5.2细胞的能量“通货”——ATPppt课件

1、1（2）细胞的主要能源物质是：）细胞的主要能源物质是：（3）生物体内储存能量的主要物质是：）生物体内储存能量的主要物质是：（1）能量的根本来源是：）能量的根本来源是：糖类糖类脂肪脂肪（4）生物体内的能源物质是：）生物体内的能源物质是：糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质1、知识回顾、知识回顾2 我们的日常生活每天都需要必要的开我们的日常生活每天都需要必要的开销，这些消费要通过我们手里的流通货币。销，这些消费要通过我们手里的流通货币。 如果我们拿着存折去商店买一些小如果我们拿着存折去商店买一些小东西，比如一根雪糕，在进行交易时就东西，比如一根雪糕，在进行交易时就会很不方便。会很不方便。2、导入新

2、课、导入新课3 细胞利用能量也是如此。细胞利用能量也是如此。 ATP分子就是那个可以在细胞内流通的分子就是那个可以在细胞内流通的“货币货币”，即能量的，即能量的“通货通货”。 在细胞中的在细胞中的“存折存折”就相当于储存着能量的有机物大分子，如糖类就相当于储存着能量的有机物大分子，如糖类和脂肪。这些有机物中储存着大量而稳定的化学能，不易被细胞直接利和脂肪。这些有机物中储存着大量而稳定的化学能，不易被细胞直接利用。用。4第第2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货” ATP一、什么是一、什么是ATP 三、三、ATP与与ADP的相互转化的相互转化四、四、ATP的生理功能的生理功能二、二、ATP分子的

3、结构分子的结构5银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。杜牧 一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星。点点萤火之光照亮了我一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星。点点萤火之光照亮了我们童年的幻梦们童年的幻梦61. 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. 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？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？ 相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。 萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。

4、有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。能时，萤火虫才能发光。7一、认识一、认识ATP 生命系统必须依靠物质和能量来维持，生命活动需要能量。生命系统必须依靠物质和能量来维持，生命活动需要能量。 在细胞中存在着一种活跃的有机物，它不似糖类、脂肪那样稳定，而是极在细胞中存在着一种活跃的有机物，它不似糖类、脂肪那样稳定，而是极易分解和重新合成。在合成与分解的过程中伴随着能量的储存与释放。易分解和重新合成。在合成与分解的过程中伴随着能量的储存与释放。 细胞中绝大多数需能化学反应都是由它直接提供能量的。

5、这种活跃的有机细胞中绝大多数需能化学反应都是由它直接提供能量的。这种活跃的有机物就是物就是ATP。8ATP是绝大多数生命活动所需能量的直接来源。是绝大多数生命活动所需能量的直接来源。觅觅食食求求 偶偶繁繁殖殖9二、二、 ATP分子的结构分子的结构1、ATP全称三磷酸腺苷全称三磷酸腺苷 A-腺苷腺苷T-三个三个P-磷酸基团磷酸基团 代表一种特殊的化学键，叫高能磷酸键。代表一种特殊的化学键，叫高能磷酸键。其结构式可简写为其结构式可简写为A-PPP，其中：，其中：生物化学中常将水解时释放的能量大于生物化学中常将水解时释放的能量大于20。9KJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键。的磷酸键称为高能磷酸键。1

6、0ATPATP的结构的结构A AP PP PP P A A：腺苷腺苷P P：磷酸基团磷酸基团：高能磷酸键高能磷酸键结构简式：= =腺嘌呤腺嘌呤+ +核糖核糖（3 3个）个）（2 2个）个）- -：普通磷酸键普通磷酸键（1 1个）个）11ATP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；ATP分子中远离分子中远离A的高能磷酸键易水解；的高能磷酸键易水解；1mol高能磷酸键水解可以释放高能磷酸键水解可以释放30.54kJ能量，所以能量，所以ATP是细是细胞内的一种高能磷酸化合物。胞内的一种高能磷酸化合物。12 ATP的水解本质上就是的水解本质上就是ATP分子中高

7、能磷酸键的水解，也就是分子中高能磷酸键的水解，也就是高能磷酸键的断裂，在断裂的同时，储存在键中的大量能量释放出高能磷酸键的断裂，在断裂的同时，储存在键中的大量能量释放出来。来。13三、三、ATP和和ADP的相互转化的相互转化 ATP的化学性质不稳定，在有关酶的作用下，的化学性质不稳定，在有关酶的作用下，ATP分子中远离分子中远离A的那的那个高能磷酸键很容易水解，也很容易重新形成。水解时伴随有能量的释个高能磷酸键很容易水解，也很容易重新形成。水解时伴随有能量的释放，放， P脱离开来形成脱离开来形成Pi，ATP就转化为就转化为ADP，即二磷酸腺苷；重新形成时，即二磷酸腺苷；重新形成时则伴随有能量的

8、储存。则伴随有能量的储存。AP P PADPATP14ATP水解酶水解酶 A-PPPA-PP+ Pi+ 能量能量1ATP合成及水解反应式合成及水解反应式(1)ATP水解水解ATP合成酶合成酶能量能量2A-PPPA-PP+Pi+(2)ATP合成合成15反应示意图：反应示意图：各生命活动各生命活动ATPADPPi能量能量2合成酶合成酶水解酶水解酶能量能量1Pi光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用16ATP和和ADP的相互转化是否为可逆反应？的相互转化是否为可逆反应？不是，不是，可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行。可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行。17ATP水解水解ATP合成合成反应类

9、型反应类型水解反应水解反应合成反应合成反应反应催化剂反应催化剂ATP水解酶水解酶ATP合成酶合成酶反应场所反应场所广泛存在于细胞的各个需能广泛存在于细胞的各个需能部位部位线粒体、细胞质基质、叶绿体线粒体、细胞质基质、叶绿体基粒基粒能量来源能量来源高能磷酸键水解高能磷酸键水解光能（光合作用）光能（光合作用）有机物中的化学能（呼吸作用）有机物中的化学能（呼吸作用）能量去向能量去向直接供生命活动直接供生命活动 需要需要储存在储存在ATP的高能磷酸键中的高能磷酸键中18物质承载着能量物质承载着能量 E=mc 把日本打的不要不要的！可见知识的重要性！好好学吧，把日本打的不要不要的！可见知识的重要性！好好

10、学吧，good good study，day day up！191、ATP与与ADP的相互转化在物质上是可逆的。的相互转化在物质上是可逆的。2、ATP与与ADP的相互转化在能量上是不可逆的。的相互转化在能量上是不可逆的。20 因为因为ATP与与ADP的相互转化不可逆，故不能说是一个动态平衡反的相互转化不可逆，故不能说是一个动态平衡反应，只能说应，只能说ATP和和ADP的含量处于动态平衡之中。的含量处于动态平衡之中。21 ATP的含量很少，但的含量很少，但ATP与与ADP之间转化非常迅速，从而保证了生物体之间转化非常迅速，从而保证了生物体内部稳定的供能环境。内部稳定的供能环境。 一般地说，一般地

11、说，ATP在细胞内形成后不到在细胞内形成后不到1 min的时间就要发生转化。这样累的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的。转化的总量是很大的。22 例如，一个成年人在静止的状态下，例如，一个成年人在静止的状态下，24 h内竟有内竟有40 kg的的ATP发发生转化；在紧张活动的情况下，生转化；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达的消耗可达0.5 kg/min。23四、四、ATP的生理功能的生理功能 新陈代谢过程中的各种化学反应都伴随着能量的吸收与释放。新陈代谢过程中的各种化学反应都伴随着能量的吸收与释放。ATP是生物体进行各种生命活动所需能量的直接来源

12、。是生物体进行各种生命活动所需能量的直接来源。241、新陈代谢过程中的吸能反应、新陈代谢过程中的吸能反应 与与ATP的水解反应相联系，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由的水解反应相联系，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的。直接提供的。 机械能（如肌细胞收缩）机械能（如肌细胞收缩）热能（如维持体温）热能（如维持体温）渗透能（如主动运输）渗透能（如主动运输）电能（如电鳐放电）电能（如电鳐放电）光能（如萤火虫发光）光能（如萤火虫发光）化学能（如葡萄糖和果糖合成蔗糖）化学能（如葡萄糖和果糖合成蔗糖）ATP中储存的中储存的活跃化学能活跃化学能转化为转化为252、新陈代谢过程中的放

13、能反应、新陈代谢过程中的放能反应 与与ATP的合成反应相联系，能量储存在的合成反应相联系，能量储存在ATP中，如糖类等有机物中，如糖类等有机物的分解。的分解。26用于大脑思考用于大脑思考用于生物发电发用于生物发电发光光用于主动运输用于主动运输 、细胞的生长分裂等、细胞的生长分裂等用于恒定体温用于恒定体温用于各种运动，如肌细胞用于各种运动，如肌细胞收缩收缩ATP27 ATP是细胞内联系能量变化的桥梁，是沟通吸能反应与释能是细胞内联系能量变化的桥梁，是沟通吸能反应与释能反应的枢纽。正是由于细胞内有反应的枢纽。正是由于细胞内有ATP这种能量这种能量“通货通货”，细胞才，细胞才能及时而持续的满足各项生

14、命活动对能量的需求。能及时而持续的满足各项生命活动对能量的需求。28 在细胞内，在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ的能量。的能量。 1. 计算：计算：1分子葡萄糖所含的能量是分子葡萄糖所含的能量是1分子分子ATP所含能量的多少所含能量的多少倍？倍？287030.54=93.97529 2. 有人说，如果把糖类和脂肪比作大额支票，有人说，如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金。则相当于现金。你认为这个比喻有道理吗？你认为这个比喻有道理吗？ 有道理。糖类和脂肪中的能量多且稳定，不能被细胞直接利用。这有道理。糖类和脂肪中的能量多且稳定，不

15、能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成些稳定的化学能只有转化成ATP中分子中活跃的化学能，才能被细胞直中分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。接利用。301、ATP全称：全称： 三磷酸腺苷三磷酸腺苷结构简式：结构简式： A-PPP与与ADP相互转化：相互转化： 酶酶IIATP ADP+Pi+能量能量 酶酶I释能：释能： 30.54kJ/mol利用：利用：为各种生命活动提供能量为各种生命活动提供能量转化成各种形式的能量转化成各种形式的能量31(1)能源物质氧化分解释放的化学能：呼吸作用；能源物质氧化分解释放的化学能：呼吸作用；(2)氨气等氧化分解释放的化学能：化能合成作用；氨气等氧化分解

16、释放的化学能：化能合成作用；(3)光能：光合作用。光能：光合作用。2、合成、合成ATP的能量来源的能量来源32能源物质：糖类、脂肪、蛋白质。其中，糖类能源物质：糖类、脂肪、蛋白质。其中，糖类 是主要能源物质，脂肪是主要的储是主要能源物质，脂肪是主要的储 能物质，蛋白质在极度饥饿、严重能物质，蛋白质在极度饥饿、严重 疾病时可分解供能。疾病时可分解供能。3、能源物质小结、能源物质小结33直接能源物质直接能源物质ATP主要能源物质主要能源物质糖类糖类生物体内重要储能物质生物体内重要储能物质脂肪脂肪动物细胞内的储能物质动物细胞内的储能物质糖原糖原植物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质淀粉淀粉最终能源

17、来源最终能源来源太阳能太阳能344、生物界的能量转换过程、生物界的能量转换过程光能、电能光能、电能活跃化学能（活跃化学能（ATP、NADPH） 稳定化学能（有机物）稳定化学能（有机物） 活跃化学能（活跃化学能（ATP，供生命活动需要），供生命活动需要）光反应光反应暗反应暗反应呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用35 （2008 上海）上海）1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中，其中40%用于用于ADP转化为转化为ATP，若，若1个高能磷酸键所含能量为个高能磷酸键所含能量为n，则，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生产生ATP分子数为（分子数为（

18、 ） A. 2n/5m B. 2m/5n C. n/5m D. m/5nB 解析：解析：ADP转化为转化为ATP过程中形成一个新的高能磷酸键，所以则过程中形成一个新的高能磷酸键，所以则1个葡萄糖个葡萄糖分子在有氧呼吸过程中产生分子在有氧呼吸过程中产生ATP的分子数为的分子数为（m*40%）/n=2m/5n。36 （2007 海南）下面关于海南）下面关于ATP的叙述，错误的是（的叙述，错误的是（ ） A.细胞质和细胞核中都有细胞质和细胞核中都有ATP的分布的分布 B .ATP合成所需的能量由磷酸提供合成所需的能量由磷酸提供 C. ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸可以水解为一个核苷酸和两个磷酸

19、 D.正常细胞中的正常细胞中的ATP与与ADP的比值在一定的范围内变化的比值在一定的范围内变化B 解析：绿色植物细胞中合成解析：绿色植物细胞中合成ATP的能量可来自光反应中的光能和呼吸作用的能量可来自光反应中的光能和呼吸作用中有机物分解产生的化学能；动物细胞合成中有机物分解产生的化学能；动物细胞合成ATP的能量可来自呼吸作用中有机的能量可来自呼吸作用中有机物分解产生的化学能。物分解产生的化学能。ATP中的高能磷酸键是生物存储能量的一种形式。中的高能磷酸键是生物存储能量的一种形式。37 （2009上海）下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是（上海）下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是（

20、 ） A. 适宜光照下，叶绿体和线粒体合成的适宜光照下，叶绿体和线粒体合成的ATP都需要都需要O2 B. 只要提供只要提供O2，线粒体就能为叶绿体提供，线粒体就能为叶绿体提供CO2和和ATP C. 无光条件下，线粒体和叶绿体都产生无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP D. 叶绿体和线粒体都有叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应合成酶，都能发生氧化还原反应D 解析：叶绿体合成解析：叶绿体合成ATP不需要消耗氧气，所以不需要消耗氧气，所以A错，在线粒体中合成错，在线粒体中合成CO2时，需要丙酮酸和水发生反应，形成时，需要丙酮酸和水发生反应，形成CO2、H、和、和ATP，在有氧呼吸

21、的第三个，在有氧呼吸的第三个阶段，需要氧气参与合成水并释放大量的能量，所以只提供阶段，需要氧气参与合成水并释放大量的能量，所以只提供O2，线粒体不能，线粒体不能产生产生CO2；在无光条件下，叶绿体不能产生；在无光条件下，叶绿体不能产生ATP。38 1.如果一个如果一个ATP脱去两个磷酸，该物质就是构成核酸的基本单位之一，称为脱去两个磷酸，该物质就是构成核酸的基本单位之一，称为（ ） A. 腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸 B. 鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸 C. 胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸 D. 鸟嘧啶核苷酸鸟嘧啶核苷酸 A39 2. ATP的结构式可以简写为（的结构式可以简写为（ ） A. A-P-PP

22、B. A-PPP C. APP-P D. APPPB 3. 一分子一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（ ） A. 1，2，2 B. 1，2，1 C. 1，3，2 D. 2，3，1 C40 4. ATP之所以能作为能量的直接来源是因为（之所以能作为能量的直接来源是因为（ ） A. ATP在细胞中数量非常多在细胞中数量非常多 B. ATP中的高能磷酸键很稳定中的高能磷酸键很稳定 C. ATP中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定 D. ATP是生物体内惟一可以释放能量的化合物是生物体内惟一可以释放

23、能量的化合物C41 5. 对于反应式：对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（能量，以下提法正确的是（ ） A. 物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 B. 物质和能量都是可逆的物质和能量都是可逆的 C. 物质和能量都是不可逆的物质和能量都是不可逆的 D. 物质是不可逆的，能量是可逆的物质是不可逆的，能量是可逆的酶酶酶酶A42 6. 生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是 （ ） A. 太阳能太阳能 糖类糖类 ATP B. ATP 糖类糖类 脂肪脂肪 C. ATP 脂

24、肪脂肪 太阳能太阳能 D. ATP 葡萄糖葡萄糖 太阳能太阳能 D43 8. 生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（ ） A. 葡萄糖葡萄糖 B. 糖原糖原 C. 三磷酸腺苷三磷酸腺苷 D. 脂肪脂肪 7. 高等植物体内产生高等植物体内产生ATP的生理过程有（的生理过程有（ ） A. 呼吸作用、渗透作用呼吸作用、渗透作用 B. 呼吸作用、蒸腾作用呼吸作用、蒸腾作用 C. 光合作用、呼吸作用光合作用、呼吸作用 D. 光合作用、主动运输光合作用、主动运输CC44 9. ADP转变为转变为ATP需要（需要（ ） A. 磷酸、腺苷、能量、酶磷酸、腺苷、能量、酶 B. 磷酸、腺苷、能量磷酸、腺苷、能量 C. 腺苷、能量、酶腺苷、能量、酶 D. 磷酸、能量、酶磷酸、能量、酶 10. ATP中大量化学能储存在（中大量化学能储存在（ ） A. 腺苷内腺苷内 B. 磷酸基内磷酸基内 C. 高能磷酸健内高能磷酸健内 D. 腺苷和磷酸基连接健内腺苷和磷酸基连接健内DC45磷酸肌酸（磷酸肌酸（C P) 动物和人体细胞中还有一种高能化合物动物和人体细胞中还有一种高能化合物-磷酸肌酸。是存在于肌肉或磷酸肌酸。是存在于肌肉或其他兴奋性组织（如脑和神经）中的