5.2细胞的能量“货币”ATP高一上学期生物人教版必修1

第2节细胞的能量“货币”ATP

问题探讨银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如冰，卧看牵牛织女星。——唐.杜牧华南植物园杭州千岛湖问题探讨资料：萤火虫的发光是生物发光的一种。萤火虫的发光原理是：萤火虫有专门的发光细胞，在发光细胞中有两类化学物质，一类被称作萤光素，另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP，并与氧气发生反应，反应中产生激发态的氧化荧光素，当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。

反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，甲虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。讨论：1.萤火虫发光的生物学意义是什么？2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？主要是相互传递信号，以便繁衍后代。

荧光素等。有，细胞中有机物储存的化学能转化为光能。问题探讨一、ATP是一种高能磷酸化合物腺嘌呤＋核糖＋3分子磷酸ATP的结构腺苷普通化学键特殊化学键ATP的结构简式：A—P~P~P由于两个相邻的磷酸基团都带有负电，相互排斥等原因，所以ATP中的特殊化学键不稳定，处于末端的磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子（如水分子）结合的势能，即具有较高的转移势能。ATP是高能磷酸化合物一、ATP是一种高能磷酸化合物

A—P~P~PA—P~P酶酶Pi能量Pi能量ADP＋Pi＋能量ATP水解酶ATP合成酶图中的酶的种类相同吗？二、ATP和ADP可以相互转化ATP与ADP的转化ATP思考如果ATP与ADP的转化出现障碍，后果是什么？剧毒物质氰化钾就是一种抑制呼吸酶，阻止人体合成新的ATP的毒药，人中毒后在3~6min内会死亡。二、ATP和ADP可以相互转化对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化，是时刻不停发生且处于动态平衡之中的。ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量→ATPATP→ADP＋Pi＋能量反应条件场所能量来源（去向）酶酶合成酶水解酶细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞内消耗能量的地方呼吸作用释放的化学能、光合作用吸收的光能供细胞各类生命活动的需要二、ATP和ADP可以相互转化ATP与ADP的转化二、ATP和ADP可以相互转化ATP与ADP转化的特点细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应。吸能反应与ATP的水解有关，由ATP水解提供能量；放能反应与ATP合成有关，释放的能量储存在ATP中。动态平衡转化速率快大脑思考（电能）各种运动（机械能）主动运输（渗透能）生物发光（光能）葡萄糖+果糖→

蔗糖酶吸能反应（化学能）生物放电（电能）三、ATP的利用细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。ATP为主动运输供能参与Ca2+主动运输的载体蛋白能催化ATP水解的酶膜内侧Ca2+与其相应位点结合，其酶活性就被激活三、ATP的利用三、ATP的利用酶P末端磷酸基团末端磷酸基团与载体蛋白结合伴随着能量的转移载体蛋白的磷酸化

能量ATP为主动运输供能膜外侧载体蛋白磷酸化导致其

发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子

，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，

发生变化，

也被改变，因而可以参与各种化学反应。空间结构磷酸化空间结构活性三、ATP的利用ATP为主动运输供能小试牛刀1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是()

A.

A-P-P~PB.

A-P~P~P

C.

A~P~P-PD.

A~P~P~PB2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是()A.脂肪酸

B.氨基酸

C.腺苷二磷酸

D.腺苷三磷酸

D小试牛刀3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面叙述错误的是()A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布

B.ATP合成所需的能量由磷酸提供

C.ATP可以水解为ADP和磷酸

D.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定B解析：A.细胞质中细胞质基质、线粒体和叶绿体内可以产生ATP，细胞核中的生命活动需要消耗ATP，所以细胞质和细胞核中都有ATP分布，A正确。

B.ATP可以在光合作用中合成，能量来自光能，还可以在呼吸作用中合成，能量来自有机物中稳定的化学能，不能由磷酸提供，B错误。4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是

（

）

A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散

B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的

C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率

D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率小试牛刀C思考小试牛刀同样是能源物质，ATP和葡萄糖特点相同吗？请比较。在储存能量方面：ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有