第五章

細胞的能量供應和利用

第2節細胞的能量“貨幣”ATP情景視頻一目標0102依據ATP的分子簡式說出ATP的化學組成和特點通過ATP與ADP之間的相互轉化，理解ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。學習目標問題2:螢火蟲體內有特殊的發光物質嗎？腹部后端細胞內有熒光素。問題3:螢火蟲發光的過程有能量的轉換嗎？化學能轉變為光能問題1:螢蟲發光的生物學意義是什么？

相互傳遞求偶信號，以便交尾繁衍后代。ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質

問題4:結構與功能相適應。ATP有什么樣的結構可以作為直接的能源物質？~~ATP的結構組成元素C、H、O、N、P化學組成1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基團結構簡式A－P~P~P腺苷(A)腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）結構特點遠離腺苷的特殊化學鍵易水解，釋放出能量，也可以接受能量而重新形成有兩個特殊化學鍵RNA基本單位之一

(腺嘌呤核糖核苷酸)

含量特點在細胞中含量少，ATP與ADP的轉化快二、ATP是一種高能磷酸化合物ATP上磷酸基團之間的化學鍵“~”特殊在哪？

由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等原因，使得這種化學鍵不穩定，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是一種高能磷酸化合物！腺苷腺苷腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸辨析下列物質結構中“A”的含義二、ATP是一種高能磷酸化合物ATP是如何為螢火蟲發光供能的？ATP還可以用于哪些生命活動？閱讀教材88頁“ATP的利用”，結合圖5-7學習ATP如何給主動運輸供能，寫出ATP水解反應方程式。(3min)

運動員在進行馬拉松賽跑時，2個小時會消耗60kg的ATP，相當于一個成年人的體重。成人體內ATP的總量2~10mg，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。而細胞內ATP、ADP的總量僅有2-10mg。人體細胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP，這意味著每個ATP分子每天要被重復利用2000-3000次。

【資料分析】【提出問題】生物體如何解決ATP含量少，但總需求量很大的矛盾呢？三、ATP和ADP可以相互轉化A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)能量Pi水解酶Pi合成酶ATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量能量動態平衡1.ATP水解與合成的酶：（1）ATP水解：水解酶（2）ATP合成：合成酶2.ATP在生物體內的儲量：ATP在細胞內儲備少，轉化速度快3.ATP與ADP轉化是否可逆：物質是可逆的，能量是不可逆的。4.ATP與ADP轉化是生物界的共性：ATP和ADP相互轉化的能量供應機制普遍存在，體現了生物界的統一性。三、ATP和ADP可以相互轉化光合作用呼吸作用呼吸作用人、動物、真菌、多數細菌等綠色植物能量ADP+Pi+ATP

酶有機物氧化分解化能合成硝化細菌ATP合成：5.ATP合成的能量來源與去路：儲存在特殊的化學鍵中三、ATP和ADP可以相互轉化用于大腦思考（電能）用于主動運輸（滲透能）用于生物發光(光能)用于生物發電（電能）

用于物質合成（化學能）用于肌肉收縮（機械能）四、ATP的利用問題8:ATP水解釋放的能量是如何用于上述各種生命活動的呢？四、ATP的利用ATP供能的過程（視頻）ATP與ADP可以相互轉化ATPADP水解酶合成酶能量能量PiPi各項需要能量的生命活動光合作用呼吸作用來自用于吸能反應放能反應細胞內的吸能反應一般與

反應相聯系細胞內的放能反應一般與

反應相聯系能量通過

在放能反應和吸能反應之間流通ATP的水解ATP的合成ATP分子葡萄糖等有機物ATP（直接能源物質）生命活動氧化分解供能直接供能

放能反應：（伴隨ATP合成）釋放的能量貯存在ATP中。

吸能反應：(伴隨ATP水解）由ATP水解提供能量。ATP在吸能反應和放能反應之間流通，是細胞內流通的能量“貨幣”，滿足細胞各項生命活動對能量的需求。四、ATP的利用生物體能源物質生物體主要能源物質生物體內重要儲能物質動物細胞內的儲能物質植物細胞內的儲能物質直接來源能量物質最終能源來源ATP糖類脂肪糖原淀粉太陽能糖類、脂肪、蛋白質

有關能源物質的回顧與小結科學前沿將熒光素酶基因導入植物后，再用熒光素溶液澆灌植物，使轉基因植物在黑暗中發出熒光，從而培育出一種能夠發出熒光的“熒光樹”。課后拓展利用書籍和網絡等資源，查詢ATP還有哪些方面的應用。調查發現，螢火蟲的數量越來越少，有些甚至瀕臨滅絕。請調查螢火蟲減少的原因，想一想你能為螢火蟲做些什么？嘗試自制ATP與ADP相互轉化的模型。四、ATP的利用熒光素能量激活的熒光素熒光素酶+氧氣氧化熒光素發出熒光螢火蟲發光原理ATP全稱：三磷酸腺苷結構簡式：

A-P～P～PATP的來源：ATP與ADP相互轉化:ATP的利用：各種形式的能量光合作用呼吸作用ATPADP+Pi+能量酶1

酶2總結：正是由于細胞內具有ATP這種能量“通貨”，細胞才能及時而持續地滿足各項生命活動對能量的需求。課堂小結課堂練習1．下圖表示ATP的結構，相關說法正確的是（

）A.b鍵斷裂后形成ADP和PiB.圖中的3表示ATP中的“A”C.由1、2、3各一分子形成的物質是組成DNA的基本單位D.a中的能量可以來源于光能，也可以轉化為光能D

2.ATP在一定條件下很容易斷裂和重新形成的化學鍵是（

）A.A與P之間的化學鍵B.前兩個P之間特殊化學鍵C.離A較近的那個特殊化學鍵D.遠離A的那個特殊化學鍵3.dATP（d表示脫氧）的結構簡式為dA—P～P～P，用某種酶將dATP中的兩個高能磷酸鍵水解，得到的產物是（

）A.磷酸腺嘌呤脫氧核苷酸B.磷酸

腺嘌呤核糖核苷酸C.腺苷磷酸D.脫氧核糖

磷