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(共26张PPT)
第2节 细胞的能量“货币” ATP
第5章细胞的能量供应和利用
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》
问题探讨
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、萤火虫发光需不需要能量呢？
需要，且有能量转换
问题探讨
1.说出ATP的结构。
2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。
3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。
学习目标
教学重点：ATP的结构
教学难点：ATP与ADP之间的相互转化
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的分子结构
(1)、中文名称：腺苷三磷酸，
其中A代表 ，P代表 ，
T代表 。
腺苷
磷酸基团
“三”的意思
(2).结构简式： 。
—代表 ，～代表 ，
A—P～P～P
普通的化学键
特殊的化学键
核糖
腺嘌呤
磷酸基团
(4).ATP组成：1分子腺苷，3分子磷酸基团
腺苷（A）
C、H、O、N、P
腺苷= + 。
腺嘌呤
核糖
(3)、组成元素：
2.ATP与其他几种化合物的关系
预习新知　夯实基础
腺嘌呤
腺苷（A）
腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷三磷酸（ATP）
(1)ATP分子去掉2个磷酸基团
后的剩余部分是什么物质？
提示　腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)若ATP完全水解，会得到哪些成分？
提示　腺嘌呤、核糖、磷酸。
(3)ATP中的A、T与组成DNA分子的A、T 含义是否相同？
提示：ATP中的A是腺苷、T是3个；
组成DNA分子的A是腺嘌呤、T 是胸腺嘧啶
3.ATP特点
(1)ATP不稳定的原因：ATP中两个相邻的磷酸基团都___________________
等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的 。
当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的 携能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
(2)ATP的水解过程就是 的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种 。
教材梳理
预习新知　夯实基础
带负电荷而相互排斥
转移势能
释放能量
高能磷酸化合物
末端磷酸基团
4.功能：ATP是驱动细胞生命活动的 物质
直接能源
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、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。
(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。
资料分析
成人体内ATP的总量是2～10 mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为40 kg，在剧烈运动时ATP的消耗可达0.5 kg/min；在安静状态时，肌肉内ATP所释放能量只能维持肌肉收缩1～2 s。
(1)ATP在细胞内的含量多吗？
突破重难　强化素养
提示　含量很低。
(2)为满足能量的需要，生物体是如何解决这一矛盾的？也就是如何补充生命活动所需要的大量的ATP
提示　通过ATP和ADP之间迅速地相互转化。
二、ATP与ADP之间的相互转化
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
（一）ATP与ADP之间的相互转化
动物和人等
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi
2、ADP转化成ATP的过程
+ 能量
ATP
ATP合成酶
ATP－ADP的相互转化
A－P~P~P
A－P~P
H2O
Pi
能量
酶
酶
能量
光合作用
呼吸作用
（2）ATP与ADP转化的特点
①ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停地发生并且处在 之中的。
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，这体现了 。
动态平衡
生物界的统一性
ATP与ADP的相互转化具有普遍性
（1）转化原因：ATP分子中远离A的磷酸基团具有较高的
转移势能，很容易水解。
3.转化原因及特点
反应 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
反应类型 _________ _________
酶的类型 _______ _______
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等
能量来源 磷酸基团的转移势能 有机物中的化学能、光能
能量去向 _________________ ___________________
4.ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。
结论：_________________________________________________________
。
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
用于各项生命活动
储存于ATP中
物质是可逆的，能量和酶是不可逆的，因此ATP和ADP
的相互转化不是可逆反应
三.ATP的利用
(1)ATP的利用实例
动运输
主
物质合成
思考
Ca2+
Ca2+
Ca2+
ADP
P
ATP
ADP
P
ATP为主动运输供能的机理
Ca2+载体蛋白的磷酸化
①参与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，其酶活性就被激活了。
②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
③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
(2)ATP供能的机理
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
A－P~P~P
A－P~P
H2O
Pi
能量
酶
供给
吸能反应
酶
能量
来自
放能反应
吸能反应：与ATP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。
(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”
课堂小结
“A”的比较(说出圆圈里所表示的含义）
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
经典例题：
解析　实验结果说明葡萄糖不是荧光器发光的直接能源，但是不能说明葡萄糖不能作为能源物质，C错误。
1.萤火虫腹部的发光器由部分组织细胞构成，离体的发光器会逐渐失去发光能力。将发光器研磨液分为两组，分别滴加等体积的ATP溶液和葡萄糖溶液后，ATP组立即重新出现荧光，葡萄糖组重新出现荧光的时间滞后。下列叙述不正确的是
A.发光器离体后细胞内能源物质逐渐耗尽
B.实验结果说明ATP是直接的能源物质
C.实验结果说明葡萄糖不能作为能源物质
D.有机物中的化学能可转化为发光的光能
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
√
11
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13
14
15
16
17
18
2.(2020·天津高一期末)下图是人体细胞代谢部分简图，图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是
A.甲→乙→丙→丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同
B.丙是RNA的基本组成单位之一
C.丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成
D.在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
√
11
12
13
14
15
16
17
18
3.生物体内含有ATP、GTP、UTP、CTP等高能磷酸化合物，它们结构上的差异是组成分子的碱基种类不同，功能上的差异主要体现在为生命活动供能的情况不同(如下表)。下列相关叙述正确的是（ ）
高能磷酸化合物 ATP GTP UTP CTP
主要作用 能量通货 蛋白质合成 糖原合成 脂肪和磷脂的合成
A.UTP的名称是尿苷三磷酸，其中“U"代表尿嘧啶
B.UTP三个特殊化学键断裂所释放能量供糖原合成
C.由CTP的作用推测其在内质网中含量较多
D.细胞内的吸能反应一般与高能磷酸化合物合成相关
随堂练习
In-class practice
C

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