52细胞的能量“货币”ATP课件高一上学期生物人教版必修13

问题探讨银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。秋夕【作者】杜牧【朝代】唐讨论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？主要是相互传递信号，以便繁衍后代“求偶行为”萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质有，细胞中有机物储存的化学能转化为光能糖、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。萤火虫的发光原理第5章细胞的能量供应和利用第2节细胞的能量“货币”ATPATP是一种高能磷酸化合物1ATP与ADP可以相互转化3目录ATP的利用2习题检测4一、学习目标二、重难点1.说出ATP的化学组成和特点。2.解释ATP在细胞生命活动中的作用。1.ATP的分子结构。2.ATP与核苷酸的关系。3.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。4.ATP与ADP的相互转化。核糖腺嘌呤磷酸基团腺苷腺苷三磷酸ATP的中文名称：ATP的英文全称是adenosine

triphosphate。Adenosine是腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成；tri是三的意思；phosphate是磷酸盐。一、ATP是一种高能磷酸化合物A–P～P～P结构简式：ATP分子结构腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）腺苷（腺嘌呤和核糖）知识点梳理：

腺嘌呤核糖PPP~~1.~代表__________________，两个相邻磷酸都带____________相互排斥，使得这种化学键______________，容易断裂，末端磷酸基团有离开ATP与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的

。特殊的化学键负电不稳定转移势能2.ATP水解的过程就是______________的过程，1molATP水解能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种_____________________。释放能量高能磷酸化合物ATP是一种高能磷酸化合物1ATP的结构和功能1.功能2.中文名称3.ATP的结构简式驱动细胞生命活动的直接能源物质。腺苷三磷酸A－P～P～P4.ATP的组成元素C、H、O、N、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，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。

每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。

腺嘌呤核糖PPP~~腺苷三磷酸（ATP）A-P~P~P

腺嘌呤核糖核苷酸(AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷（A)☞AMP是RNA组成单位之一

ATP并不是细胞内唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物体内有很多种，如存在于细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。ATP的含量很少需要量却很多，生物体是如何解决这一矛盾？

ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP转化速率很快，从而保证细胞内能量的供应。ATP的结构和功能蛋白质——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”功能：ATP是生物体生命活动的直接能源物质ATP的功能良好的储能物质主要的能源物质直接能源物质ATP的特点：(1)不稳定：ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都

,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其分子结合的趋势，也就是具有较较高的

。(2)高能量：1molATP水解释放的能量高达

kJ/mol，是细胞内的一种

。(3)含量

，但转化是十分迅速的。30.54高能磷酸化合物带负电荷而相互排斥等原因很少转移势能二、ATP的利用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，其酶活性就被激活了。ATP为主动运输供能示意图二、ATP的利用1、ATP为主动运输供能的机理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。二、ATP的利用1、ATP为主动运输供能的机理3．载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。二、ATP的利用1、ATP为主动运输供能的机理用于主动运输用于生物放电用于生物发光用于大脑思考用于各种运动，如肌肉收缩葡萄糖+果糖→蔗糖酶

用于细胞内各种吸能反应化学能电能光能机械能渗透能电能ATP能为细胞中生命活动直接提供能量。三、ATP与ADP可以相互转化1、ATP的水解（1）能量去向：

。（2）如：细胞的主动运输，生物发电、发光，肌细胞收缩，细胞内各种吸能反应，大脑思考等。用于各项生命活动ATPADP+Pi+能量酶2、ATP的合成（1）能量来源：（2）①对于人、动物、真菌、多数细菌来说，

均来自

时有机物分解所释放的能量。②对于绿色植物来说，除了依赖呼吸作用所释放的能量外，在叶绿体内进行

时，利用

能实现了ADP向ATP的转化。呼吸作用ATPADP+Pi+能量酶光合作用光三、ATP与ADP可以相互转化3、转化特点（1）ATP在细胞中含量

，ADP和ATP的相互转化极其

。（2）对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地

发生并且处于

之中的。极少迅速动态平衡一个成年人在静止状态下，24h内有40kg的ATP发生转化。在激烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP，释放能量，供运动之需。三、ATP与ADP可以相互转化ATP水解ATP合成反应式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP酶的类型场所能量来源能量去向酶酶ATP水解酶ATP合成酶细胞质基质、线粒体、叶绿体存在于细胞的各个部位特殊的化学能用于各项生命活动储存在ATP中有机物中的化学能或光能这不是可逆反应，而是一个循环式反应。物质可循环，但能量不可循环。所有细胞的能量供应机制，体现生物界的统一性。三、ATP与ADP可以相互转化1.ATP与ADP之间的相互转化的过程，反应类型、反应条件、能量的来源、能量的去路、反应场所不同，所以ATP与ADP

之间的相互转化不是可逆反应。物质是可逆(循环)的，但能量不可逆（不循环）。2.ATP的含量很少，是因为ATP与ADP之间可以发生快速的相互转化，并且处于动态平衡之中。3.细胞之中ATP与ADP之间的相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性。4.原核生物(蓝藻、光合细菌)光合作用也可以合成ATP，

细胞呼吸也能合成ATP。ATP与ADP可以相互转化2多角度理解ATP的合成与水解课堂总结PiADP光能有机物中的化学能光合作用细胞呼吸能量合成酶ATP水解酶

能量（用于各项生命活动）特殊的化学键中的化学能主动运输发光、发电肌肉收缩大脑思考物质合成等1.关系式ATP水解释放的能量供细胞生命活动利用2.意义ATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量直接能源物质主要能源物质细胞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量来源ATP糖类脂肪糖原脂肪淀粉脂肪太阳能归

纳ATPATP是一种高能磷酸化合物ATP与ADP的相互转化不稳定、高能量转化快结构简式：A-P~P~PATP的利用元素组成：C、H、O、N、P特点：

水解酶ATP合成酶ADP+Pi+能量驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP的功能用于各项生命活动（主动运输，物质合成，肌肉收缩等）课堂总结ATP不是唯一的直接能源物质，除ATP外，还有UTP、GTP和CTP。UTP是由一个尿嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的；GTP是由一个鸟嘌呤、一个核糖、三个磷酸连接而成的；CTP是由一个胞嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的。每个分子去掉两个磷酸基团后都是构成RNA的基本单位，它们的关系如下图所示：这四种物质中，ATP是生物体的直接能源物质，当人体在运动、吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质时都会消耗ATP，ATP是能量“货币”。GTP可用于合成蛋白质，CTP可用于合成脂质，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)。ATP拓展：科学前沿荧光酶基因几年前，我国江苏省丹徒县高桥乡发现了一棵会发光的柳树，每当夜晚来临时，它闪烁着淡蓝色的光芒，即使在狂风暴雨之夜，也不熄灭。英国剑桥大学的研究小组正在研制一种特殊的基因，该基因具备萤火虫的生物发光特征，未来可植入不同类型的生物体。如果利用该基因培育树木，它将有效地替换传统路灯，生物发光植物还将为那些没有输电网络的居民带来生活便利。1．图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是（）A．b键断裂后形成ADP和PiB．

图中的3表示ATP中的字母AC．

由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位D．a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动D【习题巩固】2.下图为dATP（d表示脱氧）的结构示意图，dATP水解后能参与DNA的合成。想要让新合成的DNA分子被32P标记，下列相关说法正确的是（）

A.应用32P标记Ⅲ处的磷酸基团B.dATP在DNA合成时既能作为原料，也能提供能量C.dATP中的“T”指的是dATP含有3个特殊的化学键D.dATP中含有特殊的化学键，是主要的能源物质PPP~~脱氧核糖AB3.同样是能源物质，AIP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。4.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性?这对你理解生物的进化有什么启示