第5章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
人教版必修1
第2节 细胞能量“通货”—ATP
能量的形式和转换
光能
电鳐电能
机械能
主动运输
渗透能
能量转换站-----叶绿体
通过绿色植物的光合作用，把光能以化学能的形式储存在糖类、脂肪等有机物中。
光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能
动力工厂-----线粒体
生物体通过呼吸作用分解体内有机物，
释放其中的能量，用于生命活动。
稳定的化学能 活跃的化学能+热能
无氧呼吸和有氧的第一阶段：细胞质基质
稳定的化学能 活跃的化学能+热能
是生物体进行生命活动的主要能源物质。
糖类
是生物体内贮存能量的物质。
脂肪
能量蕴藏在营养物质之中
蛋白质：能源物质
下列是有关ATP的探究实验设计，用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入三支试管中，编号A、B、C，各加入少量的水，使之混合，可见到试管中发出黄色光，约过15min，荧光消失。然后。。。
合作探究
A
B
C
ATP是直接的能源物质，可以使熄灭的离体发光器重新发光。
原理：
1、ATP的结构简式:
A—P ~ P ~ P
2、ATP和ADP的相互转化:
ATP
ADP
+ Pi
+ 能量
ATP合成酶
ATP水解酶
4、ATP的利用:
细胞的能量“通货”
3、ATP的形成途径:
小结
光合作用、呼吸作用
什么是ATP？
ATP是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate)的英文缩写符号， A---腺苷、T---三、P---磷酸基。
ATP的分子结构简式是：A—P ~ P ~ P 。
ATP是一种高能磷酸化合物。不仅因为是它的分子结构中含有磷酸，还因为它在水解时释放的能量是30．54kJ／mol（千焦每摩尔）（一般将水解时，能够释放20．92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物）。
ATP的水解释放的能量是一般磷酸键水解时释放能量的两倍以上。
一、ATP分子中具有高能磷酸键
２、ATP的结构简式是？
３、ATP简式中A、P、~分别代表什么？
5、ATP中大量的能量储存在哪个位置？
请大家阅读课本P88－89
1、ATP的中文名是什么？
6、ATP分子中哪一个高能磷酸键易发生水解？
4、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物呢？
7、ATP的水解产物是什么？
8、ATP和ADP是如何转化的？
9、ATP可利用在哪些方面
三磷酸腺苷
２、ATP的结构简式是：（ ）
A：A-P-P~P B：A-P~P~P
C：A~P~P-P D：A~P~P~P
３、ATP简式中A、P、~分别代表什么？
三磷酸腺苷
Ｂ
一、ATP分子结构及特点
1、ATP的中文名是什么？
腺苷
磷酸基团
高能磷酸键
腺嘌呤
腺嘌呤核糖核苷酸
ATP---三磷酸腺苷
腺苷
A—腺苷
T—三个（Tri）
P—磷酸基团
课本P88 相关信息
（C、H、O、N、P）
英文名称缩写
ATP的结构式
核糖
腺 嘌
呤
～
～
课本P88 相关信息
P
P
P
ATP的结构简式
ATP的结构简式为A—P ~ P ~ P
腺苷
磷酸基团
高能
磷酸键
ATP即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。
二、ATP与ADP的相互转化
A-P~P~P
A-P~P
+ Pi
+ 能量
酶
酶
ATP
ADP
酶
酶
ATP与ADP的转化关系
ATP转化成ADP时所需能量的主要来源
美国康奈尔大学的科学家已研制出世界上第一台生物分子纳米发动机。它仅一个病毒般大小，由ATP提供能量、ATP合成酶驱动发动机运转。每加一次能量，纳米发动机可连续工作一小时。科学家高度评价此项科技成果，认为生物分子纳米发动机在医学领域将大有用武之地。例如，它可以充当一个“小护士”，巡视全身。
分子马达
三、ATP的利用
物质运输
物质合成
细胞分裂
肌肉收缩
生物发光等
磷酸肌酸(C~P)
小结：
腺苷
普通化学键
高能磷酸键
磷酸基团
磷酸肌酸
　　ATP是细胞内主要的磷酸载体或能量传递体，人体储存能量的方式不是ATP而是磷酸肌酸。肌酸主要存在于肌肉组织中，骨骼肌中含量多于平滑肌，脑组织中含量也较多，肝、肾等其它组织中含量很少。
每个人生活都需要能量、使用能量，运动时更需要为肢体活动持续地提供能量。各种化学能(碳水化合物、脂肪和蛋白质)贮存在体内，最终转化成三磷酸腺苷(ATP)。ATP是人体运动时的直接供能物质。问题在于ATP的数量有限。
运动时有四种不同的代谢过程向人体提供能量，两种是无氧的，两种是有氧的。究竟是哪种代谢被用来提供能量，取决于运动的强度和持续时间。
运动能量从哪里来？
无氧能量系统
是三磷酸腺苷—磷酸肌酸(ATP--CP)系统和糖酵解系统。肌肉运动时，首先由ATP分解，将能量直接供应肌肉收缩。若运动很剧烈，则CP立即将能量转移到二磷酸腺苷(ADP)分子上，生成ATP，ATP又继续分解供应能量。肌细胞中ATP存量很少，但CP的量却比ATP约多三倍，故二者的总和大致可供给30秒钟的激烈运动。该系统非常迅速。如要继续运动，就得由糖元分解生成乳酸，同时释放能量以生成ATP。 尽管乳酸会导致肌肉酸痛，但它所产生的能量却是ATP--CP系统的两倍。糖酵解系统对应的是高强度、持续时间在30秒—3分钟之间的运动。
这两个系统适应于短跑、跳跃、举重运动等。
有氧能量系统
进行3分钟以上的运动，能量需要有氧代谢系统提供。它也同运动强度和持续时间直接相关。强度较低、持续时间大于3分钟小于20分钟的运动，是氧化糖产生大量的ATP来供能。长于20分钟的低强度运动则主要靠氧化脂肪来供能了。    在这一代谢过程中由于氧气能基本满足需要，所以不会产生乳酸，肌肉不会酸痛。专家们认为，中、老年人参加体育锻炼以有氧代谢的运动项目为主，因为这对增强体质、延缓衰老有利。
ATP是细胞内能量转换的“中转站”，可形象地把它比喻细胞内流通的“能量货币”，是生物体内能量代谢的中心，在生物能量代谢中占有核心地位。生物体内的新陈代谢正是因为细胞中的ATP才能顺利地完成。
ATP和核酸的关系
ATP是细胞内的主要磷酸载体，ATP作为细胞的主要供能物质参与体内的许多代谢反应，还有一些反应需要UTP或CTP作供能物质，如UTP参与糖元合成和糖醛酸代谢，GTP参与糖异生和蛋白质合成，CTP参与磷脂合成过程，核酸合成中需要ATP、CTP、UTP和GTP作原料合成RNA，或以dATP、dCTP、dGTP和dTTP作原料合成DNA。
　　作为供能物质所需要的UTP、CTP和GTP可经下述反应再生：
　　UDP+ATP→UTP+ADP
　　GDP+ATP→GTP+ADP
　　CDP+ATP→CTP+ADP
　　dNTP由dNDP的生成过程也需要ATP供能：
　　dNDP+ATP→dNTP+ADP