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(共17张PPT)
细胞的能量“货币”
ATP
图源：《生命：生物学科学》，第四版
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？ （课本P89楷体字部分）
3、在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
主要是相互传递（求偶）信号，以便繁衍后代
荧光素、荧光素酶
有
课堂导入
萤火虫的发光原理
荧光素
荧光
激活的荧光素
氧化荧光素
能量
荧光素酶
+氧气
发出
？
问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光直接提供能量呢？
细胞良好的储能物质——
细胞生命活动所需要的主要能源物质——
为主动运输提供能量——
葡萄糖
脂肪
ATP
这些物质能否直接为萤火虫发光提供能量？
【实验】探究生命活动的直接能源物质
1.实验材料
萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP制剂等
2.实验原理
荧光素 + 能量
荧光素酶
氧化荧光素
（发出荧光）
3.实验变量
【自变量】
【因变量】
【无关变量】
添加的物质
是否发光
温度等
葡萄糖
脂肪
ATP
激活的荧光素+ O2
【实验】探究生命活动的直接能源物质
【实验】探究生命活动的直接能源物质
4.实验过程
黑暗环境
1
2
3
4
加入等量发光器粉末，放置一段时间直至荧光消失
2mL
蒸馏水
2mL
脂肪
2mL
葡萄糖
2mL
ATP
消耗自身原本存在的能提供能量的物质，防止自身的能源物质对结果造成干扰。
5.实验结论
葡萄糖、脂肪不能为萤火虫的发光器直接供能，ATP能为萤火虫的发光器直接供能。
无关变量
一、ATP的结构
【自主学习】
阅读课本86页相关内容，思考以下问题：
1.ATP的中文名称？
2.ATP的结构简式为？
3.A、T、P、—、～分别代表什么？
4.ATP的结构式？ATP的组成元素？
5.ATP的功能？ATP的结构特点？
6.为什么说ATP是高能磷酸化合物？
腺嘌呤
核糖
磷酸基团*3
腺苷(A)
腺苷一磷酸(AMP)
腺苷二磷酸(ADP)
腺苷三磷酸(ATP)
ATP的元素组成？
腺嘌呤核糖核苷酸
RNA的基本组成单位之一
ATP的中文名称？
腺苷由什么组成？
ATP有几个腺苷？
ATP有几个磷酸基团？
C H O N P
腺苷三磷酸
腺嘌呤+核糖
1个
3个
腺苷(A)
腺苷一磷酸(AMP)
腺苷二磷酸(ADP)
腺苷三磷酸(ATP)
一、ATP的结构
腺嘌呤
核糖
磷酸
磷酸
磷酸
1.中文名称：
腺苷三磷酸
2.结构简式：
A - P ~ P ~ P
A →
腺苷
P →
磷酸基团
~ →
特殊化学键
— →
普通化学键
3.结构式：
元素组成
C、H、O、N、P
腺苷
一、ATP的结构
1.中文名称：
腺苷三磷酸
2.结构简式：
A - P ~ P ~ P
A →
腺苷
P →
磷酸基团
~ →
特殊化学键
— →
普通化学键
3.结构式：
①由于两个相邻磷酸都带_____相互排斥等原因，使得这种化学键________，末端磷酸基团有一种___________________________________，也就是具有较高的___________。
②当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团_________与其他分子结合，从而使后者发生变化。
负电
不稳定
离开ATP而与其他分子结合的趋势
转移势能
挟能量
ATP水解的过程就是释放能量过程，1molATP水解释放能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
一、ATP的结构
1.中文名称：
腺苷三磷酸
2.结构简式：
A - P ~ P ~ P
A →
腺苷
P →
磷酸基团
~ →
特殊化学键
— →
普通化学键
3.结构式：
4.功能：
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
二、ATP的利用
用于生物发光（电能）
用于主动运输 （渗透能）
用于生物放电（电能）
电鳐
用于大脑思考（电能）
用于肌细胞收缩（机械能）
用于物质合成（化学能）
二、ATP的利用
1.ATP为主动运输供能分步示意图（88页）
胞外
胞外
胞外
1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。
2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP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。
3. 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。
载体蛋白（酶）激活
载体蛋白磷酸化
载体蛋白空间结构改变
ATP是如何为主动运输提供能量的 尝试写出ATP水解反应式。
ATP被酶（Ca2+载体蛋白）水解为ADP和Pi并释放能量，游离的末端磷酸基团挟能量与Ca2+载体蛋白结合，使其“充能”,载体蛋白的空间结构被改变。
载体蛋白的磷酸化
ATP水解反应式
A–P～P～P
(ATP)
水解酶
A–P～P +Pi
(ADP)
+
能量
腺苷二磷酸
腺苷三磷酸
分子磷酸化
空间结构改变
ATP能提供能量的原因
二、ATP的利用
能量
ATP
水解
随磷酸基团转移
蛋白质等分子结构改变
蛋白质等分子功能改变
物质是能量的载体，能量是物质运动的动力
结构与功能相适应
资料分析
【资料一】
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；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。
【资料二】
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。
【资料三】
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。
ATP消耗量大
ATP含量很少
ATP合成和水解都非常迅速
矛盾
三、ATP与ADP相互转化
A-P~P(ADP)
A-P~P~P(ATP)
能量
能量
Pi
Pi
合成酶
水解酶
生物发光
主动运输
物质合成
肌肉收缩
……
光合作用
呼吸作用
绿色植物等
绿色植物、动物等
1.ATP与ADP相互转化示意图（87页）
光 能
有机物
化学能
转化非常迅速
动态平衡
项目 ATP的水解 ATP的合成
反应式
所需酶
能量来源
能量去向
结论
ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。
因为物质可逆，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
水解酶
合成酶
ATP和ADP的相互转化是否为可逆反应？
可逆反应：同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。
放能反应
吸能反应
ATP
ADP
能量
能量
水解酶
合成酶
呼吸作用
光合作用
等
需要能量的 生命活动
细胞内的吸能反应一般与 反应相联系
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_________性。
细胞内的放能反应一般与 反应相联系
统一
ATP——细胞内的能量“货币”
能量通过 在放能反应和吸能反应之间流通
来自
用于
ATP的水解
ATP的合成
ATP分子

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