5.2 细胞的能量“货币”ATP-【课堂优选】2023-2024学年高一生物上学期精品课件（人教版2019必修1）

第5章 细胞的能量供应与应用 第2节 细胞的能量“货币”ATP 运动时能量由什么物质提供？ 生命活动”主要”的能源物质： 生命活动”最终的能量”来源： 糖类 脂肪 生命活动”主要的储能”物质： 太阳能 能量 谁”直接”给我们的生命活动提供能量呢？ 萤火虫发光的奥秘 ATP是萤火虫发光的直接供能物质。 ATP是一种高能磷酸化合物 ~ ~ 1.ATP的结构： 组成元素 C、H、O、N、P 化学组成 结构简式 A－P~P~P A 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 腺苷（A） AMP（腺苷一磷酸） AMP（腺苷一磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团 特殊的化学键 一、ATP是一种高能磷酸化合物 记忆口诀 “1”——1个腺苷 “1、2、3” “2”——2个特殊化学键 “3”——3个磷酸基团 两个带负电的磷酸基团之间相互排斥而具有较高的转移势能 结构特点 远离腺苷的特殊的化学键易水解 6 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 1.~代表___________，两个相邻磷酸都带_____相互排斥，使得远离____的那个特殊化学键化学键_______，容易____而具有较高的转移势能。 特殊的化学键 负电 腺苷 不稳定 断裂 2.1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ；水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物,所以说ATP是一种________________。 高能磷酸化合物 一、ATP是一种高能磷酸化合物 2.特殊的化学键 7 【典例1】（2016全国I卷29题）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。 （1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 （填“α”“β”或“γ”）位上。 （2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“α”“β”或“γ”） 位上。 γ α 连线高考 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 10 ATP DNA RNA 核苷酸 腺苷 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 一分子核糖 + 一分子腺嘌呤 一分子脱氧核糖 + 一分子腺嘌呤 + 一分子磷酸 一分子核糖 + 一分子腺嘌呤 + 一分子磷酸 腺嘌呤 思考讨论：请分析下面的A是不是同一种物质？ 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤 资料分析 ATP 消耗量大 ATP 含量很少 矛盾 资料一：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。 资料二：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。 ATP合成和水解都非常迅速 资料三：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 ATP和ADP含量有什么关系？ P P P ～ ～ P P ～ Pi 能量 水解 合成 Pi 能量 ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物 —— ADP（腺苷二磷酸），脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，成为游离的磷酸（Pi）。 在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新转化成ATP。 1. ATP与ADP之间的相互转化 二、ATP与ADP可以相互转化 1.ATP和ADP可以相互转化，且处于动态平衡中 2.ATP、ADP相互转化的能量供应机制普遍存在于所有生物的细胞内 2.ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？ ATP水解 ATP合成 反应条件 反应场所 能量来源 能量去向 水解酶 合成酶 细胞质基质、线粒体、叶绿体 高能磷酸键内的化学能 用于