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(共19张PPT)
第2节 细胞的能量“货币”ATP
第五章：
萤虫发光的生物学意义是什么？
相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。
萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
化学能转变为光能。
腹部后端细胞内有荧光素。
问题探讨
秋夕
杜牧（唐）
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。
糖类是细胞中主要的能源物质
脂肪是细胞中良好的储能物质
细胞内哪些物质可能为萤火虫发光提供能量呢？
捣碎的萤火虫发光器、生理盐水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP制剂、蒸馏水和4支试管等。
1.实验材料：
科学探究实验的一般步骤：
提出问题
作出假设
设计实验
分析结果
交流表达
探究1：
探究 实验
萤火虫发光器实验
①请利用以上材料设计实验，探究细胞内的直接能源物质
A
D
C
B
暗处理15分钟
２ｍL
蒸馏水
２ｍL葡萄糖溶液
２ｍL
脂肪溶液
２ｍL
ATP溶液
探究1：
探究 实验
萤火虫发光器实验
2.实验过程
本实验的自变量是什么？
为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？
实验结果说明什么？
自变量：
因变量：
无关变量：
添加的物质
是否发光
温度等
ATP是细胞内直接的能源物质。
使细胞内储存的能源物质消耗殆尽，排除自身能量的干扰。
有机物中的化学能
ATP中的化学能
耗能的生命过程
细胞中流通的能量“货币”
一.ATP的功能
驱动细胞生命活动的直接能源物质
结构与功能相适应，ATP有什么样的结构可以作为直接的能源物质？
腺苷（A）
ATP（腺苷三磷酸）
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
2.结构简式：
腺苷
磷酸基团
特殊的磷酸键
普通的磷酸键
A—P～P～P
1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ;水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物
二.ATP的结构
1.元素组成：
C、H、O、N、P
3.结构特点：
能量多；不稳定
β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。
资料
ATP
H2O
H
ADP
腺苷二磷酸
O
P
OH
O-
O-
能量高达30.54kJ/mol
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
酶
磷酸
水
P
P
P
P
P
P
三.ATP的水解
α 位 β位 γ位
负电
负电
负电
ATP
消耗量大
ATP
含量很少
矛盾
每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解
1
研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。
成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。
2
3
资料分析
ATP的能量供应机制： ATP与ADP相互转化
ATP合 成和水解都非 常迅速
ATP
水解酶
ADP + Pi +
合成酶
能量
四. ATP与ADP相互转化
能量
能量
合成
水解
ATP与ADP相互转化示意图
光合作用
呼吸作用
人、动物、真菌\多数细菌等
绿 色 植 物
呼吸作用
~
~
~
用于各项生命活动
P
P
P
P
P
P
P
根据示意图分析ATP合成与水解过程中能量的来源与去处。
糖类等有机物中的化学能
光能
糖类等有机物中的化学能
对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化时刻发生并处于 之中
在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的 。
物质是 ，能量是 的、酶是 的
讨论1：在剧烈运动与静止状态时，ATP与ADP的转化有什么不同？
讨论2：如果ATP与ADP的转化出现障碍，后果是什么？
四. ATP与ADP相互转化
可逆的
不可逆
不相同
动态平衡
统一性
用于大脑思考（电能）
用于肌肉收缩（机械能）
用于细胞内各种物质的合成
用于生物放电（电能）
用于生物发光（光能）
用于主动运输 （渗透能）
五. ATP的利用
载体蛋白的磷酸化。
载体蛋白空间结构发生变化
ATP 水解酶被激活。
Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外
在ATP酶的作用下，ATP水解。
磷酸基团与载体蛋白结合
Ca2+ 与其运输的载体蛋白相应位点结合
（主动运输为例看图5-7排序)
答案：
7-3-5-6-1-2-4
ATP用于主动运输
六. ATP的供能方式
六. ATP的供能方式
物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化，是获能的过程；磷酸化后的蛋白质空间结构发生改变，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
放能反应
葡萄糖、脂肪等有机物氧化分解
合成
水解
ATP
ADP
能量
能量
放能反应与 反应联系，释放的能量储存在 中；
吸能反应与 联系，需要吸收的能量由 提供；
能量通过ATP在吸能反应与放能反应之间流通，
因此把ATP比喻成细胞内 。
ATP水解
ATP合成
ATP
流通的能量“货币”
ATP水解
（各项生命活动）吸能反应
思考：为什么说ATP是细胞内流通的能量“货币”
荧光素
ATP能量
激活的荧光素
荧光素酶
+氧气
氧化
荧光素
发出
荧光
拓展延伸
萤火虫的发光原理及利用
通过本节课的学习你能解释萤火虫发光的原理吗？
你能发挥想象将萤火虫发光原理应用到生活实践中吗？
如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中，那么……
发荧光的烟草苗
请标明下列各物质中“A”代表的含义
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
（5）
A
ATP：
A： 。
腺嘌呤
腺苷
拓展练习
1.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。
拓展应用
吸能反应：
如丙酮酸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。
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。
放能反应：
2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。
拓展应用
在储存能量方面,ATP 同葡萄糖相比具有以下两个特点：
ATP 分子中含有的化学能比较少,一分子 ATP 转化为ADP 时释放的化学能 约只是一分 子葡萄糖的 1/94;
一是：
二是：
ATP 分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。
3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性 这对你理解生物的进化有什么启示
植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP,这可以从一个侧面说明生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同起源。
拓展应用

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