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细胞的能量“货币”——ATP
01
ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用
目录
content
02
理解ATP与ADP是怎样相互转化？有什么意义？
03
细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量
在生命系统中
主要的能源物质：
主要的储能物质：
糖 类
脂 肪
糖类、脂肪、蛋白质
生物体内的能源物质：
能为细胞内的直接能源物质是什么？
想一想
为什么ATP能直接为细胞内生命活动提供能量？
结论：ATP是使腓肠肌收缩的直接能源物质
任务一·阅读教材P86，观察ATP结构式，思考：
1、ATP由哪些化学元素组成？
4、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？
3、如何简化ATP的结构？
2、ATP为什么称为三磷酸腺苷？
ATP结构式
C、H、O、N、P
腺嘌呤
核糖
腺苷
磷酸
磷酸
磷酸
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
~
~
含有1个腺苷（A）和3个磷酸基团（P）
~
~
特殊的化学键
A–P～P～P
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。
能量
ATP
ADP
（二磷酸腺苷）
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。
ATP水解酶
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）
(腺嘌呤核糖核苷酸)
腺苷一磷酸，AMP
腺苷二磷酸，ADP
腺苷三磷酸，ATP
任务二·阅读教材P86-87，构建模型
活动一·写出ATP合成和ATP水解反应式，构建ATP与ADP相互转化的反应式模型
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
水解酶
Pi
能量
ATP
水解酶
ADP + Pi
+ 能量
合成酶
Pi
能量
ATP
ADP + Pi
+ 能量
合成酶
问题1、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，在安静状态时，肌肉内ATP的所放
能量只能维持肌肉收缩1~2 s。
2、成年人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。
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。
【资料】
【思考1】从上述资料1和2来看，ATP在细胞中有什么特点？
含量少、需求大
【思考2】分析资料3，细胞如何解决这一矛盾？
迅速转化，且处于动态平衡之中
问题2、合成ATP的能量来源？
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
水解酶
Pi
能量
合成酶
Pi
能量
动物、人等
呼吸作用
绿色植物
光合作用
呼吸作用
问题3、ATP水解能量的去路？
用于各项生命活动
糖类等有机物氧化分解释放的能量
光反应中光合色素吸收的光能
问题4、ATP如何为生命活动提供能量？
活动二·举例说出利用ATP的实例
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。
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
ATP为主动运输供能示意图
任务三·阅读教材P89，构建放能反应与吸能反应间的能量转换模型
高能化合物
低能化合物
能量
高能化合物
能量
低能化合物
直接利用？
放能反应
吸能反应
总是与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量。
总是与ATP合成反应相联系,释放的能量贮存在ATP中。
糖类、脂肪
CO2+H2O
蛋白质
氨基酸
ATP是细胞的能量“货币”
糖类、脂肪等有机物氧化分解
ATP
吸能反应
放能反应
蛋白质合成等
储存大量的能量，但不能被直接利用
储存的能量相对来说少，但能被直接利用
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
体现了生物界的统一性，种类繁多的生物有着共同起源
活动三·阅读P87小字部分，思考讨论
【思考2】通过以上资料，你从进化的角度看，还能得到什么信息？
【思考1】萤火虫的发光原理是什么？ATP在其中的作用？
荧光素酶
氧气
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化荧光素
发出
ATP提供能量
如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中，那么……
科学前沿
小结
项目 ATP的水解 ATP的合成
反应式
所需酶
能量来源
能量去向
反应场所
联系 物质可逆，能量不可逆
ATP水解酶
ATP合成酶
储存于ATP中的化学能
光能（光合作用）
化学能（细胞呼吸）
用于各项生命活动
储存于ATP中
生物体的需能部位
细胞质基质、线粒体、叶绿体
ADP＋Pi＋能量
ATP
水解酶
ADP＋Pi＋能量
ATP
合成酶
思考：ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗
ATP的水解和合成不属于可逆反应
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