5.2细胞的能量“货币”ATP课件高一上学期生物人教版必修1-1

细胞的能量“货币”ATP第2节问题探讨“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。”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？萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号，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。3.在萤火虫发光的过程中能量转化吗？有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能，只有在转变为光能时才能发光。荧光素+能量+O2

氧化荧光素荧光素酶（发出荧光）

萤火虫发光需要

能量！主要能源物质？主要储能物质？糖类脂肪这两类物质能直接提供能量给萤火虫发光吗?如何设计实验？自变量？因变量？问题探讨【实验方法】荧光消失2mL

蒸馏水15min暗处放置观察2mL脂肪溶液无荧光无荧光无荧光暗处有荧光2mLATP溶液①②③④2mL

葡萄糖溶液将离体荧光虫发光器研磨成粉末，然后制成荧光素试剂

细胞中的糖类、脂肪和蛋白质等有机物都储存着大量稳定化学能，但是直接给生命活动提供能量的物质———ATP一、ATP是一种高能磷酸化合物ATP1.ATP的中文名称：腺苷三磷酸腺苷adenosinetri三phosphate磷酸2.ATP的结构简式：A—P~P~P~代表一种特殊的化学键。3.ATP是高能磷酸化合物A—P~P~P这种化学键不稳定两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥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。ATPADP+Pi+能量酶与其他分子结合核糖腺嘌呤P(腺嘌呤核糖核苷酸)~P~P123腺苷（A）高能磷酸键（30.54kJ/mol）腺苷一磷酸，AMP腺苷二磷酸，ADP腺苷三磷酸，ATPATP的结构是组成RNA的基本单位之一4.各种A的辨析腺苷（腺嘌呤+核糖）腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸2.下列关于ATP分子的叙述，正确的是A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素C.1molATP水解，释放出30.54kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似√二、ATP和ADP可以相互转化一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2-10mg。人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。从这则资料中，你能得出生物体内的ATP有什么特点？含量低，转化快，不能长时间储存二、ATP和ADP可以相互转化萤火虫发光主动运输胞吞胞吐物质合成肌纤维收缩绿色植物等：光合作用的光能、呼吸作用有机物分解释放的能量人、动物、真菌、大多数细菌：呼吸作用有机物分解释放的能量电鳐放电(1)源于必修1P87“图5－4”：①ATP与ADP的相互转化

(填“是”或“不是”)一个可逆反应。分析原因：②人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：_____________________________________________________________。不是从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中(2)源于必修1P89“拓展应用”：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，由此说明：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源二、ATP和ADP可以相互转化A-P～P

～P酶能量A-P～P+Pi+ATP水解：三、ATP的利用★ATP水解释放的能量

用于各项生命活动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。三、ATP的利用ATP为主动运输提供能量①②③ATP水解释放的

使

等分子

化。这些分子被

后，发生

变化，

也被改变，因而可以参与各种

。磷酸蛋白质空间结构活性化学反应磷酸化磷酸基团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。②细胞中的吸能反应与ATP水解相联系。③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。有机物合成、主动运输、胞吞胞吐、蛋白质磷酸化、肌肉收缩等细胞呼吸(有机物氧化分解)、光合作用的光反应1molATP水解时释放的能量高达30.54千焦。1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870KJ的能量，计算：1分子葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是1分子ATP水解释放能量的多少倍？94倍理解:ATP是细胞的能量“通货”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≈≈理解:ATP是细胞的能量“通货”有关能源物质的总结主要能源物质糖类生物体内最佳的储能物质脂肪动物细胞内良好的储能物质糖原植物细胞内良好的储能物质淀粉生命活动直接能量物质ATP最终能量来源太阳能在《名侦探柯南》中，就有多次涉及氧化物的案件，其致命原理就是掐断了人体ATP的供应导致死亡，几分钟就会见效。联系生活：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+O2+ATP氧化荧光素(发出荧光)荧光素酶荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多联系生活：ATP荧光检测仪2.ATP的其他功能1.ATP水解掉两个磷酸基团后，形成AMP，作为合成RNA的原料。ATP注射液是一种用于心功能不全、脑出血后遗症等疾病的辅助治疗药物，是作为细胞间传递信息的信号分子而起作用，并不是为细胞提供能量。ATP合成ATP分解

条件_______酶

________

__酶

能量来源有氧呼吸分解有机物中稳定的________和光合作用中吸收的______储存在ATP____________

中的活跃的化学能

能量去向

与什么反应相联系光能ATP水解化学能高能键储存在ATP中形成高能键各项生命活动ATP合成放能反应吸能反应小结：二、拓展应用1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。吸能反应,如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量,是吸能反应,这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应,如丙酮酸的氧化分解能够释放能量,是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,还用于ADP转化为ATP的反应,储存在ATP中。二、拓展应用2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。一是ATP分子中含有的化学能比较少,一分子ATP转化为ADP时释放的化学能⼤约只是一分⼦子葡萄糖的1/94;二是ATP分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。二、拓展应用3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以AP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?植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP,这可以从一个侧⾯面说明生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同起源。1、ATP的结构简式:A—P~P~P2、ATP和ADP的相互转化:ATPADP+Pi

+能量

ATP合成酶ATP水解酶4、ATP的利用:直接用于各项生命活动3、ATP的形成途径:

光合作用、呼吸作用

小结：(1)ATP是细胞内主要的能源物质(

)(2)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成(

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

)×××(4)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解(

)(5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(

)(6)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化(

)×××3.下列有关ATP的叙述中，不正确的是A.ATP的合成一般与放能反应相联系B.ATP中的能量可以来源于光能、化学能C.细胞内各种吸能反应一般需要消耗ATPD.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”√1.下列关于水稻细胞内ATP的叙述错误的是()A.能与ADP相互转化B.只能由细胞呼吸产生C.可为物质跨膜运输提供能量D.释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合 2、下列对ATP和ADP的相互转化的叙述,正确的是()

A.ATP水解和合成时物质和能量是可逆的

B.ATP水解时释放能量,合成ATP时储存能量

C.ATP和ADP的相互转化是一个动态平衡的过程

D.植物细胞和动物细胞发生ATP和ADP的相互转化的生理过程一样BC▌下列哪些生理活动不会导致细胞内ADP增加的是（）A.小肠吸收K+和Na+B.肾小管对葡萄糖的吸收C.甘油进入小肠D.核糖体合成蛋白质▌下图是ATP与ADP之间的转化图，可以确定()A.A为ATP，B为ADPB.酶1和酶2是同一种酶C.X1和X2是同一种物质D.能量1和2的来源相同CC4.如图是细胞内ATP与ADP相互转化的示意图，请据图回答下列问题：(1)在人体内，图示左侧的能量来自_____作用，右侧的能量用于_________(举一例)。呼吸大脑思考(2)在绿色植物体内，图示左侧的能量来自_____作用和_____作用。呼吸光合(3)从图中可知，在适宜的温度和酶的作用下，ADP转变成ATP时还需要的条件是__________。将ADP转化为ATP的图示改写成反应式的形式_______________________。能量和PiADP＋能量(4)经测定，正常成年人静止状态下24h将有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为2～10mmol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是_________________________