5.2细胞的能量“货币”ATP 课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.2

细胞的能量“货币”ATP“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。”情景交融的诗句，让人流连忘返。请思考其中的生物学问题。讨论：1.萤火虫发光的生物学意义是什么？互相传递求偶信号，以便繁衍后代。2.萤火虫体内有什么特殊的发光物质吗？萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特定的发光物质。3.在萤火虫发光的过程中，发生了怎样的能量转换？储存在有机物中的化学能，转换成了光能。问题探讨：1、电灯和萤火虫都可以发出光亮。那么，这两种发光原理是什么？？能量荧光素酶＋氧气荧光素激活的荧光素氧化荧光素发出荧光

谁是生命活动的直接能源呢？？糖类？脂肪？电鳗发电跑步学习萤火虫发光能量有关能源物质的总结回顾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【材料用具】活萤火虫数只、解剖刀、试管、滴管、葡萄糖溶液、脂肪溶液、？溶液、蒸馏水等。【作出你的假设】______________________________________________。【实验设计】【预期实验结果】【实验结论】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分钟后荧光消失......一、萤火虫发光的直接能源物质【实验方法】荧光消失2mL

蒸馏水15min暗处观察2mL

葡萄糖溶液2mL脂肪溶液无荧光无荧光无荧光暗处有荧光2mLATP溶液①②③④一、萤火虫发光的直接能源物质实验结论一、萤火虫发光的直接能源物质糖、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。（教材86页，第一段）ATP是直接的能源物质，可以使熄灭的离体发光器重新发光。A–P～P～P

腺苷磷酸基团特殊的化学键（2个）A：P：～：—：普通磷酸键（1个）腺苷三磷酸（3）结构简式：（1）中文名称：（2）化学元素：C、H、O、N、P（3个）=腺嘌呤+核糖CNNCCCNHHNNCHOHCCCCOOHHHHCHHOPO～OOHPO～OOHPOHOOH腺嘌呤核糖腺苷（A）三个磷酸基团腺苷三磷酸（ATP）2、ATP的结构特殊的化学键1、ATP的功能：生命活动的直接能源物质二、ATP是一种高能磷酸化合物

P腺嘌呤核糖腺苷(A)腺苷三磷酸(ATP)～～AP

P腺苷一磷酸(AMP)腺苷二磷酸(ADP)腺嘌呤核糖核苷酸A—P~P~P这种化学键不稳定易断裂，也易形成相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥，必须消耗能量才能克服磷酸基团之间的斥力将其压缩在一起末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势具有较高转移势能ATP水解的过程就是释放能量的过程，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。（>20.92kJ／mol）ATPADP+Pi+能量酶与其他分子结合，使后者发生变化二、ATP是一种高能磷酸化合物核糖腺嘌呤P腺嘌呤核糖核苷酸~P~P123腺苷（腺苷一磷酸，AMP）腺苷二磷酸，ADP腺苷三磷酸，ATPA-P～P

～PATP分子中具有特殊的化学键二、ATP是一种高能磷酸化合物A的含义物质名称

物质结构共同点：所有“A”都含有：RNADNA核苷酸ATP腺苷(腺嘌呤＋核糖)腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤二、ATP是一种高能磷酸化合物不同物质中的“A”代表的含义1、1分子ATP完全水解,可得到哪些成分?

1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸。

2、ATP中的“A”“T”与组成DNA分子的“A”“T”含义是否相同?不相同。ATP中的“A”指的是腺苷,包括腺嘌呤和核糖,“T”指的是3个;DNA分子的“A”指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,“T”指的是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。二、ATP是一种高能磷酸化合物🤔讨论3、ATP结构中的数量关系。(1)每个ATP分子中含有几个磷酸键?都易水解释放能量吗?

3个！只有远离A的那个特殊化学键易水解释放能量。(2)根据ATP中腺苷、磷酸基团的数量关系,分析30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP。

每个ATP中含1个腺苷、3个磷酸基团,故30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成20个ATP。二、ATP是一种高能磷酸化合物🤔讨论一个成年人一天在安静状态下所消耗的ATP为40kg，而人体中ATP的总量只有约2mg，剧烈运动时只能维持3s。ATP如何实现细胞内能量供应？ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡中。三、ATP与ADP可以相互转化能量A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)能量Pi水解酶Pi动态平衡合成酶ATP水解酶ADP+Pi+能量？三、ATP与ADP可以相互转化ADP+Pi+能量合成酶ATP光合作用呼吸作用呼吸作用人、动物、真菌、多数细菌等绿色植物能量ADP+Pi+ATP

酶有机物氧化分解化能合成硝化细菌ATP合成：三、ATP与ADP可以相互转化ADP转化成ATP时所需能量的主要来源项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量ATP

所需酶能量来源

(光合作用)、

(细胞呼吸)储存

中的能量能量去路储存于形成的

中用于各项生命活动反应场所生物体的需能部位酶1酶2ATP合成酶ATP水解酶ATPADP＋Pi＋能量光能化学能特殊化学键特殊化学键细胞质基质、线粒体、叶绿体小组讨论，完成表格从整体看，ATP与ADP的相互转化是不可逆反应从物质方面看是可逆的①所需的酶不同②能量的来源、去路不同③反应场所不同从酶、能量、反应场所方面看是不可逆的三、ATP与ADP可以相互转化思考：ATP与ADP的相互转化是可逆的吗？细胞之中ATP与ADP之间的相互转化的能量供应机制是一样的，体现出生物界的统一性。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。思考：ATP与ADP的相互转化是不是所有细胞都有？是！O2供给量ATP生成量无氧呼吸O2供给增多，有氧呼吸增强ATP产生量不再增加限制:酶,

ADP,Pi等ATP产生量与O2供给量之间的关系三、ATP与ADP可以相互转化哺乳动物成熟的红细胞ATP合成量与氧气浓度的关系？三、ATP的利用4.细胞内的吸能反应(化学能）如葡萄糖+果糖蔗糖酶5.细胞的主动运输（渗透能）

3.肌肉收缩(机械能）2.大脑的思考:电能1.生物发电(电鳐)、发光(萤火虫)ATP5.热能(如维持体温）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+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+

释放到膜外。

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ATP的利用ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在生活中是很常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，因而可以参加各种化学反应。四、ATP的利用

注意：ATP并非细胞生命活动唯一的直接供能物质，只是绝大多数生命活动的直接供能物质。

（还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP、NADH、NADPH等）。ATP是细胞的能量“货币”糖类、脂肪等有机物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≈≈四、ATP的利用ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁放能反应吸能反应

①细胞中的放能反应与ATP合成相联系，如葡萄糖氧化分解。

②细胞中的吸能反应与ATP水解相联系，如合成蛋白质。

③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。四、ATP的利用将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。四、ATP的利用三磷酸腺苷二钠（片剂）三磷酸腺苷二钠（注射液）【适应症】

用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全等的辅助治疗。【药物原理】

当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，三磷酸腺苷（ATP）即分解成二磷酸腺苷及磷酸基，同时释放出能量。四、ATP的利用

ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。荧光素+ATP氧化荧光素(发出荧光)荧光素酶O2荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多ATP荧光检测仪四、ATP的利用能源物质：主要能源物质：储能物质：良好储能物质：直接能源物质：最终能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP糖类脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）脂肪ATP太阳能有关能源物质的回顾与小结：课堂小结1、在下列四种化合物的化学组成中，“O”中所对应的含义最接近的是DA.①和②B.②和③C.③和④D.①和④练习2、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.太阳糖类

ATPB.ATP糖类

脂肪

C.ATP脂肪

太阳能

D.ATP葡萄糖太阳能

D练习3、如图所示，能表示动物肌细胞内ATP含量与氧供给关系的曲线是A.aB.bC.cD.dO2供给量ATP的含量bcdaB4、ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于细胞呼吸作用B5、下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是A．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一B．糖原代谢的最终产物是葡萄糖C．蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖D．脂肪和生长激素是生物体内的能源物质A练习6、下图中ATP(甲)是生命活动的直接能源物质,下列叙述正确的是A.在主动运输过程中,乙的含量会显著增加B.