5.2细胞的能量“货币”ATP-2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修1

第2节 细胞的能量“货币”—ATP 第五章 细胞的能量供应和利用 涡阳二中 蒋兵强 本节目标 01 ATP的化学组成和特点、简式 理解ATP是细胞的能量“货币” 02 03 说明ATP在能量代谢中的作用 秋夕 杜牧 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.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 尾部的发光细胞内含有荧光素和荧光素酶。 有。有机物中储存的化学能，变成ATP中活跃的化学能，再转变成光能。 氧化荧光素 萤火虫发光的原理 能量 荧光素酶 ＋氧气 荧光素 激活的荧光素 发出荧光 一 问题探讨 发光树 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, 罗曼确定了这种化合物的分子式为腺苷三磷酸（英文缩写为ATP）。 （ATP）腺苷三磷酸 腺嘌呤 核糖 腺苷（A） 磷酸基团（P） 磷酸基团（P） 磷酸基团（P） 组成元素： C H O N P C O C C H H OH OH C C O P O~ P O~ P OH O OH O OH O N C N C C C N C N N H H H H H H H H OH 二 ATP的发现及分子结构 腺苷三磷酸 中文名称 A—P～P～P 其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。 结构简式 ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团带负电荷而相互排斥，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能。 1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 注解 二 ATP的基本知识 水解酶 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。 生物体内的能源物质总结 能源物质总结 能源物质： 要能源物质：储能物质： 主要储能物质： 直接能源物质： 最终能量来源： 7 腺嘌呤 腺苷三磷酸（ATP） 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸（AMP） 腺苷二磷酸（ADP） 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 三 ATP、ADP、AMP的关系 8 四 ATP和ADP的相互转化 ADP + Pi + 能量 ATP水解酶 ATP合成酶 ATP 疑惑： ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？ 不是可逆反应： 1）反应条件不同；2）能量来源和去路不同；3）反应场所不同。 特点 ①ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生，且处在动态平衡之中。 ②ATP与ADP相互转化，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。 四 ATP和ADP的相互转化 五 ATP的利用 ATP为主动运输供能的机理 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。 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。 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。 五 ATP的利用 电能 热能 光能 动能 化学能 等 六 ATP是细胞内流通的能量“货币” 吸能 反应 放能 反应 ATP水解 ATP合成 吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。 放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 成人体内ATP的总量是2～10 mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为40 kg，在剧烈运动时ATP的消耗可达0.5 kg/min；在安静状态时，肌肉内ATP所释放能量只能维持肌肉收缩1～2 s。 思考 说明ATP在细胞内含量极少， ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生，且处在动态平衡之中 2. 细胞内ATP含量少， 但ATP和ADP相互转化十分迅速，使得ATP含量处在动态平衡之中，保证了生物体内部稳定供能环境。 1.ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质。 3. ATP并不是细胞内唯一直接能源物质，如存在于各种细胞内的UTP、GTP、CTP。 注意 1.下列关于酶和ATP的叙述，正确的是(　　) A．都属于生物大分子 B．都不能在细胞外发挥作用 C．所有活细胞都含有酶和A