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(共25张PPT)
第2节 细胞的能量“货币”ATP
第4章 细胞的能量供应和利用
细胞的能量“货币”ATP
第五章 细胞的能量供应和利用
第五章 第2节
1.简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式。
2.解释ATP在能量代谢中的作用。
素养要求
1.生命观念：认知ATP作为能量“通货”，体现了生物界的统一性。
2.科学思维：认识ATP在细胞中作为能量“通货”的原因。
课标要求
█ 萤火虫发光的生物学意义是什么？
提示：主要是相互传递信号，以便繁衍后代
█ 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？（P89页）
提示：萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质
█ 萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
提示：化学能转化为光能
问题探讨（学案任务一）
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP是什么？
1
ATP是一种
高能磷酸化合物
自主学习
任务二：阅读教材P86，思考下列问题
█ ATP的中文名称是什么？由哪些化学元素组成？
█ 为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？
█ 如何简化ATP的结构？其中A、P、~分别代表什么？
█ ATP为什么称为腺苷三磷酸？腺苷由哪两部分组成？
ATP由哪些
化学元素组成？
认真观察，组成ATP的化学元素都有哪些？
█ ATP的组成元素：
█ ATP的含义：
ATP为什么称为
三磷酸腺苷？
含有三个磷酸基团的腺苷，简称腺苷三磷酸（腺苷由腺嘌呤和核糖组成）
C、H、O、N、P
ATP由哪些
化学元素组成？
假如用 代表腺嘌呤、 代表核糖、 代表磷酸基团，尝试构建ATP的模型。
█ ATP的结构简式：A–P～P～P
ATP结构模型
腺嘌呤
核糖
P
P
P
~
~
ATP为什么称为
三磷酸腺苷？
如何简化ATP的
结构？
A：腺苷 P：磷酸基团 –：普通化学键 ～：特殊的化学键
ATP由哪些
化学元素组成？
ATP为什么称为
三磷酸腺苷？
如何简化ATP的
结构？
用α、β 和 γ 表示 ATP 上三个磷酸基团所处的位置
即： A－Pα ～ Pβ ～ Pγ
【资料】合作探究
为什么说ATP是细胞内的一种
高能磷酸化合物？
现有甲、乙两组ATP溶液
甲组：用32P标记 ATP 的β位的磷酸基团，即：A－Pα ～ Pβ ～ Pγ
乙组：用32P标记 ATP 的γ位的磷酸基团，即：A－Pα ～ Pβ ～ Pγ
然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团
实验结果：
结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。
思考：
从上述资料来看，ATP中哪根化学键最不稳定？
ATP由哪些
化学元素组成？
ATP为什么称为
三磷酸腺苷？
如何简化ATP的
结构？
为什么说ATP是细胞内的一种
高能磷酸化合物？
ATP水解酶
其他分子
P
腺嘌呤
核糖
P
P
~
~
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而互相排斥等原因，使得这种特殊的化学键不稳定，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。
能量
ATP
ADP
腺苷二磷酸
ATP由哪些
化学元素组成？
ATP为什么称为
三磷酸腺苷？
如何简化ATP的
结构？
为什么说ATP是细胞内的一种
高能磷酸化合物？
ATP水解酶
其他分子
P
腺嘌呤
核糖
P
P
~
能量
1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ;
水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物
ADP
腺苷二磷酸
若ATP去掉两个磷酸基团后剩余部分是什么物质？
腺嘌呤
核糖
P
腺腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本组成单位之一）
不同化合物中“A”的含义
化合物 化合物“A”的含义
ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成）
DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA 腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸 腺嘌呤
ATP与ADP？
2
ATP与ADP
可以相互转化
ATP与ADP？
2
ATP与ADP
可以相互转化
自主学习
阅读教材P86-87，思考下列问题
1、ATP水解后形成哪些物质？释放能量还是储存能量？需要酶吗？
2、ADP叫做什么？在什么条件下会转化成ATP？
3、写出ATP和ADP相互转化的反应式,特点是什么？
4、在动、植物细胞内能使ADP转化为ATP所需要的能量有哪些来源？
尝试写出相互转化的反应式
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
Pi
能量
ATP
水解酶
ADP + Pi
+ 能量
Pi
能量
合成酶
水解酶
合成酶
尝试写出相互转化的反应式
ATP如何满足细胞对能量的需求？
合成ATP的
能量来源
细胞呼吸
绿色植物
动物、人、真菌和大多数细菌
光合作用
绿色植物
尝试写出相互转化的反应式
ATP如何满足细胞对能量的需求？
1、成年人体内ATP的总量约为2~10 mg，在安静的状态下一天需要消耗的ATP为40 kg，在活动的状态下ATP的消耗可达0.5 kg/min；在安静状态时，肌肉内ATP的所放能量只能维持肌肉收缩1~2 s。
2、运动员在进行马拉松赛跑时，2个小时会消耗60 kg的ATP，相当于一个成年人的体重。
【资料】
思考：
█ 从上述资料来看，ATP在细胞中有什么特点？
含量少
需求大
思考：
█ 细胞是如何解决这一矛盾的？
3、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。
迅速转化
动态平衡
ATP的作用机制
3
ATP的利用
ATP的作用机制
3
ATP的利用
自主学习
任务五：阅读课本88页-89页回答问题
1、哪些生命活动需要利用ATP？
2、ATP如何为生命活动提供能量？
3、吸能反应与什么反应相联系？
4、放能反应与什么反应相联系？
利用ATP的实例
细胞中绝大数需能的生命活动
都是由ATP直接提供能量的
大脑思考
肌肉收缩
电鳐
利用ATP的实例
ATP如何为
生命活动
提供能量？
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。
ATP为主动运输供能示意图
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。
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。
1
2
3
利用ATP的实例
ATP如何为
生命活动
提供能量？
ATP为主动运输供能示意图
1
2
3
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，分子空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
利用ATP的实例
ATP如何为
生命活动
提供能量？
细胞中的
吸能和放能反应
吸
能
反
应
放
能
反
应
反应过程吸收能量
能量
反应过程释放能量
能量
水解
能量
能量
吸收的能量来自水解ATP
能量
能量
ATP
释放的能量用于合成ATP
水解
水解
合成
合成
合成
能量“货币”
综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应理解为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。

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