第2節

細胞的能量“貨幣”ATP第5章細胞的能量供應和利用為什么說ATP是細胞的能量“貨幣”？ATP與ADP是怎樣相互轉化的？這有什么意義？◎本節聚焦細胞中的哪些生命活動需要ATP提供能量？有種蟲兒真奇怪，一盞燈籠隨身帶，黑夜點燈滿天飛，像星閃閃真可愛。猜一猜螢火蟲問題探討1.螢火蟲發光的生物學意義是什么？2.螢火蟲體內有特殊的發光物質嗎？3.螢火蟲發光的過程有能量的轉換嗎？討論：

主要是相互傳遞求偶信號，以便繁衍后代。

腹部后端細胞內的熒光素是其特有的發光物質。

有，其腹部細胞內的一些有機物中儲存的化學能，只有轉換成光能，螢火蟲才能發光。想一想：在細胞內哪些物質有可能為螢火蟲尾部細胞的發光提供能量？葡萄糖細胞生命活動所需要的主要能源物質脂肪細胞內良好的儲能物質ATP提供能量

誰為螢火蟲尾部細胞的發光直接提供能量的呢？？發光原理：用小刀將數十只螢火蟲的發光器割下，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，可見試管內有淡黃色熒光出現，約過15min熒光消失，然后...實驗探究15min熒光消失暗處ABCD２ｍL葡萄糖溶液２ｍLATP溶液２ｍL脂肪溶液２ｍL蒸餾水有熒光出現無熒光出現無熒光出現無熒光出現從以上實驗現象中你得出的結論是?直接能源物質一、ATP是一種高能磷酸化合物1.ATP的功能：ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質2.ATP的結構：（1）中文名稱：腺苷三磷酸（2）結構簡式：A—P～P～PA：P：～：—：腺苷磷酸基團普通化學鍵特殊化學鍵（3個）（1個）（2個）（腺嘌呤+核糖）是一種高能鍵ATP是一種物質，不是能量，能量只是儲存在ATP中記ATP的結構式（3）ATP的組成：①腺嘌呤②核糖腺苷三個磷酸基團③（4）元素組成：C、H、O、N、P記腺苷一磷酸（AMP）（5）ATP、ADP與AMP的區別腺苷三磷酸（ATP）腺苷二磷酸（ADP）RNA的基本單位之一：腺嘌呤核糖核苷酸記（6）ATP水解的實質ATP在酶的作用下水解時，脫離下來的末端磷酸基團挾能量與其他分子結合，從而使后者發生變化。由于ATP中相鄰的磷酸基團帶有負電荷而相互排斥，使得特殊化學鍵很不穩定末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，也就是具有較高的轉移勢能ATP水解的實質：ATP分子中特殊化學鍵的水解記一般將水解時釋放20.92kJ/mol及以上能量的化合物叫做高能化合物。

資料ATP是一種高能磷酸化合物1molATP水解釋放的能量高達30.54kJ

。研究顯示：一個成人一天在靜止狀態下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達0.5kg/min。而人體中ATP的總量大約只有2mg，劇烈運動時只能維持3s。體內的ATP含量這么少，如何滿足源源不斷的能量需求？二、ATP與ADP可以相互轉化ATP在生物體內含量很低，但ATP與ADP的這種相互轉換十分迅速，是時刻不停并且處于動態平衡之中的，保證了穩定供能。ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，在所有生物的細胞內都是一樣的，這體現了生物界的統一性。ADP轉化成ATP的過程中，所需要的能量從哪里來？綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP酶有機物氧化分解釋放的化學能動物、人、真菌及大多數細菌等光能化學能ATP酶2

酶1ADP+Pi+能量討論：ATP與ADP的相互轉化是否可逆?比較項目ATP的水解ATP的合成反應式反應類型酶的類型場所能量來源能量去向水解酶合成酶活細胞所有部位特殊化學鍵中的化學能光能、有機物中的化學能用于各項生命活動用于合成ATP葉綠體、細胞質基質、線粒體等酶ATP→ADP+Pi+能量酶ADP+Pi+能量→ATP水解反應合成反應ATP水解與ATP合成的比較結論：物質是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP與ADP的相互轉化不是可逆反應記三、ATP的利用細胞中絕大多數生命活動都是由ATP直接提供能量的

ATP水解釋放的能量是如何用于上述各種生命活動的呢？ATP為主動運輸供能的原理：1.參與Ca2+主動運輸的載體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當膜內側的Ca2+與其相應位點結合時，其酶活性就被激活了。3.載體蛋白磷酸化導致其空間結構發生變化，使Ca2+的結合位點轉向膜外側，將Ca2+釋放到膜外。2.在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團脫離下來與載體蛋白結合，這一過程伴隨著能量的轉移，這就是載體蛋白的磷酸化。

ATP水解釋放的磷酸基團使蛋白質等分子磷酸化，這在細胞中是常見的，這些分子被磷酸化后，空間結構發生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學反應。放能反應（釋放能量）如：葡萄糖的氧化分解等與ATP的水解相聯系，由ATP水解提供能量。吸能反應（吸收能量）

與ATP的合成相聯系，釋放的能量儲存在ATP中，用來為吸能反應直接供能。細胞內的化學反應可以分成吸能反應和放能反應。如：蛋白質的合成等放能反應合成水解吸能反應ATPATP是細胞內流通的能量“貨幣”流通糖類、脂肪等有機物儲存有大量的能量，但不能被直接利用。ATP儲存的能量相對來說少，但能被直接利用。細胞的能量“貨幣”ATPATP是一種高能磷酸化合物ATP的功能ATP的結構ATP和ADP可以相互轉化：