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(共43张PPT)
中物理
5.2 细胞的能量“通货”—ATP
学习目标（1min）
1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点 2.根据ATP和ADP的相互转化解释ATP在细胞生命
活动中的作用
自学指导（8min）
阅读课本P86-89，
完成《新坐标》的自主预习部分
核对答案（2min）
1.（1）腺苷三磷酸
（2）A-P~ P~ P
（3） 腺苷 磷酸基团 一种特殊的化学键
2.（1）末端磷酸基团 转移势能
（2） 30.54 高能磷酸化合物
3. 直接能源物质
自学检测（3min）
完成课本89页练习与应用选择题
核对答案：BDBC
萤火虫
能量
为什么会发光？
一、ATP的功能
？
萤火虫发光需要
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
？
能量！
实验过程：
←加入等量发光器粉末
←暗处理15min
←加入等量不同试剂
←黑暗条件下观察是否发荧光
实验结论：
ATP是驱动细胞活动的直接能源物质
ATP 是细胞的直接能源物质
2.ATP的结构简式为？
4.ATP简式中A、T、P、–、~分别代表什么？
3.ATP的中文名称？
腺苷三磷酸
A–P～P～P
A代表腺苷、 T代表三个、 P代表磷酸、
–代表普通化学键 ~代表特殊化学键
1.ATP的组成元素
Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ
核糖
磷酸
腺嘌呤
磷酸
磷酸
～
～
腺苷（A）
AMP（腺嘌呤核糖核苷酸/腺苷一磷酸）
ADP （腺苷二磷酸）
ATP （腺苷三磷酸）
A
（A—P～P～P）
T
P
普通化学键
（1个）
特殊化学键
（2个）
A代表腺苷(腺嘌呤+核糖）
T代表三个 P代表磷酸基团
–代表普通化学键 ~代表特殊化学键
4.ATP简式：A—P～P～P
特殊化学键
/高能磷酸键
核糖
磷酸
腺嘌呤
磷酸
磷酸
～
～
5.是一种高能磷酸化合物(高能磷酸键水解释放能量
30．54kJ／mol)
两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，具有较高的转移势能，容易断裂。
ATP化学性质不稳定，远离A的特殊化学键极易水解断裂，释放大量能量。
特殊化学键
/高能磷酸键
核糖
磷酸
腺嘌呤
磷酸
磷酸
～
～
普通化学键
ATP水解：ADP+Pi+能量
ATP完全水解：腺嘌呤+核糖+磷酸
ATP ADP+Pi+能量
水解酶
特殊化学键
/高能磷酸键
核糖
磷酸
腺嘌呤
磷酸
磷酸
～
～
普通化学键
两个特殊化学键断开，生成的能量是相同的，
能量储存于脱离的磷酸基团
(1)ATP是由C、H、O、N、P组成的。( √ )
(2)ATP是高能磷酸化合物，含有 三 个特殊的化学键。( × )
(3)1个ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。( × )
(4)ATP水解时，两个特殊的化学键都断裂，生成ADP和Pi。( × )
两
腺苷
一
1．如图为ATP分子的结构图，a、b、c表示相应的结构，①②表示化学键。下列叙述正确的是(　　)
A．a表示腺嘌呤，b表示腺苷
B．化学键①与化学键②断开时所释放的能量不同
C．化学键②的形成所需的能量都来自化学能
D．化学键②中能量的释放往往与吸能反应相关联
a腺苷
b腺苷一磷酸
c腺苷三磷酸
化学键①②：～（特殊化学键），断开释放能量相同
②形成即ATP形成过程，能量来自光合作用或呼吸作用
D
A—P~P~P
①
腺苷
腺嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
T
A
C
G
A
T
G
C
②
A
H
④
A
OH
⑤
A
U
G
C
③
知识拓展：不同化合物中“A”的辨析
练一练：下面各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？
腺嘌呤核糖核苷酸
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
2．在ATP、DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，如下图所示，圆圈中的“A”依次表示(　　)
A.腺苷. 腺嘌呤. 腺嘌呤. 腺苷
B.腺嘌呤. 腺嘌呤脱氧核苷酸. 腺嘌呤核糖核苷酸. 腺嘌呤
C.腺苷. 腺嘌呤脱氧核苷酸. 腺嘌呤核糖核苷酸. 腺嘌呤
D.腺苷. 腺嘌呤核糖核苷酸. 腺嘌呤脱氧核苷酸. 腺嘌呤
①腺苷
④腺嘌呤
C
3．已知ATP是一种高能磷酸化合物，下列有关ATP的说法错误的是(　　)
A.在ATP中，两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥
B.离腺苷最远的磷酸基团具有较高的转移势能,容易脱离
C.ATP水解释放的能量与其他分子结合，使后者发生变化
D.ATP水解属于释放能量的过程,并且该过程释放较高能量
核糖
磷酸
腺嘌呤
磷酸
磷酸
～
～
C
课本P86
三、ATP与ADP相互转化
资料1：人体每天进行正常活动所需的ATP量约等于他的体重，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2～10mg。
ATP含量少
资料2：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
长久如此，生物体内的ATP会不会消耗殆尽呢？
ATP—ADP快速相互转化
ATP
能量
能量
ADP
Pi
水解酶
Pi
合成酶
动态平衡
ATP含量很少，ATP和ADP相互转化，时刻不停地发生且处于动态平衡中
ATP与ADP的转化机制，在所有细胞中都是一样的，体现了生物界的统一性，也反映了种类繁多的生物有共同的起源。
ATP ADP+Pi+能量
水解酶
合成酶
A－P~P~P
A－P~P
能量
供给吸能反应
来自放能反应
光合作用
呼吸作用
Pi
Pi
能量
各项生命活动
ATP和ADP的相互转化是可逆反应吗
合成酶
水解酶
物质 可逆，能量和酶 不可逆 不可逆反应
ATP ADP+Pi+能量
水解酶
合成酶
ATP
ADP
水解
合成
吸能反应等
放能反应等
能量
能量
ATP是细胞内流通的能量“货币”
吸能反应 总与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量
放能反应 总与ATP的合成相联系，释放的能量贮存在ATP
人、动物、真菌等
绿色植物
能量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP+Pi+
ATP
酶
人、动物、真菌等：通过呼吸作用分解有机物释放能量
绿色植物：呼吸作用和光合作用
三、ATP的能量来源
四、ATP的利用
用于各项生命活动
用于细胞的主动运输
用于肌肉收缩等运动
（细胞内各种吸能反应）
用于生物发电、发光
用于大脑的思考
……
典例：ATP为主动运输供能机制
典例：ATP为主动运输供能机制
Ca2+
ATP
ADP
Ca2+
ADP
Ca2+
Ca2+ 与载体相应位点结合
ATP水解酶被激活
催化ATP水解：末端磷酸基团脱离,挟能量与载体蛋白结合
载体蛋白磷酸化
载体蛋白空间结构改变
使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外
ATP为主动运输供能的原理：
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，因而可以参与各种化学反应。（87页最后一段）
运输作用
催化作用
ATP水解与ATP合成的比较：
反 应 ATP→ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量→ATP
酶的类型
能量来源
场 所
能量去向
合成酶
水解酶
水解酶
合成酶
活细胞所有部位
细胞质基质、线粒体、
叶绿体等
远离Ａ的特殊化学键的断裂
光能（光合作用）、化学能（呼吸作用）
用于各项生命活动
储存于ATP中
结论 ： 物质是可逆的，能量是不可逆的
直接能源物质---ATP
主要能源物质
--糖类
储能物质
--脂肪
生命活动主要承担者----蛋白质
含易于断裂的 “特殊化学键”, 断裂后放能 。
不含易于断裂 “特殊化学键”
细 胞 内 供 能 的 顺 序
ATP
全称：
结构简式：
ATP的来源：
ATP与ADP相互转化:
ATP的利用：
光合作用
呼吸作用
ATP ADP+Pi+能量
水解酶
合成酶
课堂小结
总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。
腺苷三磷酸
A-P～P～P
各种形式的能量
2．生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、糖原(动物细胞)、
淀粉(植物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。
、
(1)根细胞产生ATP的生理过程为细胞呼吸和光合作用。
( × )
(2)ATP和ADP的相互转化与吸能反应和放能反应联系在一起。 ( √ )
(3)ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，且是生物界的共性。 ( √ )
根细胞——无叶绿体，无法进行光合作用
1．如图表示ATP与ADP之间的转化图，下列分析错误的是(　　)
A．A为ATP，B为ADP
B．能量1和能量2来源不同
C．酶1和酶2是同一种酶
D．C1和C2是同一种物质
A:ATP
B:ADP
呼吸作用、光合作用
各项生命活动
C2:Pi
C1:Pi
酶1——合成酶， 酶2——水解酶
2．如图①②代表物质M、N相互转化的过程，则(　　)
A．萤火虫体内的能量c可来源于光能
B． 吸能反应 一般和M的合成相联系
C．能量d用于过程①时大部分以热能形式散失
D．M、N的相互转化是生物界共有的能量供应机制
M—ATP
N—ADP
c光合作用、
呼吸作用
d：各项生命活动
放能反应
放能反应
不用于①
知识点(三)ATP的利用
(1)ATP释放的能量可用于细胞吸收胆固醇。 (×)
(2)胞吞需ATP水解时释放的能量。 (√)
(3)ATP的水解通常与放能反应相联系。 (×)
(4)ATP是唯一的直接能源物质。 (×)
自由扩散——不需要能量
吸能
最主要
1．下列过程中能使细胞内ADP增加的是(　　)
A．酒精进入肝脏细胞
B．肺泡中的氧气进入血液
C．肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞
D．胰腺细胞分泌胰岛素
消耗ATP
自由扩散
自由扩散
自由扩散
胞吐——需要消耗能量
（ATP供能）
2．ATP是生物体内重要的能源物质。在高等动物体内发生的反应如图所示，下列有关叙述错误的是(　　)
A．AMP可以作为合成ADP及RNA的原料
B．甲过程中释放的能量可以用于萤火虫发光或肌肉收缩
C．丁过程中合成ATP所需的能量可以来自光合作用和呼吸作用
D．催化乙过程和丙过程的酶肯定不是同一种酶
动物合成ATP所需的能量只能来自呼吸作用
1．下图表示ATP的结构，相关叙述正确的是(　　)
A．b键断裂后形成 ADP 和Pi
B．图中的3表示ATP中的字母A
C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成 DNA 的基本单位
D．组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P
ab:高能磷酸键
AMP
ATP：A——腺苷（核糖2+腺嘌呤3）
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
2．当其他条件均可满足时，20个腺苷和90个磷酸最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的特殊化学键个数是(　　)
A．20个和30个　　　　　　 B．20个和40个
C．40个和40个 D．30个和60个
ATP
（A—P～P～P）
普通化学键
（1个）
特殊化学键
（2个）
核糖
磷酸
腺嘌呤
磷酸
磷酸
～
～
腺苷
3．据研究，人体正常细胞中的ATP含量约为0.1 mol，仅能维持细胞5～8 s的基础代谢，但一般细胞可存活3～5个月。其原因是(　　)
A．细胞中有其他直接能源物质
B．ATP可以快速生成
C．一般情况下细胞为休眠状态
D．基础代谢耗能极高
4．ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据下图判断下列叙述正确的是(　　)
A．在主动运输过程中，乙的含量 会 明显增加
B．丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一
C．甲、乙在细胞中的含量低，但二者相互转化的速率高
D．甲→乙和乙→丙过程中，起催化作用的酶的空间结构相同
ATP
ADP
AMP
ATP和ADP相互转化动态平衡
不会
含普通化学键，不含特殊化学键
酶不同 空间结构不同
5．下图表示ATP水解产生ADP的过程。请据图回答下列问题：
(1)图中A表示________，P代表________， ATP脱去两个磷酸基团后可作为________(物质)基本结构单位的一种。
(2)图中①表示________， 其中蕴藏着大量化学能。
(3)图中②表示____________________ 的过程，其作用是____________________。
(4)催化该过程的酶与催化ATP生成的酶________(填“是”或“不是”)同一种酶。
腺苷
磷酸基团
RNA
特殊化学键
特殊化学键断裂释放能量
为生命活动提供能量
不是

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