细胞的能量“货币”ATP课件【备课精研+高效课堂】高一上学期生物人教版必修1

第5章

细胞的能量供应和利用第2节

细胞的能量”货币”ATP【问题探讨】《秋夕》——杜牧银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。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？讨论：相互传递信号，以便繁衍后代。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。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。细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素能量激活的荧光素氧化荧光素氧气荧光素酶发出荧光【萤火虫的发光原理】细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、糖原1934年,罗曼在研究肌肉细胞的收缩机理时，发现了一种化合物，在肌肉细胞耗能的生理过程中总伴随该物质的分解放能。1935年,罗曼确定了这是一种储存着能量的生物小分子，英文缩写为ATP。实验：探究萤火虫发光的直接供能物质用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管，各加入少量生理盐水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟荧光消失，然后进行如下操作：实验设计15min荧光消失暗处ABCD２ｍｌ葡萄糖溶液２ｍｌ脂肪溶液２ｍｌ蒸馏水有荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现

２ｍｌATP溶液直接能源物质实验结论使萤火虫发光的直接能源物质是ATP一、ATP是一种高能磷酸化合物2.ATP功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质3.ATP结构：(1)元素组成：C、H、O、N、P(2)分子组成：腺嘌呤核糖磷酸基团1.ATP名称：腺苷三磷酸(ATP)(3)结构简式：A–P～P～PA、T、P、—、～分别代表什么？A表示：腺苷T表示：三P表示：磷酸基团～表示：特殊的化学键—表示：普通化学键(3)结构简式：A–P～P～P腺嘌呤核糖磷酸基团（P）磷酸基团（P）磷酸基团（P）腺苷（A）腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）(腺嘌呤核糖核苷酸)特殊化学键A、T、P、—、～分别代表什么？A表示：腺苷T表示：三P表示：磷酸基团～表示：特殊的化学键—表示：普通化学键3.ATP特点：(1)ATP不稳定：末端磷酸基团具有较高的转移势能(2)ATP水解的过程是释放能量的过程：1molATP水解释放的能量高达30.54kJ；水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫高能化合物。ATP是一种高能磷酸化合物酶腺嘌呤核糖磷酸基团【易错判断】1.ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成。（

）2.ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊的化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。（

）3.ATP是细胞内主要的能源物质。（

）1.能源物质：2.主要能源物质：3.储能物质：4.主要储能物质：5.直接能源物质：6.最终能量来源：糖类、脂肪、蛋白质、ATP糖类(葡萄糖)脂肪、淀粉(植物)、糖原(动物)脂肪ATP太阳能×××A—P~P~P①腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸TACGATGC②AH④AOH⑤AUGC③下面各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？A—P~P~P①AOH②AUGC③A—P~P~P④AOH⑤AH⑥①=③=⑤，代表腺嘌呤核糖核苷酸④=②，代表腺苷化合物结构简式“A”含义共同点

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”都含有腺嘌呤ATPDNARNA核苷酸二、ATP的利用

ATP水解酶A–P～P～PA–P～P+Pi+能量腺苷二磷酸（ADP）不稳定,易断裂也易形成细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP提供能量的光能电能机械能渗透能化学能生物发光主动运输、胞吞胞吐物质合成肌肉收缩电鳐发电、大脑思考热能维持体温ATP的利用形式ATP为主动运输供能的原理ATP为主动运输供能的原理PPPACa2+参与Ca2+主动运输的载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶。二、ATP的利用

ATP水解酶ATP

ADP+Pi+能量ATP为主动运输供能的原理PPPACa2+1.载体蛋白酶活性的激活膜内侧的Ca2+与相应位点结合，可激活载体蛋白的酶活性。二、ATP的利用

ATP水解酶ATP

ADP+Pi+能量PPPACa2+2.载体蛋白的磷酸化在载体蛋白这种酶的作用下，ATP末端的磷酸基团脱离，挟能量与载体蛋白结合。PPPAATP为主动运输供能的原理二、ATP的利用

ATP水解酶ATP

ADP+Pi+能量二、ATP的利用ATP为主动运输供能的原理Ca2+3.载体蛋白空间结构改变PPPA载体蛋白的磷酸化导致其空间结构改变。

ATP水解酶ATP

ADP+Pi+能量二、ATP的利用Ca2+PPPAATP为主动运输供能的原理3.载体蛋白空间结构改变载体蛋白的磷酸化导致其空间结构改变。

ATP水解酶ATP

ADP+Pi+能量二、ATP的利用Ca2+PPPA使Ca2+的结合位点转向膜外，释放Ca2+。ATP为主动运输供能的原理：ATP水解释放的磷酸基团可以使蛋白质等分子磷酸化，使其空间结构发生变化，活性改变。ATP为主动运输供能的原理3.载体蛋白空间结构改变

ATP水解酶ATP

ADP+Pi+能量三、ATP的合成ADP+Pi+能量ATPATP合成酶用作吸呼光合作用呼吸作用ADP转化成ATP时所需能量的主要来源糖类、脂肪等有机物氧化分解动物和人真菌大多数细菌绿色植物化能合成硝化细菌资料分析：

一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；

在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。ATP消耗量大

成人体内ATP总量约2~10mg；

人体在安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。ATP含量很少矛盾

每个细胞每秒钟可合成约1000万个ATP，且同时有等量ATP被水解ATP的合成和水解都非常迅速123四、ATP与ADP的相互转化ppppp能量Pi能量PiATP合成酶ATP水解酶(ATP)(ADP)ATPATP合成酶ATP水解酶ADP+Pi+能量1.转化过程：2.转化特点：(1)ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。(2)ATP与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，这体现了生物界的统一性。四、ATP与ADP的相互转化反应ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反应类型酶的类型场所能量来源能量去向酶酶水解反应合成反应ATP水解酶ATP合成酶生物体需能部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等特殊化学键断裂有机物中的化学能、光能用于各项生命活动形成特殊化学键ATP与ADP互相转化是可逆反应吗？不是，物质是相同的，但能量和酶不同3.ATP是细胞内流通的能量“货币”细胞内的化学反应吸能反应：放能反应：吸收能量，来自ATP的水解，比如蛋白质的合成。释放能量，用于ATP的合成，比如葡萄糖的氧化分解。吸能反应放能反应直接用于各种生命活动糖类等有机物中的化学能ATP中活跃的化学能呼吸作用ATP水解细胞为什么不直接利用葡萄糖等有机物中的能量，而是要将能量转移至ATP中再利用？1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放能2870kJ，1molATP水解可以释放能量30.54kJ。ATP用作直接能源物质，这主要源于：1.ATP具有较高的转移势能2.ATP在消耗后可以快速重新生成3.……能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通【易错判断】(4)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着