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(共27张PPT)
5.2 细胞的能量“货币”ATP
问题探讨
《秋夕》——杜牧
银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。
天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。
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、在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
主要是相互传递信号，以便繁衍后代
荧光素等
有，有机物储存的化学能转化为光能
萤火虫的尾部发光器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 + 能量 + O2 氧化荧光素
荧光素酶
发出荧光
直接能量从哪里来？
糖类？脂肪 ATP
资料卡片
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
【基本原理】
荧光素+能量+O2 氧化荧光素
荧光素酶
（发出荧光）
1.实验材料：
2.实验原理：
活动1. 探究生命活动的直接能源物质
1
4
3
2
２ｍL
蒸馏水
２ｍL葡萄糖溶液
２ｍL
脂肪溶液
２ｍL
ATP溶液
1.本实验的变量是什么？
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？
自变量：
因变量：
无关变量：
添加的物质
是否发光
温度等
ATP是细胞内直接的能源物质。
使细胞内储存的能源物质消耗殆尽，排除自身能量的干扰。
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
对照组
实验组
实验组
实验组
活动1. 探究生命活动的直接能源物质
3.实验过程：
暗处理15分钟
一
ATP是一种高能磷酸化合物
任务:自主阅读P86页第三自然段并结合“相关信息”，完成以下问题
1、ATP的中文名称？
2、ATP由哪些部分组成？
2、ATP的组成元素？
4、ATP的结构简式如何书写？A、T、P、—、～分别代表什么？
5、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？
一、ATP是一种高能磷酸化合物
腺苷（A）
AMP（腺苷一磷酸）
ADP （腺苷二磷酸）
ATP （腺苷三磷酸）
1.ATP的中文名称：
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
2.ATP的组成元素：
3.ATP的结构简式：
A－P～P～P
A:
P:
～:
—:
腺苷
磷酸基团
普通的化学键
特殊的化学键
~
~
一、ATP是一种高能磷酸化合物
假如用 代表腺嘌呤、 代表核糖、 代表磷酸基团，
代表普通化学键、 代表特殊化学键，尝试构建ATP的模型。
~
~
~
腺嘌呤
核糖
磷酸基团（P）
P
P
P
腺苷(A)
注意：磷酸基团之间用特殊化学键连接
学生活动
尝试构建ATP的结构模型
以小组为单位，利用以下卡片模型依次构建出腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、和ATP的模型。
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
尿嘧啶
胸腺嘧啶
~
~
~
~
核糖
脱氧核糖
P
P
P
P
学生活动
尝试构建ATP的结构模型
腺嘌呤
~
~
核糖
P
P
P
腺嘌呤
核糖
P
腺嘌呤
核糖
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸
ATP
学生活动
尝试构建ATP的结构模型
ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定。
ADP中相互排斥的磷酸基团减少，势能降低
脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
水解酶
1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
一、ATP是一种高能磷酸化合物
ATP的特点：
(1)不稳定：原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都 ,使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其分子结合的趋势，也就是具有较较高的 。
(2)高能量：1molATP水解释放的能量高达 kJ/mol，是细胞内的一种 。
(3) 含量 ，但转化是十分迅速的。
30.54
高能磷酸化合物
带负电荷而相互排斥
很少
转移势能
一、ATP是一种高能磷酸化合物
二
ATP与ADP可以互相转化
二、ATP与ADP可以相互转化
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。
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。
ATP消耗量大
ATP含量很少
矛盾
ATP和ADP在相互转换
ADP+ Pi+能量 ATP
合成酶
水解酶
二、ATP与ADP可以相互转化
Pi
能量
Pi
能量
水解
合成
能量来源：
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
能量去路：
能量来源：
储存在特殊化学键中的能量
能量去路：
用于各项生命活动
特点：动态平衡、转化迅速、生物界具有统一性
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
水解酶
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
二、ATP与ADP可以相互转化
三
ATP的利用
肌肉收缩（机械能）
生物发光（光能）
物质合成（化学能）
主动运输（渗透能）
生物放电（电能）
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的？
三、ATP的利用
（典例：ATP为主动运输供能机制）
三、ATP的利用
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
三、ATP的利用
（典例：ATP为主动运输供能机制）
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、主动运输、大脑思考等
ATP
——ATP是细胞内的能量“货币”
ATP的合成一般与放能反应相联系
因此：ATP是细胞内流通的能量“货币”
二、ATP的利用
ATP的水解一般与吸能反应相联系
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
细胞生命活动的直接供能物质
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、主动运输等
课堂小结
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
学以致用
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
学以致用
C
谢谢观看！

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