能示意图
三、ATP的利用
呼吸作用等释放能量(放能反应)
水解
生命活动(吸能反应)
合成
ATP
ATP是细胞内流通的能量“货币”
认同ATP是细胞内的能量“货币”
就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。
如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量,是吸能反应,这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。
如葡萄糖的氧化分解能够释放能量,是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,还用于ADP转化为ATP的反应,储存在ATP中。
拓展应用
1、下列哪些生理活动不会导致细胞内ADP增加的是（　）
A. 小肠吸收K+和Na+ B. 肾小管对葡萄糖的吸收
C. 甘油进入小肠 D. 核糖体合成蛋白质
2、下图是ATP与ADP之间的转化图，可以确定(　)
A. A为ATP，B为ADP
B. 酶1和酶2是同一种酶
C. X1和X2是同一种物质
D. 能量1和2的来源相同
C
C
3.细胞内的能量供应机制如图所示,下列说法中错误的是 (　　)
A.图中X代表的是ATP
B.ATP与ADP之间可以相互转化
C.酶Ⅰ和酶Ⅱ是同一种酶
D.ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的统一性
C
4.下列有关ATP的叙述，错误的是(　　)
A.ATP分子水解去掉两个磷酸基后变成了RNA的基本单位
B.ATP分子中储存着大量的活跃化学能，是一种高能磷酸化合物
C.ATP是生物的主要能源物质
D.ATP水解成ADP时，是远离A的特殊的化学键断裂，释放能量
C

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