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第2节
细胞的能量“货币”ATP
第5章 细胞的能量供应和应用
讨论：
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
相互传递求偶信号，以便繁衍后代。
荧光素和荧光素酶共同作用。
能量
荧光素酶
+氧气
氧化
荧光素
荧光
荧光素
激活荧光素
发出
问题探讨
“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。 ”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。
荧光素
能量
激活的荧光素
荧光素酶
+氧气
氧化
荧光素
发出
荧光
糖类是细胞中主要的能源物质；脂肪是细胞中良好的储能物质。
萤火虫的发光原理
细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
问题探讨
萤火虫发光器实验
实验目的：探究使萤火虫发光的直接能源物质。
实验材料：萤火虫发光细胞干燥后研磨成的粉末、试管、蒸馏水；等浓度的葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液等。
探究实验
1.本实验的自变量是什么？如何确定实验组与对照组？
萤火虫发光器实验
探究实验
思考·讨论
自变量：能源物质。
防止原有的能量物质对实验的影响。
ATP能够为萤火虫发光提供能量。
2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？
3.实验结果说明什么？
ATP
能量转移
直接供能
可以直接利用？
不能
能源物质
糖，脂肪等
生物的生命活动
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
问题探讨
1.中文名称：
5.特点：远离腺苷（A）的特殊化学键很容易水解，同时这个化学键也容易重新形成。
腺苷（A）
普通磷酸键
特殊化学键
特殊化学键
ATP ADP＋Pi＋能量
水解酶
C、H、O、N、P
A–P～P～P
A：腺苷=腺嘌呤＋核糖
P：磷酸基团（3个）
~：特殊化学键（高能磷酸键）（2个）
—：普通磷酸键（1个）
一、ATP是一种高能磷酸化合物
腺苷三磷酸（三磷酸腺苷），是一种高能磷酸化合物。
adenosine triphosphate（ATP）
2.英文名称：
3.元素组成：
4.简式：
腺苷（A）
AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)
ADP（腺苷二磷酸）
ATP（腺苷三磷酸）
A–P～P～P
A–P～P
A–P
一、ATP是一种高能磷酸化合物
Pi
P
P
P
P
P
Pi
能量
能量
水解
合成
ATP ADP＋Pi＋能量
水解酶
合成酶
二、ATP和ADP可以相互转化
资料分析
经测定，一个成年人每天大约需要消耗ATP多达45kg，剧烈运动状态下，ATP的消耗量甚至达0.5kg/min，但人体内的ATP总含量只有2-10mg；安静状态时，肌肉内的ATP的放出的能量只能维持肌肉收缩1-2s。
Pi
P
P
P
P
P
Pi
能量
能量
水解
合成
对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的。
二、ATP和ADP可以相互转化
ATP合成所需要的能量来自于何处
资料分析
资料1：医生通常给术后不能进食的病人注射葡萄糖和综合营养液补充能量。
资料2：植物在光照的条件下，叶绿体能合成ATP，也能合成糖类，植物在无光时，叶绿体 不能合成ATP，也不能制造糖类。
绿色植物：光能；呼吸作用有机物分解释放的能量。
动物，真菌，大多数细菌：呼吸作用有机物分解释放的能量。
ATP ADP＋Pi＋能量
水解酶
合成酶
二、ATP和ADP可以相互转化
Pi
P
P
P
P
P
Pi
能量
能量
水解
合成
ATP ADP＋Pi＋能量
水解酶
合成酶
转移
势能
光能
有机物中的化学能
二、ATP和ADP可以相互转化
用于大脑思考
生物的发光发电
肌细胞收缩
主动运输
分泌蛋白等多种有机物的合成
三、ATP的利用
ATP
ATP中活跃的化学能
1.化学能转化为渗透能（如主动运输）
2.化学能转化为光能（萤火虫发光）
3.化学能转化为热能（维持恒温动物的体温）
4.化学能转化为化学能（细胞内物质的合成：蛋白质的合成）
5.化学能转化为机械能（如肌细胞收缩）
6.化学能转化为电能（生物电，电鳗放电）
转化为
三、ATP的利用
三、ATP的利用
ATP为主动运输供能的过程
物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化。
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中使常见的，这些分子被磷酸化后，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。
三、ATP的利用
细胞中绝大多数需要能量的生命活动一般是由ATP直接提供能量的。
吸能反应：伴随ATP的水解，如蛋白质的合成，主动运输，胞吞胞吐等。
放能反应：伴随ATP的合成，如葡萄糖的氧化分解等。
反应要吸能，吸的能量来自于ATP。
反应要放能，放的能量去向是ATP。
三、ATP的利用
小结
随堂测试
1. 能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是 （ ）
A.A-P-P ～ P B.A-P ～ P～ P
C.A ～ P ～ P-P D.A ～ P ～ P ～ P
2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（ ）
A.脂肪酸 B.氨基酸 C.腺苷二磷酸 D.腺苷三磷酸
B
D
随堂测试
3.如图表示生物体内发生的两个化学反应，下列相关说法中正确的是（ ）
A.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内
B.ATP分子水解时，图中所示的化学键③最易断裂
C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系
D.图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同
D
本节内容结束

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