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ATP
第2节 细胞的能量“货币”
必修一第五章第二节
1. 为什么说ATP是细胞的能量“货币” ？
2. ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？
3. 细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？
萤火虫发光的生物学意义是什么？
相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。
萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
腹部后端细胞内有荧光素，是其特有的发光物质。
萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
有，腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。
问题探讨
在细胞内哪些物质较有可能为萤火虫尾部细胞的发光提供能量？
葡萄糖
：细胞生命活动所需要的主要能源物质； “生命的燃料”；氧化放能
脂肪
：细胞内良好的储能物质
请问是谁为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量呢？
问题探讨
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……
实验探究
【材料用具】活萤火虫数只、解剖刀、试管、滴管、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸馏水、生理盐水等
【作出假设】___________________________________________________。
【实验设计】
葡萄糖/脂肪/ATP溶液为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量
15min
2
4
2
2ml葡萄糖溶液
4
2ml ATP
暗处
2
无荧光出现
4
有荧光出现
萤火虫发光所需的能量是由ATP直接提供的。
1
1
2ml蒸馏水
1
无荧光出现
3
3
2ml脂肪溶液
3
无荧光出现
荧光消失
15min
荧光消失
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.中文名称：腺苷三磷酸
那么ATP有怎样的结构呢？
ATP
adenosine
tri
phosphate
腺苷
三
磷酸
腺嘌呤
核糖
腺苷
三个磷酸基团
腺苷三磷酸（ATP)
O-
C
O
C
C
H
H
OH
OH
C
C
O
P
O
P
O
P
O-
O
O-
O
O-
O
N
C
N
C
C
C
N
C
N
N
H
H
H
H
H
H
H
H
2.ATP的组成元素：
C、H、O、N、P
核糖
P
P
P
腺嘌呤
~
~
腺苷（A）
AMP（一磷酸腺苷）
ADP （二磷酸腺苷）
ATP （三磷酸腺苷）
3.
注：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。
4.结构简式：
A-P～P～P
A：腺苷=腺嘌呤+核糖
T：三
P：磷酸基团
～表示：特殊的化学键
5.特殊化学键（笔记）
～代表特殊的化学键，两个相邻磷酸都带负电相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。
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。
A-P～P～P
不稳定，有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能，ATP发生水解时会断裂。
三磷酸腺苷二钠 说明书
【药品名称】
通用名：注射用三磷酸腺苷二钠
化学名称：腺嘌呤核苷-5’-三磷酸酯二钠盐
【药理毒理】
【适应症】
辅酶类药。用于进行性肌萎缩、心功能不全、脑出血后遗症等的辅助治疗。
为一种辅酶，有改善机体代谢的作用，参与体内脂肪 、蛋白质、糖、核酸以及核苷酸的代谢。同时又是体内能量的主要来源，当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，三磷酸腺苷即分解成二磷酸腺苷及磷酸基，同时释放出能量。
ATP中字母代表什么？
ATP的中文名称？
ATP中~代表什么？
腺苷三磷酸
A : 腺苷=腺嘌呤+核糖
T : 三
P : 磷酸基团
ATP的结构简式为？
腺嘌呤
磷酸基团
A–P～P～P
～
～
核糖
～ : 高能磷酸键（2个）
— : 普通磷酸键（1个）
ATP的化学元素？
C、H、O、N、P
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。而一个成年人在静止状态下，一天内也有40kg的ATP发生水解。
资料分析：
ATP用量大；高的周转率使得它并不适合充当能量贮存者。
人体在安静状态时，肌肉内ATP含量约2mg~10mg且基本保持不变，只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。
ATP是怎样来解决量少和消耗量大这一矛盾的？如何在持续消耗ATP的情况下，保证ATP含量？
虽然细胞中ATP含量很少，但ATP和ADP转化速度快。
二、ATP与ADP可以相互转化
1. 转化过程
两种酶是否相同？
ATP
ADP+Pi+能量
酶
酶
A-P~P~P
（ATP）
A-P~P
（ADP）
Pi
能量
能量
Pi
水解酶
合成酶
是可逆反应吗？
酶
酶
物质可逆
能量不可逆
酶不相同
场所不同
不是可逆反应
ATP ADP+Pi+能量
酶2
酶1
吸能反应总是与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量。
放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量贮存在ATP中（距离腺苷最远的高能磷酸键）。
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流动，类似于货币，因此可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
ATP是细胞的能量“货币”
ATP
ADP
水解
合成
（各项生命活动）吸能反应
放能反应
能量
能量
ATP是细胞内流通的能量“货币”
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。
二、ATP与ADP可以相互转化
2. 转化特点
（1）ATP和ADP可以相互转化，这种转化是不停地发生并且处于动态平衡当中。
统一性
（2）ATP在细胞内的含量很少，但转化速率很快，从而保证细胞内能量的需求。
（3）放能反应与ATP的合成相联系，吸能反应与ATP的水解相联系。
ATP与ADP相互转化的供应机制，在所有生物细胞内都是一样的，这体现了生物界的__________。
3. 转化意义
二、ATP与ADP可以相互转化
4. 合成ATP时的能量来源
人、动物、
真菌、多数细菌等
绿 色 植 物
糖类、脂肪等有机物氧化分解
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光合作用
ADP+ Pi +
ATP
酶
能 量
三、ATP的利用
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
用于大脑思考（电能）
用于肌细胞收缩（机械能）
葡萄糖+果糖 蔗糖
酶
用于细胞内各种吸能反应
用于生物放电（电能）
用于生物发光（电能）
用于主动运输 （渗透能）
电鳐
ATP与主动运输
4.合成ATP时的能量来源
1.ATP与ADP转化过程
5.ATP水解能量去路
绿色植物：光合作用和呼吸作用
动物、人、真菌、大多数细菌：呼吸作用
体现了生物界的统一性
3.ATP转化意义
为细胞中绝大多数需要能量的生命活动提供能量
举例：ATP为主动运输供能
载体蛋白酶活性的激活→载体蛋白的磷酸化→载体蛋白的空间结构改变
2.ATP转化特点
不停发生，动态平衡
转化速率快
ATP合成伴随放能反应
ATP分解伴随吸能反应
ATP
ADP+Pi+能量
水解酶
合成酶
课堂小结
总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“货币”，才能及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。
课堂练习
如图为ATP分子的结构式，ATP分子的结构简式可以表示为A—P～P～P。请回答下列问题：
（1）生命活动所需的能量通常来自哪个化学键______（用序号表示）
（2）在结构简式中的A对应结构式中的①和②，表示______
（3）断裂化学键③形成的化合物之一是组成_______的单体，该单体叫做_____________________
④
腺苷
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
课堂练习
如图是生命活动中最常用的直接能源物质的结构式，下列描述正确的（ ）
A. ①是腺嘌呤
B. ②是腺嘌呤脱氧核苷酸
C. ③是ADP，其末端的磷酸基团具有较高的转移势能
D. ④是ATP
D
下课啦
必修一第五章第二节
什么是ATP？（5分钟趣味小短片）

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