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(共21张PPT)
第2节
细胞的能量“货币”ATP
1、萤火虫发光的生物学意义是什么？
相互传递求偶信号，以便繁衍后代。
2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3、萤火虫发光需不需要能量呢？
需要，且有能量转换
能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化荧光素
发出
萤火虫发光需要
能量！
主要能源物质？
主要储能物质？
糖类
脂肪
想一想
谁为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量呢？
？
？也能供能
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP is a high-energy phosphoric acid compound
探究一、萤火虫发光的直接能源物质
【材料用具】
【作出假设】
【提出问题：】
ATP是直接的能源物质
萤火虫发光的直接能源物质是什么？
【实验设计：】
活萤火虫数只，生理盐水，葡萄糖，脂肪、ATP
荧光素+能量+O2 氧化荧光素+H2O
荧光素酶
（发出荧光）
【实验原理】
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取四等份分别装入四支试管,各加入少量生理盐水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后……
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
15min
暗处
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
直接能源物质
15min
暗处
2.ATP的结构简式为？
3.ATP简式中A、T、P、~分别代表什么？
1.ATP的中文名称？
一.ATP功能：
生命活动的直接能源物质
1.中文名称：
腺苷三磷酸
二、ATP是一种高能磷酸化合物
2． ATP的结构简式：
A－P～P～P
A：
P：
～：
—：
腺苷
磷酸基团
特殊的化学键
普通的化学键
3、组成元素:
C、H、O、N、P
4、化学结构:
A
核糖
腺嘌呤
腺苷（A）
AMP腺苷一磷酸
ADP腺苷二磷酸
~ P
P
~ P
ATP腺苷三磷酸
说明：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。
物质结构 物质名称 “A”的含义
核糖
A
P
~
P
P
~
ATP
….A U G C ….
A-P～P ～P
ATP
核糖
A
P
腺苷（腺嘌呤+核糖）
腺嘌呤核糖核苷酸
DNA
RNA
腺嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
易错点：不能正确区分不同化合物中“A“的含义
5.结构特点
(1)高能量：
(2)不稳定：
由于两个相邻的磷酸基团都带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。
1molATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，是细胞内的一种高能磷酸化合物
A-P~P~P
水解酶
A-P~P
+
Pi
+
(ADP)
能量
不稳定,易断裂,也易形成
ATP作为高能磷酸化合物，在供能时，如何释放能量？
(ATP)
磷酸
资料1、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。
资料：
资料2、人体在安静状态时，肌肉内ATP含量约2mg~10mg，只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。
细胞中ATP含量少
从以上资料中，你能得出生物体内的ATP有什么特点？
三、ATP和ADP的相互转化
（观察下图，思考讨论）
1、此过程中体现的化学反应式如何书写？
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi
+能量
2. ATP与ADP的相互转化特点：
IMN
1、ATP和ADP相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，且转化的速率越快，单位时间供能越多。
2、ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性。
3、ADP转化成ATP时所需能量主要来源哪里？
动物、人、真菌和大多数细菌
绿色植物
能 量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
合成酶
细胞质基质
线粒体
叶绿体
4.ATP与ADP的相互转化是否可逆？
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
细胞呼吸作用
光能
动态平衡
水解酶
合成酶
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；
特殊化学键
ATP
机械能（如肌细胞收缩）
渗透能（如主动运输）
电能（如电鳗放电）
光能（如萤火虫发光）
转
化
为
葡萄糖+果糖 →蔗糖
酶
化学能（如蛋白质合成）
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，如大脑思考、电鳗发电和物质的主动运输都需要消耗ATP
四.ATP的利用
ATP是如何为生命活动供能的呢？
Ca2+
ATP
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。
Ca2+
ADP
Ca2+
ADP
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，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。
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。
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变。因而可以参与各种化学反应。
2、能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
糖类、脂肪等有机物
储存有大量的能量，
但不能被直接利用。
ATP储存的能量相对较少，但能被直接利用。
ATP是细胞的能量“货币”
放能反应与吸能反应
ATP水解
ATP合成
1、吸能反应一般是与___________相联系，由ATP水解提供能量；
放能反应一般是与____________相联系，释放的能量贮存在ATP中。
能量直接来源
主要能源物质
细胞内良好的储能物质
动物细胞内的储能物质
植物细胞内的储能物质
最终能量来源
ATP
糖类
脂肪
糖原
淀粉
太阳能
拓 展

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