5.2细胞的能量“货币”ATP课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第五章 细胞的能量供应和利用 5.2细胞的能量“货币”ATP 学习目标： 1.掌握ATP的结构和功能，理解ATP是一种高能磷酸化合 2.ATP与ADP的转化 3.ATP的利用 【问题探讨】 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能量转化吗？ 答：主要是相互传递信号，以便繁衍后代。 答：萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 答：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 激活的荧光素 荧光素酶 +氧气 氧化 荧光素 发出 荧光 萤火虫的发光原理 思考：1.细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 细胞生命活动所需要的主要能源物质—— 细胞良好的储能物质—— 葡萄糖 脂肪 为主动运输提供能量—— ATP 2.这些物质能否直接为萤火虫发光提供能量？ 3 1 2 3 4 加入等量发光器粉末， 放置一段时间直至荧光消失 2mL 蒸馏水 2mL 脂肪 2mL 葡萄糖 2mL ATP 黑暗环境 萤火虫发光器实验 1.本实验的自变量是什么？如何确定实验组与对照组？ 2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？ 3.实验结果说明什么？ 添加的物质 （葡萄糖/脂肪/物质A） 消耗自身原本存在的能提供能量的物质，防止自身的能源物质对结果造成干扰 ATP为发荧光的过程直接提供能量 阅读P86-89，思考: ATP中文名？结构式?结构简式？元素组成？其中A、T、P、~分别代表什么？ ATP为什么叫做高能磷酸化合物？ ATP的功能是什么？ ATP与ADP怎样相互转化?有何特点和意义？ 细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？ 为什么把ATP比喻为细胞内流通的能量“通货”？ ATP的中文名称： ATP 的结构式 一、ATP的结构与功能 腺苷三磷酸 思考： ATP的结构与前面所学的哪种物质类似？ 腺苷(A) 腺苷一磷酸(AMP) 腺苷二磷酸(ADP) 腺苷三磷酸(ATP) A： T： P： —： ~: 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷=腺嘌呤+核糖 三 磷酸基团 特殊的化学键 普通磷酸键 2.ATP的结构 RNA的基本组成单位之一 ATP 的结构式 结构简式：A-P~P~P α β γ 一、ATP的结构与功能 1.元素组成： 2.分子组成： 3.中文名称: 4.结构简式： 5.字母、符号含义： A→腺苷，T→三，P→磷酸基团 “—”代表普通磷酸键 “~”代表特殊化学键 C H O N P 一分子腺嘌呤+一分子核糖+三分子磷酸基团 腺苷三磷酸 A– P ~ P ~ P A—P~P~P 30.54kJ/mol 6.ATP是一种高能磷酸化合物 酶 A—P~P+ Pi + 能量 ATP ADP 磷酸 机理： 由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。 当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者（其他分子）发生变化。 直接提供能量的物质：ATP 7.功能 萤火虫发光 主动运输 胞吞胞吐 物质合成 肌纤维收缩 细胞中一些需要能量的过程 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 分析： 为了高效的利用ATP，细胞中的ATP形成后很快就会被分解利用，所以细胞中ATP的含量并不多。ATP与ADP的相互转化十分迅速，处于动态平衡之中。 一般地说，ATP在细胞内形成后不到1 min的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的。 例：一个成年人在静止的状态下，24h内竟有40kg的ATP发生转化；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。 汉水丑生侯伟作品 思考：代谢旺盛的细胞，ATP含量会明显增加吗？ 不会，ATP在细胞内的含量很少。不过ATP与ADP的之间转化速度会明显加快，以满足细胞对能量的需求。 合成酶 水解酶 光合作用 呼吸作用 ATP ADP 主动运输 物质合成 肌肉收缩 …… Pi Pi 能量 能量 生物发光、发电 三、ATP与ADP的相互转化 12 （1）ATP的水解(ATP→ADP) ATP ADP +Pi+能量 30.54KJ/mol 反应式： ATP水解酶 能量来源：末端磷酸基团有较高的转移势能 能量去路：用于各种需能生命活动 1.反应式： （2）ATP合成(ADP→ATP) ATP ADP +Pi+能量 反应式： ATP合成酶 能量来源： 能量去路： 动物、人、真菌、大多数细菌等：呼吸作用 绿色植物：呼吸作用和光合作用 用于ATP形成 三、ATP与ADP可以相互转化 有机物分解释放的能量 光