1、第二节第二节 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用学习目标：学习目标：1.简述简述ATP的的化学组成和特点化学组成和特点。2.写出写出ATP的的分子简式分子简式。3.解释解释ATP在在能量代谢能量代谢中的作用。中的作用。用于进行性用于进行性肌肉萎缩、肌肉萎缩、脑出血后遗脑出血后遗症、心肌疾症、心肌疾患及肝炎等患及肝炎等的辅助治疗的辅助治疗直观认识直观认识ATP新知导入新知导入 ATP ATP结构是怎样的？它有什么功能呢结构是怎样的？它有什么功能呢? ?囊萤夜读1. 萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫发光的生物学意义是什么？2.
2、 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？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？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。 萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。光能时，萤火虫才能发光。荧光素荧光素能量能量激活的激活的荧光素荧光素荧光素酶荧光素酶+ +氧气氧气氧化氧化荧光素荧光素发出发出荧光荧光萤火虫萤火虫
3、的的发光原理发光原理囊萤夜读用小刀将十只萤火虫的用小刀将十只萤火虫的发光器发光器割下，割下，干燥干燥后研磨成后研磨成粉末粉末，加水加水。葡萄糖等不能为萤火虫的发光器直接供能，葡萄糖等不能为萤火虫的发光器直接供能，ATPATP却能。即却能。即ATPATP是直接能源物质是直接能源物质一一. ATP的的功能功能1.本实验的自变量是什么？如何确定实验组与对照组？2. 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？2022-1-9二二. ATP的的组成和结构组成和结构学生阅读学生阅读P88P88并思考：并思考：ATPATP的中文全称是什么？的中文全称是什么？ATPATP的结构的结
4、构简式如何书写？简式如何书写？ATPATP简式中简式中A A、P P、分别代表什么？分别代表什么？自主自主学习学习腺苷（A）ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）2 2、简式：、简式：1 1、中文名称：、中文名称：三磷酸腺苷三磷酸腺苷3 3、是一种高能磷酸化合物、是一种高能磷酸化合物腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团特殊的特殊的磷酸键磷酸键普通的普通的磷酸键磷酸键APPP1 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 酶酶酶酶光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用ATPADP主动运输主动运输物质合成物质合成肌肉收缩肌
5、肉收缩PiPi学生活动：请将学生活动：请将ATPATP与与ADPADP的转化概念图补充完整的转化概念图补充完整能量能量能量能量生物发光生物发光三三. ATP与与ADP相互转化相互转化根据以上分析：根据以上分析：ATPATP和和ADPADP相互转化会断裂或形成化学键相互转化会断裂或形成化学键吗？如果会，那是断裂哪个什么化学键？吗？如果会，那是断裂哪个什么化学键？A-PPPiATPADP + Pi + ADP + Pi + 能量能量酶酶A-PPP+远离腺苷的那远离腺苷的那个高能磷酸键个高能磷酸键( (磷酸磷酸) )+能量（ADP）酶酶酶酶酶酶想一想：想一想：ATP与与ADP相互转化过程是可逆反应吗
6、相互转化过程是可逆反应吗?为什么？为什么？项目项目ATP的合成的合成ATP的水解的水解反应式反应式ADPPi能量能量 ATPH2OATPH2OADPPi能量能量酶的类型酶的类型ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶能量来源能量来源光能光能(光合作用光合作用)、化学能、化学能(细胞细胞呼吸呼吸)储存在高能磷酸键中的能量储存在高能磷酸键中的能量能量去路能量去路 储存于形成的高能磷酸键中储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动用于各项生命活动反应场所反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位生物体的需能部位2022-1-9【误区警示误区警示】 ATP ATP的合成与
7、分解不是可逆反应的合成与分解不是可逆反应(1)ATP(1)ATP的合成与分解所需要的酶不同的合成与分解所需要的酶不同, ,反应场所不同。反应场所不同。(2)ATP(2)ATP水解释放的能量和合成水解释放的能量和合成ATPATP的能量不同。的能量不同。所以所以ATPATP的合成与分解在的合成与分解在物质上是可逆物质上是可逆的的, ,能量上是不能量上是不可逆的。可逆的。2022-1-9讨论1：在剧烈运动与静止状态时，ATP与ADP的转化有什么不同？讨论讨论2 2：如果如果ATP与与ADP的转化出现的转化出现障碍，障碍，后果是后果是什什么么？ 对对细胞的正常生活来说，细胞的正常生活来说，ATP和和A
8、DP的转的转化是化是时刻不停地发生时刻不停地发生且处于且处于动态平衡动态平衡的的。 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。1成人体内ATP总量约210mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩12s。 2资料分析ATP消耗量大ATP含量很少矛盾矛盾ATP合成和水解都非常迅速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3ATPATP与与ADPADP在在细胞中细胞中含量含量少少，转化速转化速率快率快，在正，在正常细胞中，常细胞中，两者之间的两者之间的转化总是处转化总是处于于
9、动态平衡动态平衡中中, ,保证为细胞保证为细胞稳定供能。稳定供能。用于主动运输用于主动运输 （渗透能渗透能）ATP用于各种运动，如肌细用于各种运动，如肌细胞收缩（胞收缩（机械能机械能）用于生物放电用于生物放电（电能电能）葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应用于细胞内各种吸能反应（化学能化学能）用于生物发光用于生物发光（光能光能） 用于大脑思考用于大脑思考（电能电能）四四. ATP的利用的利用ATP的供能方式 物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化，是获能的过程；磷酸化后的蛋白质空间结构发生改变，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。放能反应吸能反应和放能反应吸能反应和放
10、能反应如：细胞呼吸如：细胞呼吸 C6H12O6+O2 酶酶 CO2 + H2O + +能量能量(大大分子分子-小小分子分子)吸能反应(小小分子分子-大大分子分子)如：如： 氨基酸氨基酸酶酶蛋白质蛋白质+ +能量能量储存储存 释释放放 ATP2022-1-9合成蛋白质、合成淀粉等合成蛋白质、合成淀粉等葡萄糖的氧化分解等葡萄糖的氧化分解等糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机物ATP储存有大量的能量，储存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利用储存的能量能被直接利用储存的能量能被直接利用能量能量能量能量用于各项生命活动ATP：生命活动的直接能源物质“能量通货能量通货”糖类、脂肪、蛋白质、糖类、脂
11、肪、蛋白质、ATP等等糖类糖类脂肪、淀粉（植物细胞）脂肪、淀粉（植物细胞）糖原（动物细胞）糖原（动物细胞）ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）太阳能太阳能生物体内的能源物质生物体内的能源物质生物体内的能源物质生物体内的能源物质生物体内的主要能源物质生物体内的主要能源物质生物体内的主要储能物质生物体内的主要储能物质生物体内的直接能源物质生物体内的直接能源物质最终能源物质最终能源物质请思考讨论完成下列表格请思考讨论完成下列表格ATP主动运输主动运输发光发电发光发电肌肉收缩肌肉收缩大脑思考大脑思考物质合成物质合成ADPPi能量能量酶酶光合光合呼吸呼吸Pi能量能量酶酶呼呼 吸吸课堂小结课堂小结一、 AT
12、P的分子结构 结构简式：AP P P二. ATP与ADP的相互转化三、ATP的来源四、ATP的利用一、概念检测一、概念检测1. 能准确表示能准确表示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是 （ ）A. A-P-PP B. A-PPP C. APP-P D. APPP2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（ ）A. 脂肪酸脂肪酸 B. 氨基酸氨基酸 C. 腺苷二磷酸腺苷二磷酸 D. 腺苷三磷酸腺苷三磷酸3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于是细胞
13、生命活动的直接能源物质，下面关于ATP的叙述，错误的是的叙述，错误的是 （ ）A. 细胞质和细胞核中都有细胞质和细胞核中都有ATP的分布的分布 B. ATP合成所需的能量由磷酸提供合成所需的能量由磷酸提供C. ATP可以水解为可以水解为ADP和磷酸和磷酸 D. 正常细胞中正常细胞中ATP与与ADP的比值相对稳定的比值相对稳定课后习题BDB4.离子泵是一种具有离子泵是一种具有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（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加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率课后习题C2022-1-9谢谢同学们的配合！
