5.2细胞的能量“货币”ATP课件-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（唐）银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。1、萤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、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？腹部后端细胞内有荧光素。相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。问题探讨生物体进行生命活动的主要能源物质:萤火虫发光需要的能量靠谁直接提供呢?生物体内储存能量的物质:脂肪糖类思考：是哪类物质直接给萤火虫发光提供能量呢？

是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？

1234加入等量发光器粉末，放置一段时间直至荧光消失2mL蒸馏水2mL脂肪2mL葡萄糖2mLATP黑暗环境萤火虫发光器实验思考实验结果说明什么？ATP为萤火虫发光直接提供能量。一ATP结构与功能1.功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。有机物中的化学能ATP中的化学能耗能的生命过程细胞中流通的能量“货币”蛋白质——脂肪——糖类——ATP——细胞能源物质的比喻“不动产”“定期存款”“活期存款”“现金”2.ATP的名称与简式（1）中文名称：腺苷三磷酸（2）组成元素：C、H、O、N、P腺嘌呤核糖三个磷酸基团O-COCCHHOHOHCCOPOPOPO-OO-OO-ONCNCCCNCNNHHHHHHHH（3）结构简式：A－P～P～PA：腺苷=腺嘌呤+核糖T：三P：磷酸基团（3个）—：普通的化学键（1个）～：特殊的化学键（2）

腺嘌呤核糖PPP~~腺苷（A）A-P～P～P….ATGC….….TACG….….AUGC….腺嘌呤脱氧核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸核糖AP~PP~腺嘌呤腺嘌呤腺苷拓展：不同化合物中“A”的辨析所有“A”中都含有腺嘌呤共同点：（4）ATP结构：我相当脆弱，水解时容易断裂核糖PPP腺嘌呤~~ATP很不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，当末端磷酸基团脱落后剩下的结构是什么呢？拓展腺苷一磷酸（AMP）腺苷（A）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）注：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。ATP结构式：ADP结构式:核糖PPP腺嘌呤~~核糖PP腺嘌呤~~ATP和ADP可以相互转化吗？A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)能量Pi酶酶能量PiATP

ADP+Pi+能量ATP水解酶ATP合成酶二ATP与ADP可以相互转化转化过程注意:ATP与ADP的相互转化是不可逆的，物质是可逆的，但是能量是不可逆的，酶是不相同的，场所是不完全相同的。酶ADP+Pi+能量ATP酶ATP与ADP的相互转化是否可逆？酶ADP+Pi+能量ATP酶1.从反应条件看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。2.从能量来源看：ATP水解释放的能量是储存在特殊化学键中的化学能，用于生命活动；合成ATP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）。3.从合成与分解场所看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；ATP分解的场所相对较多。因此合成与分解的场所不同。不是可逆反应思考讨论ATP与ADP的相互转化是否可逆？1.转化的原因和特点（1）原因A—P~P~P②ATP是高能磷酸化合物1molATP水解释放的能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。相邻的磷酸基团都带负电荷互相排斥①远离A的那个特殊的化学键不稳定末端磷酸基团有较高的转移势能（有一种离开ATP与其他分子结合的趋势）ATP在供能时，如何释放能量？（2）转化特点①ATP与ADP相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的。PPP~~能量能量合成水解ATP与ADP相互转化示意图PP~PiPiATP消耗量大ATP含量很少矛盾研究显示，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。1成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。2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3ATP合成和水解都非常迅速资料分析※ATP在细胞内的含量很少。ATP和ADP在细胞内的相互转化十分迅速，使细胞内的ATP的含量保持相对稳定。②ATP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，体现了生物界的统一性。PPP~~能量能量合成水解ATP与ADP相互转化示意图PP~PiPiA-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)能量Pi酶酶能量Pi这里的能量用于哪里？这里的能量从哪里来？人和动物等绿色植物（1）ADP合成ATP的能量来源①绿色植物：既可来自光能，也可以来自呼吸作用所释放的能量。②动物、人、真菌和大多数细菌：均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。2.转化过程中能量来源和去向（2）ATP水解成ADP释放的能量去向：用于生物体的各项生命活动。ppppp能量Pi能量Pi合成水解ATP与ADP相互转化示意图用于大脑思考（电能）用于主动运输（渗透能）用于生物发光(光能)用于生物发电（电能）

用于物质合成（化学能）用于肌肉收缩（机械能）三ATP的利用（2）原因：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。思考：ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？

※注意：ATP是直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP等。1．ATP是生命活动的直接能源物质（1）实例：用于物质的主动运输、肌肉收缩、物质合成和大脑思考等生命活动。ATPCa2+①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶的活性就被激活了。②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转移膜外侧，将Ca2+释放到膜外。Ca2+ADPPi教材P88ATP为主动运输供能示意图ADPCa2+Pi（3）ATP供能机制ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。（1）吸能反应是需要吸收能量的，如蛋白质合成等。许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。（2）放能反应是释放能量的，如葡萄糖的氧化分解等。许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。能量能量水解合成放能反应吸能反应2．ATP是细胞内流通的能量“货币”能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。→ATP是细胞内流通的能量“货币”。吸能反应放能反应水解合成反应反应类型酶的类型能量来源能量去向能量转化场所特点ATPADP+Pi+能量酶ADP+Pi+能量ATP酶水解反应合成反应ATP水解酶ATP合成酶ATP中的能量有机物中的化学能以及光能用于各项生命活动储存在ATP中生物体内的需能部位细胞质基质、线粒体、叶绿体等四ATP合成与ATP水解的比较放能：与吸能反应相联系吸能：与放能反应相联系时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中概念总结：各种能源物质能源来源直接能源物质主要能源物质生物体内良好的储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源ATP糖类（葡萄糖）脂肪糖原淀粉太阳能ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP≠能量；ATP是直接能源物质！ATP全称：腺苷三磷酸结构简式：

A-P～P～PATP的来源：ATP与ADP相互转化:ATP的利用：各种形式的能量光合作用呼吸作用ATPADP+Pi+能量酶

酶总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。课堂小结萤火虫尾部的