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细胞的能量“货币”ATP
银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。
天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。
1.萤虫发光的生物学意义是什么？
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
问题探讨：
主要是相互传递信号，以便繁衍后代。
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
萤火虫发光需要
能量
什么物质能为萤火虫发光直接供能？
糖类
脂肪
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
资料1：1929年，德国生物化学家洛曼（K.Lohmann)和美国生物化学家菲斯克（C.Fiske)等分别独立地从肌肉中分离出ATP。在随后的十几年间，多位科学家都对ATP进行了研究，发现它与多项生命活动相关。
思考如何设计实验探究生命活动的直接能源物质？
探究生命活动的直接能源物质
【材料用具】
【基本原理】
荧光素+能量+O2 氧化荧光素
荧光素酶
（发出荧光）
本实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么？
自变量：添加的物质（葡萄糖/脂肪/ATP）
因变量：是否发光
无关变量：温度等
活萤火虫数只，解剖刀，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP
【实验方法】
荧光消失
2mL 蒸馏水
15min
暗处
观察
2mL 葡萄糖溶液
2mL 脂肪溶液
无荧光
无荧光
无荧光
暗处
有荧光
2mL ATP溶液
①
②
③
④
实验结论：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
一、ATP是一种高能磷酸化合物
ATP的中文名称：腺苷三磷酸
(1)图中①②③的结构分别是什么？
(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？
(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩
余部分是什么物质？
(4)若ATP完全水解，会得到哪些成分？
腺嘌呤、核糖、磷酸基团。
①②
腺嘌呤核糖核苷酸。
腺嘌呤、核糖、磷酸。
ATP的结构
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
腺苷（A）
ATP（腺苷三磷酸）
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
ATP的结构
腺苷
磷酸基团
特殊化学键
（3个）
（2个）
（1个）
元素组成：
C、H、O、N、P
＋
H2O
酶
H
＋
OH
ATP
水
ADP
磷酸
能量
＋
30.54 kJ/mol
高能磷酸化合物
ATP的水解过程
A-P～P ～P
ATP中带负电的磷酸基团之间相互排斥而具有较高的势能
特殊的化学键:高能磷酸键
末端磷酸基团易脱离，磷酸基团携带着的较高转移“势能”与其他分子结合，为其供能
1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP的结构简式：
元素组成：
C、H、O、N、P
化学组成：
1分子腺苷和3分子磷酸基团
结构简式：
A—P～P～P 　
结构示意图：
腺苷
高
AMP
ADP
ATP
腺苷 　
高能磷酸键 　
(一个_____、两个___________、三个__________)
磷酸基团 　
小结
RNA基本单位之一
1.下列图示能正确表示ATP的是
A.
B.
C.
D.
√
典题应用
2.下列关于ATP分子的叙述，正确的是
A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂
D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似
√
二、ATP与ADP可以相互转化
资料1：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？
含量很低。
(2)生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP
　通过ATP和ADP之间迅速地转化。
ATP
ADP
能量
能量
水解
合成
ATP与ADP互相转化示意图
ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡中
转化速率
A-P～P ～P
能量
A-P～P + Pi +
酶
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 特殊化学键中的化学能 有机物中的化学能、光能
能量去向 __________________ ___________________
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
用于各项生命活动
储存于特殊化学键中
物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应
请完善下表。
合成ATP时能量哪里来？是可逆反应吗？
能源来源 能量直接来源
主要能源物质
生物体内良好储能物质
动物细胞内的储能物质
植物细胞内的储能物质
最终能源来源
ATP
糖类
脂肪
糖原
淀粉
太阳能
用于生物放电（电能）
三、ATP的利用
用于主动运输 （渗透能）
ATP
用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
用于细胞内各种吸能反应（化学能）
用于生物发光（光能）
用于大脑思考（电能）
吸能反应总是与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量
放能反应总是与ATP合成反应相联系，释放的能量储存在ATP中
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
卖菜
买咖啡
货币
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”
课堂小结

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