【课件】5.2细胞的能量“货币”ATP课件高中生物人教版（2019）必修一

1、细胞的能量“货币”-ATP囊萤夜读囊萤夜读 相传，我国晋朝青年车胤由相传，我国晋朝青年车胤由于家境贫寒，买不起灯油，无于家境贫寒，买不起灯油，无法在晚上读书。于是他在夏夜法在晚上读书。于是他在夏夜草丛中捉了很多的萤火虫，并草丛中捉了很多的萤火虫，并且将它们装在薄薄的布袋子里，且将它们装在薄薄的布袋子里，借着萤火虫发出的光读书。这借着萤火虫发出的光读书。这就是就是“囊萤夜读囊萤夜读”的故事。的故事。 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如冰，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫

2、体内有特殊的发光物质吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？主要是相互传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。有。其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。【相关资料】萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。能量荧光素酶氧气荧光素激活的荧光素荧光氧化荧光素发出问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？萤火虫的发光原理萤火虫的发光原理 萤火虫发光需要 能量！主要能源物

3、质？主要储能物质？糖类脂肪这些物质能为萤火虫发光直接供能吗?1. 1.本实验的自变量是什么？本实验的自变量是什么？如何确定实验组与对照组？如何确定实验组与对照组？2. 2.为什么要等到荧光消失后为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？再加入待测的能源物质？3. 3.实验结果说明什么实验结果说明什么？探究：为萤火虫发光直接提供能量的物质是什么呢？糖类、脂肪生命活动直接利用ATP 细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是直接给细胞的生命活动提供能量的却是另一种有机物ATP。一、一、ATP的功能的功能ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP为什么能直接为细胞生命活动提供能量？腺嘌呤腺

4、嘌呤核糖核糖三个磷酸基团三个磷酸基团2 2、元素组成、元素组成: :C C、H H、O O、N N、P P1 1、中文名称中文名称: : 腺苷腺苷三磷酸三磷酸一、一、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物二、二、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物P P P APAPP PP P 腺嘌呤腺嘌呤特殊的化学键特殊的化学键核糖核糖腺苷腺苷( (A A) )三个磷酸基团三个磷酸基团腺苷腺苷三磷酸三磷酸(ATP)(ATP) 3 3、结构简式、结构简式: :A：腺苷（腺嘌呤核糖）：普通化学键P：磷酸基团：特殊的化学键A A记忆：“一个腺苷、两个特殊化学键、三个磷酸基团 “ 腺嘌呤核糖PP

5、P代表特殊的化学键，两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，容易断裂，具有较高的转移势能。ATP水解的过程就是释放能量的过程， 1molATP水解能量高达30.54KJ.ATP是高能磷酸化合物点点ATP的结构不稳定高能量ATP水解的过程就是释放能量的过程腺苷（腺苷（A A）腺苷三磷酸（腺苷三磷酸（ATPATP）腺苷二磷酸（腺苷二磷酸（ADPADP）腺苷一磷酸（腺苷一磷酸（AMPAMP）点点腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本单位之一） A- PPP ATP的结构三、三、ATP的利用的利用细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量的ATP中的化学能 各种形式的能量 各项生命活动

6、 转化用于1、实例用于主动运输用于主动运输 （渗透能）（渗透能）用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）用于生物放电用于生物放电（电能）（电能）葡萄糖葡萄糖+ +果糖果糖 蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应（化学能）用于细胞内各种吸能反应（化学能）用于生物发光用于生物发光（光能）（光能） 用于大脑思考用于大脑思考（电能）（电能）点点ATP是如何为主动运输供能的呢？4.载体蛋白去磷酸化-构型恢复1Ca2+载体蛋白（ATP水解酶）被激活。2.载体蛋白的磷酸化。3.载体蛋白空间结构变化，Ca2+的结合位点转向膜外侧ATP消耗量大消耗量大ATP含量很少含量很少矛盾矛盾研

7、究显示，一个成年人一天在静止状态下研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的所消耗的ATPATP约有约有48kg48kg；在剧烈运动的状在剧烈运动的状态下，每分钟约有态下，每分钟约有0.5kg0.5kg的的ATPATP转化成转化成ADPADP。1成人体内成人体内ATPATP总量约总量约210mg210mg，人体安静状态，人体安静状态下下，肌肉内肌肉内ATPATP含量只能供肌肉收缩含量只能供肌肉收缩12s12s。 2ATP合成和水合成和水解都非常迅速解都非常迅速每个细胞每秒钟可合成约每个细胞每秒钟可合成约1000 1000 万个万个ATP ATP 且同时有等量且同时有等量 ATP ATP 被水

8、解被水解3点点四.ATP和ADP的相互转化1、ATP和ADP的转化过程酶IIATP 酶IADP +Pi+能量点点ATP和ADP的相互转化ATP和ADP这种相互转化，时刻不停的发生并处于动态平衡当中。2.ATP与与ADP相互转化过程是可逆反应吗？相互转化过程是可逆反应吗？ATP水解水解ATP合成合成反应条件反应条件反应场所反应场所能量来源能量来源能量去向能量去向物质是可逆的，酶、反应场所、能量是不可逆的ATP水解酶水解酶ATP合成酶合成酶细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶绿体远离腺苷的特殊化远离腺苷的特殊化学键键内的化学能学键键内的化学能用于需能的各项用于需能的各项生命活动生命活动

9、储存在储存在ATP中中需能部位需能部位植物：光合作用和呼吸作用植物：光合作用和呼吸作用动物、人、真菌和大多数细动物、人、真菌和大多数细菌：呼吸作用菌：呼吸作用3、转化特点：ATP在细胞中含量少，转化很快。时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中的。ATP和ADP 相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。吸能反应放能反应蛋白质的合成葡糖糖的氧化分解ATP储存水解放能 吸能反应(伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。如：蛋白质的合成。 放能反应(伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。如：葡萄糖氧化分解点点ATP是细胞内流通能量的“货币”能量通过分子在吸能反应和放

10、能反应之间流通。因此，ATP是细胞内能量流通的“货币”。ATP储存有大量的能量，但不能被直接利用储存的能量相对来说少，但能被直接利用能量ATP是细胞的能量“通货”糖类、脂肪等有机物ATP是细胞内流通能量的“货币”科学前沿科学前沿如果将萤火虫发光基因转入如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中道路两旁的树中，那么，那么发荧光的烟草苗发荧光的烟草苗有关能源物质的总结生命活动直接能量来源主要能源物质生物体内良好的储能物质动物细胞内良好的储能物质植物细胞内良好的储能物质最终能量来源ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能化合物结构简式“A”含义共同点ATPDNARNA 核苷酸不同化合物中“A”的辨析腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤本课总结本课