人教版高中生物必修一课件：5.2细胞的能量通货ATP (共20张PPT)

1、知识目标知识目标 1.1.简述简述ATPATP的化学组成和特点。的化学组成和特点。 2.2.会写会写ATPATP的分子简式。的分子简式。 3.3.阐述阐述ATPATP与与ADPADP的相互转化及的相互转化及 ATPATP在能量代谢中的作用。在能量代谢中的作用。 第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货” ATPATP 银烛秋光冷画屏，银烛秋光冷画屏， 轻罗小扇扑流萤。轻罗小扇扑流萤。 天街夜色凉如水，天街夜色凉如水， 卧看牵牛织女星。卧看牵牛织女星。 唐代唐代杜牧杜牧 1.1.萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2.2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫体内有

2、特殊的发光物质吗？ 3.3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 问题问题探探讨讨： 互相传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。互相传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。 萤火虫腹部后端细胞内的萤火素，是其特有的发光物质。萤火虫腹部后端细胞内的萤火素，是其特有的发光物质。 有。萤火虫腹部细胞内一些有机中储存的化学能，只有。萤火虫腹部细胞内一些有机中储存的化学能，只 有在转变成光能时，萤火虫才能发光。有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 生物的生命活动 ATP 储存 释放能量 可以直接利用吗？可以直接利用吗？ 能源物质能源物质 怎么办？怎么办？ O- C O CC HH OH

3、OH C C O P O P O P O- O O- O O- O N C N C C C N C N N HH H H H H HH 腺嘌呤腺嘌呤 核糖核糖 腺苷腺苷 三个磷酸基团三个磷酸基团 三磷酸腺苷三磷酸腺苷 （ATP) 一、什么是一、什么是ATPATP ATPATP分子的化学组成和结构特点分子的化学组成和结构特点 ATPATP是一类高能磷酸化合物是一类高能磷酸化合物 通常我们把水解时放出的能量在通常我们把水解时放出的能量在 20.92kJ/mol20.92kJ/mol以上的磷酸化合物叫做高以上的磷酸化合物叫做高 能磷酸化合物。能磷酸化合物。ATPATP水解时放出的能量水解时放出的能量

4、 30.54kJ/mol30.54kJ/mol。 1.ATP1.ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。 2.12.1个个ATPATP中包含中包含2 2个高能磷酸键。个高能磷酸键。 3.ATP3.ATP分子的水解本质上就是分子的水解本质上就是ATPATP分子中高能磷酸分子中高能磷酸 键的水解，也就是高能磷酸键的断裂。在断裂的同键的水解，也就是高能磷酸键的断裂。在断裂的同 时，储存在键中的大量能量释放出来。时，储存在键中的大量能量释放出来。 APPP 代表腺苷代表腺苷代表磷酸基团代表磷酸基团 代表一种特殊的化学键，代表一种特殊的化学键， 叫做高能磷酸

5、键叫做高能磷酸键 ATPATP的结构简式的结构简式 （A-PPP） 腺嘌呤 （A-P） （A-PP） 腺嘌呤 腺嘌呤 如果一个人不吃不如果一个人不吃不 喝，大约至少能活喝，大约至少能活 3 3天，也就是我们天，也就是我们 体内的自由水可以体内的自由水可以 供人使用供人使用3 3天。那天。那 么人体如果没有么人体如果没有 ATPATP的合成，又能的合成，又能 活多长的时间呢？活多长的时间呢？ 与你自己的体重与你自己的体重 相比一下，能得相比一下，能得 出什么结论呢？出什么结论呢？ 一正常人体中一正常人体中ATPATP和和ADPADP总量很总量很 少，基本保持一定，约为少，基本保持一定，约为2mg

6、2mg 10mg10mg，但一个成人一天在静止，但一个成人一天在静止 状态下所消耗的状态下所消耗的ATPATP为为48kg48kg，在，在 紧张活动的情况下，紧张活动的情况下，ATPATP的消耗的消耗 可达可达0.5kg/min0.5kg/min。 量量 能能 解解 水水 二、二、ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化 APPP ADP ATP ATP ATP分子中远离分子中远离A A的那个高能磷酸键，在一定的的那个高能磷酸键，在一定的 条件下很容易水解，也很容易重新形成。水解时伴条件下很容易水解，也很容易重新形成。水解时伴 随有能量的释放，重新形成时伴随有能量的储存。随有能量的释放

7、，重新形成时伴随有能量的储存。 ATP ADP + Pi ATPATP与与ADPADP相互转化的关系式相互转化的关系式 水解酶水解酶 放能放能 合成酶合成酶 储能储能 ATP ATP在细胞在细胞 内的含量是很内的含量是很 少的。但是，少的。但是， ATPATP在细胞内的在细胞内的 转化是十分迅转化是十分迅 速的。它在细速的。它在细 胞内的含量总胞内的含量总 是处在是处在动态平动态平 衡衡之中，这对之中，这对 于构成生物体于构成生物体 内部稳定的供内部稳定的供 能环境，具有能环境，具有 重要的意义。重要的意义。 ATPADP + Pi + 能量能量 酶酶 讨论：讨论：ATPATP与与ADPADP

8、之间的相互转化是可逆反应吗？之间的相互转化是可逆反应吗？ 1. 1.从反应条件看：从反应条件看：ATPATP的分解是一种水解反应，的分解是一种水解反应， 催化该反应的酶属于水解酶；催化该反应的酶属于水解酶；ATPATP的合成是一种合的合成是一种合 成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一 性，性，因此反应条件不同。因此反应条件不同。 2. 2.从能量来源看：从能量来源看：ATPATP水解释放的能量是储存在水解释放的能量是储存在 高能磷酸键中的化学能，用于生命活动；合成高能磷酸键中的化学能，用于生命活动；合成ATPATP 的能量来自生物体内有机物中

9、的化学能和太阳光能。的能量来自生物体内有机物中的化学能和太阳光能。 因此能量来源不同。（能量不可逆，而物质可逆）因此能量来源不同。（能量不可逆，而物质可逆） 3. 3.从合成与分解场所看：从合成与分解场所看：ATPATP合成的场所是细胞合成的场所是细胞 质基质、线粒体和叶绿体；质基质、线粒体和叶绿体；ATPATP分解的场所相对较分解的场所相对较 多多。因此合成与分解的场所不同。因此合成与分解的场所不同。 结论：不是可逆反应结论：不是可逆反应 三、三、ATP形成途径： ATPATP在生物体内有一定的含量。在生物体内有一定的含量。ATPATP水解释放的能量可以供生物体生水解释放的能量可以供生物体生

10、 命活动的需要命活动的需要,ATP,ATP合成时需要的能量来自哪里呢合成时需要的能量来自哪里呢? ? 绿色植物绿色植物动物和人动物和人 呼呼 吸吸 作作 用用 光光 合合 作作 用用 呼呼 吸吸 作作 用用 ATP ADP + Pi 酶酶 细胞内中的各细胞内中的各 种吸能反应种吸能反应 ATP 解释萤火虫发 光的原理P89。 ATP是新陈代谢（生命 活动）的直接能源物质。 小结小结 一、一、ATPATP的结构和生理功能：的结构和生理功能： 1.1.中文名称：三磷酸腺苷中文名称：三磷酸腺苷 2.2.英文缩写：英文缩写：ATPATP 3. 3.结构简式：结构简式：APPP APPP 4. 4.性质

11、：高能磷酸化合物性质：高能磷酸化合物 5.5.释能：释能：30.54kJ/mol 30.54kJ/mol 6.6.含量：含量少但含量：含量少但ATPATP与与ADPADP转化迅速并处于动态平衡转化迅速并处于动态平衡 7.7.生理功能：新陈代谢（生命活动）的直接能源生理功能：新陈代谢（生命活动）的直接能源 二、二、ATP与与ADP的相互转化（反应表达式）：的相互转化（反应表达式）： ADP+Pi+能量能量 ATP 酶酶 三、三、ATP的形成途径：的形成途径： ADPPi ATP 酶 动物和人动物和人绿色植物绿色植物 能能 量量 呼吸呼吸 作用作用 呼吸作用呼吸作用 光合作用光合作用 四、四、AT

12、PATP的利用：的利用： 补充知识点补充知识点: 动物和人体细胞中还有一种高能磷酸化合物。动物和人体细胞中还有一种高能磷酸化合物。 当当 ATPATP大量消耗而过分减少时，磷酸肌酸就可大量消耗而过分减少时，磷酸肌酸就可 以释放出大量的能量以释放出大量的能量, ,使使ADPADP合成合成ATP ATP 。 磷酸肌酸（磷酸肌酸（C P) 化学能 ATP C P ATP 供能 1 1生物体新陈代谢所需能量的直接来源是生物体新陈代谢所需能量的直接来源是 A A葡萄糖葡萄糖 B B脂肪脂肪 C CATP DATP D光能光能 C C 2 2ATPATP的结构简式为的结构简式为 A AA AP PP PP

13、 P； B BA AP PP PP P； C CA P P PA P P P； D DA AP P PP P P； D D 3 3三个三个ATPATP含有（含有（ ）个高能磷酸键）个高能磷酸键 A A9 9个；个； B B6 6个；个； C C5 5个；个； D D3 3个个 B B 目目 标标 巩巩 固固 目目 标标 巩巩 固固 4 4在在ATPATP分子中很容易断裂和重新形成的化学键是分子中很容易断裂和重新形成的化学键是 A A靠近腺苷的高能磷酸键；靠近腺苷的高能磷酸键； B B远离腺苷的高能磷酸键；远离腺苷的高能磷酸键； C C腺苷与相邻磷酸基间的键；腺苷与相邻磷酸基间的键； D D以上

14、三键都是以上三键都是 B B 5 5在人体细胞中，下列说法成立的是在人体细胞中，下列说法成立的是 A A合成合成ATPATP的途径有光合作用和呼吸作用；的途径有光合作用和呼吸作用； B BATPATP能在人体细胞中大量储存；能在人体细胞中大量储存； C CATPATP与与ADPADP转化过程中，能量是不可逆的；转化过程中，能量是不可逆的； D DATPATP只能在线粒体中产生；只能在线粒体中产生； C C 6 6海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大 的神经细胞，这种神经细胞能不断吸进的神经细胞，这种神经细胞能不断吸进K K ， ， 科学家做过实验：用一种有毒物质使神经细科学家做过实验：用一种有毒物质使神经细 胞中毒，泵入胞中毒，泵入K K 的功能就消失。如果注入一