5.2細(xì)胞的能量“貨幣”ATP《秋夕》——杜牧銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牽牛織女星。1.螢蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2.螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3.螢火蟲發(fā)光的過(guò)程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？腹部后端細(xì)胞內(nèi)有熒光素。相互傳遞求偶信號(hào)，以便交尾繁衍后代。腹部細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物中儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽苁蛊浒l(fā)光。能量熒光素酶＋氧氣熒光素激活的熒光素?zé)晒庋趸療晒馑匕l(fā)出【提出問(wèn)題】是誰(shuí)直接給螢火蟲發(fā)光提供能量呢?是葡萄糖，脂肪，還是其他物質(zhì)？

實(shí)驗(yàn)：探究螢火蟲發(fā)光的直接供能物質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分別裝入四支試管，各加入少量水使之混合，置于暗處，可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)，約過(guò)15分鐘熒光消失，然后……123415min熒光消失12342mL蒸餾水2mL葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mLATP溶液暗處1234無(wú)熒光出現(xiàn)有熒光出現(xiàn)直接提供能量的物質(zhì)是

ATP細(xì)胞中一些需要能量的過(guò)程螢火蟲發(fā)光主動(dòng)運(yùn)輸胞吞胞吐物質(zhì)合成肌纖維收縮直接提供能量的物質(zhì)是

ATP①細(xì)胞的主要能源物質(zhì)：②細(xì)胞的主要儲(chǔ)能物質(zhì)：③細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)：④生物體內(nèi)能量的最終來(lái)源：糖類脂肪ATP太陽(yáng)能ATP的生理功能：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)一、ATP是一種高能磷酸化合物1.ATP的分子結(jié)構(gòu)（1）中文名稱：（2）元素組成：（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：腺苷三磷酸C、H、O、N、P腺苷磷酸基團(tuán)特殊的化學(xué)鍵A—P～P～P腺嘌呤

核糖腺苷特殊化學(xué)鍵（2個(gè)）普通化學(xué)鍵（1個(gè)）（3個(gè)）=腺嘌呤+核糖A：P：～：—：磷酸基團(tuán)PPP~

~

AA—P～P～P

A—P～P～P

A—P～PPi

由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶有負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生改變2.ATP的供能原理腺嘌呤核糖磷酸基團(tuán)（P）磷酸基團(tuán)（P）磷酸基團(tuán)（P）2.ATP的供能原理腺苷（A）腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）PPP

~

~

AAPAPP

~

A腺嘌呤核糖核苷酸

腺嘌呤核糖PPP~~（1）~代表_______________，兩個(gè)相鄰磷酸都帶________相互排斥，使得遠(yuǎn)離

的那個(gè)特殊化學(xué)鍵

，容易_______，具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。特殊的化學(xué)鍵負(fù)電腺苷不穩(wěn)定斷裂（2）ATP水解的過(guò)程就是的___________過(guò)程，1molATP水解能量高達(dá)30.54KJ，所以說(shuō)ATP是一種_______________。釋放能量高能磷酸化合物ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。2.ATP的供能原理注意：ATP是一種物質(zhì)，不是能量用于大腦思考（電能）用于主動(dòng)運(yùn)輸（滲透能）用于生物發(fā)光(光能)用于生物發(fā)電（電能）

用于物質(zhì)合成（化學(xué)能）用于肌肉收縮（機(jī)械能）二、ATP的利用1.參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶，當(dāng)Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。2.在載體蛋白這種酶的作用下，ATP的末端磷酸基團(tuán)脫離下來(lái)與載體蛋白結(jié)合，這一過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。3.載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外。ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能示意圖資料分析ATP消耗量大ATP含量很少矛盾研究顯示，一個(gè)成年人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP。1成人體內(nèi)ATP總量約2~10mg，人體安靜狀態(tài)下，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1~2s。2對(duì)細(xì)胞的正常生活來(lái)說(shuō)，ATP和ADP的轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡的。

ppppp能量Pi能量Pi合成水解三、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ADP＋能量①

＋

PiATP

ATPADP＋

能量②

＋

Pi根據(jù)上圖，請(qǐng)?jiān)趯W(xué)案上寫出ATP的合成和水解反應(yīng)式ATP的合成：ATP的水解：

合成酶水解酶所有生物的細(xì)胞內(nèi)都可發(fā)生，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。ADP（腺苷二磷酸）比ATP穩(wěn)定ATP（腺苷三磷酸）ATP酶

ADP+Pi+能量1.ATP水解（釋放能量）（1）反應(yīng)式：（2）能量來(lái)源和去路：來(lái)源:遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵的斷裂去路:直接為各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量PPP

~

~

A三、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化2.ATP的合成（能量?jī)?chǔ)存在ATP中）（1）反應(yīng)式：（2）能量來(lái)源:用于ATP中形成特殊化學(xué)鍵ADP+Pi+能量

酶

ATP人、動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌等綠色植物、藍(lán)細(xì)菌以及光合細(xì)菌光合作用和呼吸作用呼吸作用能量去路:思考：ATP、ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程是可逆的嗎？反應(yīng)ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反應(yīng)類型酶的類型場(chǎng)所能量來(lái)源能量去向酶水解反應(yīng)合成反應(yīng)水解酶合成酶活細(xì)胞多種場(chǎng)所線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等特殊化學(xué)鍵有機(jī)物中的化學(xué)能、光能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于特殊化學(xué)鍵中結(jié)論：物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，場(chǎng)所、酶也不同

酶與吸能反應(yīng)聯(lián)系如蛋白質(zhì)合成等吸收能量與吸能反應(yīng)放能反應(yīng)的聯(lián)系A(chǔ)TP酶

ADP+Pi+能量1.ATP水解（釋放能量）——反應(yīng)式：2.ATP的合成（能量?jī)?chǔ)存在ATP中）——反應(yīng)式：ADP+Pi+能量

酶

ATP與放能反應(yīng)聯(lián)系如葡萄糖等氧化分解釋放能量ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”ATP全稱：三磷酸腺苷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

A-P～P～PATP的來(lái)源：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化:ATP的利用：用于各項(xiàng)生命活動(dòng)光合作用呼吸作用ATPADP+Pi+能量酶1

酶2總結(jié)：正是由于細(xì)胞內(nèi)具有ATP這種能量“通貨”，

細(xì)胞才能及時(shí)而持續(xù)地滿足各項(xiàng)生命活動(dòng)對(duì)能量的需求。課堂小結(jié)生物體能源物質(zhì)生物體主要能源物質(zhì)生物體內(nèi)重要儲(chǔ)能物質(zhì)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)植物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)直接能源物質(zhì)最終能量來(lái)源ATP糖類脂肪糖原淀粉太陽(yáng)能糖類、脂肪、蛋白質(zhì)

有關(guān)能源物質(zhì)的回顧與小結(jié)A脫氧核糖PO（DNA）脫氧核苷酸雙鏈

C脫氧核糖POT脫氧核糖POG脫氧核糖POT脫氧核糖POA脫氧核糖POG脫氧核糖POC脫氧核糖P