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(共33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
主要是相互传递信号，以便繁衍后代
荧光素等
有，细胞中有机物储存的化学能转化为光能
荧光素
能量
激活的荧光素
+ 氧气
荧光素酶
荧光
谁为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量的呢？
能量
糖类
脂肪
？
【资料1】萤火虫的发光原理
萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。
【探究1】萤火虫发光的直接能源物质？
活萤火虫数只、解剖刀、试管、滴管、蒸馏水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、神秘溶液等。
取萤火虫的发光器,干燥后研磨成粉末。取四等份分别装入四支试管。各加入少量蒸馏水使之混合,置于暗处,试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟后，荧光消失
材料用具
实验目的
实验假设
实验设计
萤火虫发光的直接能源物质是___________。
探究萤火虫发光的直接能源物质。
1号
2号
3号
4号
荧光消失
5ml蒸馏水
5ml神秘溶液
15min
暗 处
5ml葡萄糖溶液
5ml葡萄糖溶液
5ml脂肪溶液
5ml脂肪溶液
无荧光出现
无荧光出现
无荧光出现
有荧光出现
直接能源物质
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
实验结论
【资料2】ATP的发现
1929年德国生物化学家费斯克（C.H.Fiske）和罗曼（Karl Lohmanna）分别独立地从肌肉中首次发现ATP。
一、ATP是一种高能磷酸化合物
学生活动：请带着这些问题阅读教材P871—3自然段及旁栏的相关内容。然后分组讨论回答以下问题。
1.ATP的中文名称是什么？
2.ATP的元素组成？ATP的结构简式如何书写？它的结构简式的各部分代表什么？它怎样变化后可以成为一种核苷酸？
3.ATP的功能是什么？它是如何供能的？
4.为什么说ATP是一种高能化合物？
【合作探究】ATP分子的结构
1.用所给材料构建ATP分子的结构模型
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
2.在模型下标出腺苷、AMP(腺苷一磷酸)、ADP(腺苷二磷酸)、ATP(腺苷三磷酸)的对应部分
腺嘌呤
核糖
腺苷
特殊的化学键（2个）
磷酸基团（3个）
腺苷一磷酸（AMP）
思考：它还可以叫什么名字？
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷三磷酸（ATP）
元素组成：
C H O N P
1.ATP的结构式
ATP的中文名称是腺苷三磷酸
2.ATP的结构简式：
A-P~P~P
【联系旧知】不同物质中“A”代表的含义
物质结构
物质名称
A代表的含义
ATP
核苷酸
DNA
RNA
腺苷（腺嘌呤+核糖）
腺嘌呤
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
3.ATP的供能原理
【资料3】
一般将水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。
ATP如何为生命活动供能？
【资料4】ATP为生命活动的供能原理
经测定，一个人在剧烈运动时，每小时将有30Kg的ATP发生水解转化，而人体内ATP的总量仅有2mg。
ATP怎样来解决这一矛盾的？
二、ATP与ATP的相互转化
核糖
P
腺嘌呤
P
P
核糖
P
腺嘌呤
P
能量
Pi
Pi
能量
合成过程
水解过程
合成酶
水解酶
ADP+Pi+能量 ATP
合成酶
水解酶
统一性
【资料5】ATP合成的能量来源
医生通常给手术后不能进食的病人注射葡
萄糖生理盐水补充能量；
植物在光照下，叶绿体能合成ATP，无光照时不
能合成ATP。
人们的主食米饭、面食的主要成分是淀粉，通
过呼吸作用产生能量；
ATP合成所需的能量来自于哪里？
合成酶
ADP+Pi+能量 ATP
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
三、ATP的利用
学生活动：请带着这些问题阅读教程P88—89的相关内容。然后分组讨论进行回答。
1.细胞中所有需能的生命活动都是由ATP供能的吗？
2. 阅读图5-6，你能补充其他ATP利用的实例吗？
3.ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
4.如何理解ATP是能量“货币”？
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
ATP
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
ATP为主动运输提供能量
思考：ATP与ADP的相互转化是否是可逆反应？
【归纳总结】ATP水解与ATP合成的比较
项 目 ATP的水解 ATP的合成
反应式
所需酶
能量来源 远离Ａ的______________ _____(光合作用)、______(呼吸作用)
能量去向
场 所
转化特点 ATP水解酶
ATP合成酶
用于各项生命活动
储存于形成的___________
ATP和ADP可以相互转化,不停地发生且处于动态平衡当中
叶绿体、线粒体、细胞质基质等
光能
ATP → ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量 → ATP
化学能
特殊化学键
特殊化学键
生物体的需能部位
物质可循环利用
能量是不可循环利
结论：
如何理解ATP是能量“货币”？
*需(吸)能反应总是与ATP水解的反应相联系,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.
【联系生活】ATP在生活中的应用
【形象比喻】ATP的理解
≈ ATP
≈ 糖类
≈ 脂肪
不能直接利用
生命活动
能量释放
能量通过ATP分子这种能量“货币”，在吸能反应与放能反应中流通，持续满足细胞各项生命活动对能量的需求。
1.根据荧火虫的发光原理，设计安全的荧光矿灯，画出构想草图。
【学以致用】设计荧光矿灯
荧光素+ATP+O2 荧光素+H2O
荧光素酶
简介：5个单元，分别存放ATP、荧光素、荧光酶、O2
4种原料，中间的单元为反应室，反应发出的荧光供灯照明，产生的水由底部小孔排出，４个开关分别控制４种原料的进料量。
1. ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B. ATP合成所需要的能量由磷酸提供
C. ATP可以水解为ADP和磷酸
D. 正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
【小试牛刀】
B
2.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（ ）
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
【小试牛刀】
C
概念检测：1.B；2.D；3.B；4.C
课后习题
拓展应用
1. 吸能反应，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量，是吸能反应，这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应，如丙酮酸的氧化分解能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，还用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。
2. 在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。
3. 植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同起源。

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