第2节 细胞的能量“通货”——ATP

提出问题： 用小刀将数十只萤火虫的发光器 作出假设： 割下，干燥后研磨成粉末，取两 实验方案： 等份分别装入A、B、C、D四支 试管，各加入少量水使之混合， 置于暗处，可见试管内有淡黄色 荧光出现。
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A
2ml蒸馏水
无荧光 出现
B
C
2ml 葡萄 糖溶液
荧 光 15min 消 失 暗处 2ml 脂肪 溶液
用 于 生 物 发 电 、 发 光 。
→
→
→
→
→
活细胞内ATP与ADP的相互转化的同时伴随 着能量的储存和释放
糖类、脂类 等能源物质 呼 吸 作 用
ADP + Pi
转移
释放
能 量
利用
能 量
二氧化碳和水
ATP (能量货币)
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糖类、脂肪等有机物
能 量
储存有大量的能量， 但不能被直接利用
≈
ＡＴＰ 储存的能量相对
答案:（1）三磷酸腺苷 （2）不同 （3）光合 A—P～P～P 呼吸 呼吸 腺苷 磷酸基团 6
全称：三磷酸腺苷 结构简式： A-P～P～P ATP 与ADP相互转化： ATP 形成途径： 光合作用 呼吸作用 利用：各种形式的能量 酶 酶 ADP+Pi+能量
如果你希望成功，那么就要以恒心为良友，以
O
O～
O O～
P
OH
P
OH
P
OH
OH
腺苷（A）
三个磷酸基团
三磷酸腺苷（ATP）
ATP：三磷酸腺苷的英文缩写符号。
高能磷酸化合物： 指水解时释放的能量在20.92KJ/mol以上的磷酸
化合物，高能磷酸键的能量高达30.54KJ/mo。
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2、ATP的结构简式
A—P～P ～ P
腺苷 磷酸基团
普通磷酸键 高能磷酸键
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1.ATP的结构式可以简写为（ B ） A.A-P-P～P C.A～P～P-P B.A-P～P～P D.A～P～P～P
2.ATP 之所以作为能量的直接来源，是因为（ C ） A.ATP 在细胞内数量很多
B.ATP 中的高能磷酸键很稳定
C.ATP 中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定 D.ATP 是生物体内惟一可以储存能量的化合物
3.（2012·潍坊检测）草履虫的纤毛运动和变形虫的变形 运动都是由肌动蛋白利用 ATP 提供的能量完成的。此时能 量转换成了（ A ） A. 机械能 B.化学能 C.渗透能 D.电能 【解析】ATP的高能磷酸键水解后释放的能量用于变形虫的 机械运动，所以发生了由ATP中的化学能转化成机械能的变
化。
第2节 细胞的能量“通货”
——ATP
1．简述ATP的化学组成和特点。
2．写出ATP的分子简式。
3．解释ATP在能量代谢中的作用。
在生命系统中： 主要的能源物质： 糖类 主要的储能物质： 脂肪 最终的能量来源： 太阳能 哪一种物质能够直接为细胞的生命活动提供能量呢？
⒈萤火虫发光的生物学意义是什么？
来说少，但能被 直接利用
≈
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讨论：生物体内的能源及能源物质
1、生物体内贮存能量的有机物有： 糖类、脂肪、蛋白质
2、细胞中重要的能源物质： 葡萄糖
3、植物细胞中重要的储存能量的糖类：淀粉
4、动物细胞中重要的储存能量的糖类：糖原
5、生物体内储存能量的物质： 脂肪 6、生物体进行各项生命活动的主要能源物质：糖类 7、生物体进行各项生命活动的直接能量物质：ATP 8、生物体进行各项生命活动的最终能源：光能
“一二三”巧记 ATP结构：1个腺苷， 2个高能磷酸键，3 个磷酸基团。
ATP
A-P～P ～P
三
普通磷酸键 高能磷酸键
ATP是高能磷酸化合物。因为其水解时释放的能量多 达30.54 kJ/mol。 ATP在生物体内的含量较低。对于人来说，体内的ATP只 能满足人体进行3秒钟的运动。
P ~P ~P
核糖
腺嘌呤
ATP的结构 脱去两个磷酸集团变成什么了呢？ 腺嘌呤核糖核苷酸
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资料：
1、肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状 态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的 能量。 2、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的 ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静 的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。
ADP+P i+能量
ATP与ADP相互转化的能量供应机 制，是生物界的共性
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二、ATP和ADP可以相互转化
1.转化过程 ATP 酶 A-P～P～P (ATP) 能量 酶 酶
ADP +
Pi
+能量
酶
能量 Pi
Pi
A-P～P (ADP)
知 讨论：ATP与ADP之间的相互转化是可逆反应吗？ 识 不是可逆反应 拓 1、从反应条件看：ATP的分解是一种水解反应， 催化该反应的酶属于水解酶；ATP的合成是一种合 展：
2.ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 动物、人等:通过呼吸பைடு நூலகம்用分解有机物释放的能量
绿色植物:呼吸作用和光合作用
动物和人等 绿色植物
ADP +Pi+
能量
酶
ATP
三、ATP的利用
用于大脑思考
用 于 生 物 发 电 发 光 ATP
用于维持体温恒定
用于各种运动， 如肌细胞收缩
用于细胞的主动运输、细胞的生长分裂等
通过以上资料，你能得到什么信息？
ATP在细胞内的含量是很少的，细胞内的消耗量是 很大的。 为什么细胞内的ATP含量总是处于平衡之中？ ATP在细胞内的含量很少，但在细胞内的转化 是十分迅速的且处在动态平衡之中 12
二、ATP和ADP可以相互转化
A–P～P～P Pi A–P～P 能量
水解酶 ATP 合成酶
【解析】（1）ATP是三磷酸腺苷，结构简式为A—P～P～P，
A代表腺苷，P代表磷酸基团，每个ATP中含有2个高能磷酸
键，所以3个ATP中含有6个高能磷酸键。 （2）ATP与ADP可以相互转化，但不是可逆反应，因为两者中 酶不同。 （3）植物中产生ATP的过程为光合作用和呼吸作用，动物中
只有呼吸作用产生ATP。
酶
4.对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正 酶 ） A A.物质是可逆的，能量是不可逆的
确的是（
B.物质和能量都是可逆的
C.物质和能量都是不可逆的
D.物质是不可逆的，能量是可逆的
5.ATP和ADP的相互转化可表示为：
请结合所学知识，回答下列问题：
（1）ATP的中文名称是____，结构简式为___，简式中的A代 表___，P代表_______，3个ATP含有_______个高能磷酸键。 （2）上述反应中的酶Ⅰ和酶Ⅱ__（填“相同”、“不 同”）。 （3）在植物细胞内，形成ATP的生理过程有___作用和__作 用；在动物细胞内，形成ATP的生理过程为___作用。
主要是相互传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。
⒉萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。
⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
有。其腹部细胞内一些有机物中储存的化学能， 4
只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
在生命系统中： 主要的能源物质： 糖类 主要的储能物质： 脂肪
探究给萤火虫提供直接能源的是什么 呢？
成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一 性，因此反应条件不同。 分 2、从能量来源看：ATP水解释放的能量是储存在高 能磷酸键中的化学能，用于生命活动；合成ATP的 能量来自生物体内有机物中的化学能和太阳光能。 析： 因此能量来源不同。（能量不可逆，而物质可逆） 3、从合成与分解场所看：ATP合成的场所是细胞 质基质、线粒体和叶绿体；ATP分解的场所相 对较多。因此合成与分解的场所不同。 15
经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。
D
2ml ATP溶
有荧光 出现 6
从A、B、C、D试管的实验现象中你得出的结论 是?
葡萄糖、脂肪不能为萤火虫的发光器直接供 能，ATP能。
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ATP的结构
1、ATP的分子结构
含氮碱 基
五碳糖
高能磷酸键
H C O H O
H N H C N N C C H C C H N N O C H H C C C OH OH
ATP
酶
ADP＋Pi＋能量
化 学 能 渗 透 能
用 于 细 胞 的 主 动 运 输 。
化 学 能 电 能
用 于 大 脑 思 考 和 神 经 传 导 。
化 学 能 化 学 能
（用 物于 质细 合胞 成内 ）各 。种 吸 能 反 应
化 学 能 机 械 能
用 于 肌 细 胞 收 缩 。
化 学 能 电 能 、 光 能