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(共22张PPT)
5.2 细胞的能量“货币”ATP
☆萤火虫发光过程中需要能量吗？
能量由什么物质直接提供呢？
生物体内的能源物质:
糖类、脂肪等
生物体进行生命活动的主要能源物质:
想一想：生物体的能源物质？
生物体内良好储存能量的物质:
脂肪
糖类
思考：是哪类物质直接给萤火虫发光提供能量呢？
是葡萄糖，脂肪，还是其他物质（ATP）？
【材料用具】
【作出假设】
【提出问题】
萤火虫发光的直接供能物质是什么？
【实验设计】
干燥研磨后的萤火虫发光器粉末，葡萄糖溶液，脂肪溶液，ATP溶液、蒸馏水等。
荧光素+能量+O2 氧化荧光素+H2O
荧光素酶
（发出荧光）
【实验原理】
ATP是直接的供能物质
探究萤火虫发光的直接供能物质
资料：萤火虫的尾部发光器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。
1.将适量萤火虫发光器粉末分别装入A、B、C、D四支试管中，每组加入2mL蒸馏水，振荡均匀。暗处观察现象。
2.待荧光消失后，分别向A、B、C、D四支试管中依次加入蒸馏水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、各2mL，振荡均匀。暗处观察现象。
【实验设计】
实验变量：
自变量：
因变量：
无关变量：
添加的能源物质（葡萄糖/脂肪/ATP）
是否发萤光
温度、溶液的体积等
实验思路：
荧光消失
暗处
A
B
C
D
２ｍｌ葡萄糖溶液
２ｍｌATP溶液
２ｍｌ脂肪溶液
２ｍｌ蒸馏水
观察
预期结果如何？
15min
暗处
【进行实验】
2ml荧光素溶液（荧光素+蒸馏水）
荧光消失
暗处
A
B
C
D
２ｍｌ葡萄糖溶液
２ｍｌATP溶液
２ｍｌ脂肪溶液
２ｍｌ蒸馏水
有荧光
出现
无荧光
出现
无荧光
出现
无荧光
出现
15min
暗处
2ml荧光素溶液（荧光素+水）
【实验结论】：萤火虫发光的直接供能物质是ATP
【进行实验】
【实验现象】
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
~
~
腺苷（A）
AMP（腺苷一磷酸）
ADP （腺苷二磷酸）
一、ATP是一种高能磷酸化合物
任务一：请同学们阅读课本P86相关内容，回答以下问题：
1. ATP的中文名称？
2. ATP的结构简式？
3. ATP结构简式中，“A”和“P”以及“～”分别代表的是？
5. ATP是高能磷酸化合物的原因是？
腺苷三磷酸
A-P～P～P
4. ATP的元素组成？
C、H、O、N、P
ATP （腺苷三磷酸）
相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得“～”这种特殊的化学键很不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能。ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。这一过程中1molATP水解释放的能量高达30.54kJ。所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
(1)ATP是细胞内主要的能源物质(　　)
(2)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成(　　)
(3)ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能(　　)
×
×
×
小试牛刀
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 被水解为ADP
3
二. ATP和ADP可以相互转化
资
料
分
析
ATP
我相当脆弱，水解时容易断裂
ADP
核糖
P
P
P
腺嘌呤
~
~
核糖
P
P
腺嘌呤
~
任务二·通过视频的观看结合课本P87图5-4，
尝试建构ATP和ADP的相互转化的模型。
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量
Pi
酶
酶
能量
Pi
ATP ADP+ Pi+能量
ATP水解酶
这里的能量用于哪里？
ATP合成酶
这里的能量从哪里来？
二. ATP和ADP可以相互转化
用于各项生命活动。
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
化
能
合
成
硝化细菌
ATP合成：
储存在特殊的化学键中
ATP的形成途径(来源)
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
能量
Pi
酶
酶
能量
Pi
ATP ADP+ Pi+能量
ATP水解酶
用于各项生命活动。
ATP合成酶
呼吸作用
光合作用等
ATP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，体现生物界统一性。
(ADP)
二. ATP和ADP可以相互转化
【总结】ATP与ADP的相互转化
反应式 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
场所 生物体的需能部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体
物质变化 反应 反应
能量变化 能量 能量
能量来源 特殊化学键的断裂
特点 时刻不停地发生，并且处于 之中 水解
吸收
合成
释放
细胞呼吸释放的能量
光能
动态平衡
酶1
酶2
注: ATP和ADP相互转化的过程应判断为不是可逆的，从两者相互转化的反应式来看“物质是可逆的，能量是不可逆的”因为(1)所需的酶种类不同；(2)能量的来源和去向不同。(3)反应发生的场所不同；
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。
三、ATP的利用——常见例子
思考：ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
资料:
如果将ATP中碱基A替换为 G、U、C，分别为鸟苷三磷酸，尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成 NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子组成dNTP家族，均为高能化合物，也可直接供能。
ATP供能的过程（视频）
ATP ATP水解 Ca2＋释放到膜外
Ca2＋运输载体
Pi与载体结合
载体空间结构改变
任务三：请同学们观看P88图5-7后，描述Ca2＋主动运输是如何利用ATP的
思考：为什么称ATP为能量“货币”呢？
ATP
ADP
水解
合成
（各项生命活动）吸能反应
放能反应
能量
能量
葡
萄
糖、
脂
肪
等
吸能反应： (伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。
放能反应：（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。
三. ATP的利用
ATP是细胞内流通的能量“货币”
四、科学前沿
荧光树
萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并发出荧光。
科学家运用这一原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。
餐具检测引入ATP检测仪15秒知结果
用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全、心肌疾患及肝炎等的辅助治疗。（辅酶类药）
五、联系生活
ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用"荧光素酶-荧光素体系"快速检测三磷酸腺苷(ATP)。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。
ATP
名称：腺苷三磷酸
结构简式： A-P～P～P
ATP合成的能量来源：
ATP与ADP相互转化:
ATP的利用：各项生命活动
光合作用
呼吸作用
ATP ADP+Pi+能量
水解酶
合成酶
小结
吸能反应：与ATP的水解有关
放能反应：与ATP的合成有关
注意：
1.ATP在细胞内含量少，转化速率快
2.ATP并非唯一的直接能源物质
ATP的功能：驱动细胞生命活动的直接能源物质

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