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(共24张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
第二节 细胞的能量“货币”ATP
有种虫儿真奇怪，
一盏灯笼随身带，
黑夜点灯满天飞，
像星闪闪真可爱。
猜一猜：
问题探讨
讨论：萤火虫发光的生物学意义是什么？
主要是相互传递求偶信号，吸引异性。
讨论：萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。
讨论：萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
有机物中储存的化学能转变成光能。
【相关资料】萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
荧光素酶
＋氧气
激活的荧光素
氧化荧光素
荧光
发出
荧光素
能量
原理:
想一想：
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
脂肪
细胞生命活动所需要的主要能源物质
细胞内良好的储能物质
ATP
提供能量
谁是为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量的呢？
实验材料：干燥研磨后的萤火虫发光器粉末、
葡萄糖溶液、
脂肪溶液、
ATP溶液、
蒸馏水、
试管
探究活动:
实验原理：
探究萤火虫发光的直接供能物质
实验目的：
小组讨论：设计实验方案，
写出预期实验结果
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
预期结果如何？
可以得出什么结论？
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
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的中文名称？
2.ATP的组成元素？
3.分析ATP的组成结构
4. ATP的结构简式是什么？
自主学习一：请同学们阅读课本第86页第三自然段并结合相关信息，完成下列问题：
1.中文名称：
腺苷三磷酸
2.组成元素：
C H O N P
A–P～P～P
3.组成结构：
腺嘌呤
核糖
磷酸基团
4.结构简式：
腺苷（A）
AMP（一磷酸腺苷）
ADP（二磷酸腺苷）
ATP （三磷酸腺苷）
腺嘌呤核糖核苷酸
（RNA的基本单位之一）
A：腺苷
P：磷酸基团
–：普通的化学键
~：特殊的化学键
资料：一般将水解时，能够释放20．92kJ／mol能量的磷酸化合物都叫做高能磷酸化合物
ATP的高能磷酸键在水解时释放的能量多达30．54kJ／mol
这说明什么问题？
ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，大量能量储存在高能磷酸键中。
注意：
ATP≠能量，ATP是一种物质，能量储存在ATP中
辨析：不同结构中“A”的含义
腺苷（腺嘌呤加核糖）
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
ATP
消耗量大
ATP
含量很少
矛盾
研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；运动员在进行马拉松赛跑时，2个小时会消耗60kg的ATP，相当于一个成年人的体重。
1
成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。
2
二、ATP与ADP可以相互转化
资料分析
人体每个细胞每秒钟约有1000万个ATP被水解成ADP，且同时可将ADP合成等量的ATP。
3
ATP和ADP在相互转换
二、ATP和ADP可以互相转化
ATP与ADP相互转化示意图
ATP
ATP合成酶
ATP水解酶
ADP + Pi +
能量
特点：
1.ATP与ADP的相互转化是时刻发生并且处于动态平衡之下的
2.ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性
那么，在ATP与ADP的转化过程中，所需要的能量从哪里来呢？
能量
Pi
能量
Pi
合成酶
水解酶
来源：
储存在特殊化
学键中的能量
去路：
用于各项生命
活动
来源：
①有机物中的化学能
（呼吸作用:动植物等）
②光能（主要绿色植物）
储存在特殊化学键中
去路：
二、ATP和ADP可以互相转化
反应
反应类型
酶的类型
能量来源
能量去向
反应场所
ATP ADP+ Pi+能量
ATP水解酶
ATP合成酶
ADP + Pi +能量 ATP
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
活细胞中需能部位
细胞质基质、线粒体、叶绿体等
特殊的化学键
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存于特殊的化学键中
思考：ATP与ADP的相互转化过程是可逆反应吗？
不是可逆反应：反应条件、酶不同、能量来源和去路、反应场所不同
注意：物质可逆，但能量不可逆
小结：ATP与ADP的相互转化
三、ATP的利用
生物放电（电能）
生物发光（光能）
肌肉收缩（机械能）
物质合成（化学能）
主动运输（渗透能）
典例：ATP为主动运输供能
三、ATP的利用
ATP为主动运输供能示意图：
主动运输的很多载体蛋白，在结合被运输的物质之外，同时还兼具ATP（水解）酶的作用，水解ATP之后自身结构由于结合了磷酸基团发生磷酸化（与磷酸基团结合）而改变，物质运输完成后又可通过去磷酸化恢复原有结构，以此反复循环。
③ 载体蛋白磷酸化导致载体蛋白空间结构改变，Ca2+结合位点转向膜另一侧，将Ca2+释放
① Ca2+与载体蛋白（有催化ATP水解的作用）结合位点结合，激活
②ATP水解，脱离下来的磷酸基团与载体蛋白结合，载体蛋白磷酸化
“吸能反应”与“放能反应”
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：如葡萄糖的氧化分解，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，用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。
三、ATP的利用
放能反应：葡萄糖等氧化分解释放能量
合成
水解
吸能反应：蛋白质合成等
ATP
因此：ATP是细胞内流通的能量“货币”
ATP的合成一般与放能反应相联系
ATP的水解一般与吸能反应相联系
三、ATP的利用
组成：
结构简式：
ATP的功能：
ATP
1分子腺苷，3分子磷酸基团
A–P～P～P
课堂小结
细胞生命活动的直接能源物质
ATP与ADP相互转化:
ATP ADP+Pi+能量
水解酶
合成酶
ATP的利用：
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。
大脑思考、电鳐发电、物质合成、主动运输、 肌肉收缩等
1.ATP的结构式可以简写为（ ）
A、A-P-P~P B、A-P~P~P C、A~P~P-P D、A~P~P~P
2.一分子ADP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（ ）
A、1,2,2 B、1,2,1 C、1,3,2 D、2,3,1
3.如果一个ATP脱去两个磷酸，该物质就是构成核酸的基本单位之一，称为（ ）
A、腺嘌呤核糖核苷酸 B、鸟嘌呤核糖核苷酸
C、胞嘧啶核糖核苷酸 D、鸟嘌呤核糖核苷酸
4.下列过程中ADP含量增加的是（ ）
A、甘油进入小肠上皮细胞 B、K+进入小肠上皮细胞
C、氧气进入组织细胞 D、苯进入生物细胞
5.ADP转化为ATP的能量不可能来自（ ）
A、光能 B、葡萄糖中的化学能 C、ATP中的化学能 D、丙酮酸中的化学能
课堂巩固：
B
C
A
C
B
谢谢大家！

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