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细胞的能量“通货”---ATP
第2节 细胞的能量“货币”ATP
学习目标
1. 简述ATP分子化学组成和特点。
2. 理解ATP与ADP的转化过程。
3. 解释ATP在能量代谢中的作用。
问题探讨
雄虫个体更小，但是发光更亮。
问题探讨
讨论：
1、萤火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、在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
主要是相互传递信号，以便繁衍后代
荧光素等
有，细胞中有机物中的化学能 转化为光能
新课讲授
能
量
新课讲授
在生命系统中：
主要的能源物质：
最终的能量来源：
主要的储能物质：
那么又是谁直接给我们的生命活动提供能量呢？
糖类
脂肪
太阳能
ATP
驱动细胞生命活动的直接能源物质
淀粉
糖原
ATP：是一种高能磷酸化合物
腺苷（A）
1、中文名称
3、元素组成
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
2、物质组成
1分子 腺嘌呤
1分子 核糖
3分子 磷酸基团
4、结构简式
A－P～P～P
A:腺苷
P:磷酸基团
－:普通的化学键
～:特殊的化学键
2个
ATP的结构
A
核糖
P
P
P
~
~
腺苷
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷三磷酸（ATP） A- P~P~P
注意：此处A为腺嘌呤
腺苷一磷酸（AMP）,腺嘌呤核糖核苷酸，RNA组成基本单位
ATP供能原理
A — P～P～P
A — P～P Pi
由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定
末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。
脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生改变
ATP水解的过程 就是释放能量的过程
水解
ATP是一种物质，不是能量
ATP与ADP可以相互转化
ATP
酶2
酶1
ADP +Pi
+ 能量
注意:1.酶不同，酶1是ATP水解酶，酶2是ATP合成酶
2.物质可逆，能量不可逆，所以不是可逆反应。
3.水解时需要水，合成时脱去水。
对于正常的细胞来说，ATP和ADP这种相互转化，时刻不停地发生并处于动态平衡当中。
ATP与ADP的转化机制，在所有细胞中都是一样的，体现了生物界的统一性。
ATP在细胞中特点:
含量很低，普遍存在，转化迅速。
场所：
活细胞所有部位
植物:光合作用
呼吸作用
动物，真菌，大多数细菌：呼吸作用
ATP合成时的能量来源
①有机物分解所释放的化学能 ②光能
吸能反应
放能反应
例如: 蛋白质的合成
呼吸作用分解葡萄糖
ATP
储存能量
水解放能
产生ATP的场所：
① 细胞质基质
② 线粒体
③ 叶绿体等
新课讲授
ATP能量的利用：
ATP水解时与细胞吸能反应有关
ATP合成时与细胞放能反应有关
吸能反应：大脑思考，细胞生长等。
放能反应：呼吸作用
应用：
ATP提供能量可用于动植物生命活动，可转化为化学能，光能，机械能，电能，热能，等
新课讲授
细胞中绝大多数需要能量的活动都是由ATP直接提供能量的。
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，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。
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+释放到膜外侧。
①运输物质
②ATP水解酶活性
载体蛋白作用
以主动运输为例分析ATP供能过程
①ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化
②这些分子被磷酸化后，空间结构发生改变，活性也发生改变，可以参与各种化学反应
新课讲授
ATP作为驱动细胞生命活动的直接能源物质，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的货币。
化合物 结构简式 “A”含义 共同点
ATP
核苷酸 DNA RNA 不同化合物中 “A” 的辨析
腺苷
(由腺嘌呤和核糖组成)
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
水
解
能量
Pi
合成
能量
Pi
动态平衡
知识小结
放能反应
吸能反应
注意: ATP 并不是细胞内 唯一 直接能源物质，还有UTP、GTP、CTP等。
总结归纳
1.ATP的结构简式
A—P~P~P
2.ATP和ADP相互转换
ATP
ATP水解酶
ATP合成酶
ADP
+Pi
+ 能量
3.ATP的利用
细胞的能量“通货”

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