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5.2 细胞的能量“货币”ATP
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
2.萤火虫发光的原理是什么？
囊萤夜读
荧光素
能量
激活的荧光素
荧光素酶
+氧气
氧化
荧光素
发出
荧光
萤火虫的发光原理
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
问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
萤火虫发光器实验
加入2ml
物质A溶液
加入2ml
物质A溶液
加入2ml
物质A溶液
萤火虫发光器实验
1.本实验的自变量是什么？如何确定实验组与对照组？
2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？
3.实验结果说明什么？
实验组
对照组
一、ATP的功能
驱动细胞生命活动的直接能源物质
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
二、ATP的结构
腺苷（A）
ATP（腺苷三磷酸）
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
1、中文名称—
2、英文缩写—
腺苷三磷酸
ATP
3、组成元素：
C、H、O、N、P
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
ATP是一种高能磷酸化合物
二、ATP的结构
三、ATP的利用
大脑思考
生物发光
肌肉收缩
物质合成
主动运输
ATP的供能方式
资料
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。
ATP的供能方式
主动运输
资料分析
ATP
消耗量大
ATP
含量很少
矛盾
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。
1
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
ATP合成和水解都非常迅速
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
3
资料分析
ATP
ADP +Pi
能量
能量
特点：
ATP、ADP在细胞内含量很少
ATP与ADP的转化时刻不停发生且处于动态平衡状态。
ATP中的化学能
糖类等有机物中的化学能
直接用于各种生命活动
ATP水解
呼吸作用
四、ATP的合成
葡萄糖等能源物质
ATP
含有能量多
含有能量相对少
据研究，1mol葡萄糖彻底氧化分解释放能量2870kJ。1molATP 水解所释放能量30.54kJ。
不能被直接利用
能被直接利用
氧化分解
释放能量
问题：细胞为什么不直接利用葡萄糖等有机物中的能量， 而是要将能量转移至ATP中再利用？
四、ATP的合成
水解酶
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
ATP
合成酶
+
五、ATP与ADP的相互转化
易错提示：ATP转化为ADP是水解反应，需要消耗水
探究：ATP、ADP的相互转化过程是可逆的吗？
反 应 ATP → ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量 → ATP
反应类型
酶的类型
场　　所
能量来源
能量去向
酶
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
活细胞多种场所
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
特殊化学键
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存于特殊化学键中
结论 ：物质是可逆的，能量是不可逆的
酶
五、ATP与ADP的相互转化
酶
酶
光合作用
呼吸作用
ATP
ADP
主动运输
物质合成
肌肉收缩
……
Pi
Pi
请将ATP与ADP的转化概念图补充完整
能量
能量
生物发光
葡萄糖
氧化分解
等
释放能量
放能反应
蛋白质
合成
等
吸收能量
吸能反应
能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。
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？
对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的转化是时刻不停地发生且处于动态平衡的。
五、ATP与ADP的相互转化
如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中，那么……
六、科学前沿
发荧光的烟草苗
1 ATP的功能
细胞的直接能源物质
细胞中流通的能量“货币”
3 ATP与ADP的转化
小 结
2 ATP的结构
快速、时刻不停地发生
处于动态平衡
存在于所有生物的细胞内部
结构简式：A—P～P～P
ATP
1.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述，错误的是（　 ）
Ａ. ATP的元素组成与磷脂、核苷酸一样
Ｂ. ATP可以水解为ADP和磷酸，这个过程消耗水
Ｃ. 正常细胞中ATP和ADP的比值相对稳定
Ｄ. ATP合成是放能反应
D
C
课堂检测
2.一分ATP中含有的腺苷、磷酸基团和特殊化学键数目依次是（ ）
A. 1，2，2 B. 1，2，3 C. 1，3，2 D. 2，3，1
D
3.下列有关ATP的叙述，正确的是 ( )
A. 线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所
B. 光合作用产物中的化学能全部来自ATP
C. ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D. 细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化
4. 下列过程中ADP含量增加的是（　　）
Ａ. Ｋ＋进入小肠上皮细胞　 Ｂ. 苯进入生物细胞
Ｃ. 氧气进入组织细胞　　　 Ｄ. 甘油进入小肠上皮细胞
A

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