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（2019）必修1

ATP的结构简式、元素组成、化学组成；阐述ATP的功能 ATP和ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？ 细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？ 为什么说ATP是细胞的能量“货币” 问题导引 糖类 （1）主要能源物质： 葡萄糖 （3）被称为“生命的燃料”： 脂肪 （2）主要储能物质： ATP （4）直接能源物质： 1.功能: 2.中文名称： 3.ATP的结构简式： 驱动细胞生命活动的直接能源物质。 腺苷三磷酸 A－P～P～P 4.ATP的组成元素： C、H、O、N、P ~代表特殊的化学键。 两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。 每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 一、ATP的结构和功能 2 ATP是细胞内生命活动的直接能源物质。 (1)实验证据 一、ATP的结构和功能 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P 腺嘌呤核糖核苷酸 (AMP） 腺苷二磷酸 （ADP） 腺苷（A) AMP是RNA组成单位之一 ATP并不是细胞内唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物体内有很多种，如存在于细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 ATP的含量很少需要量却很多，生物体是如何解决这一矛盾？ ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP转化速率很快，从而保证细胞内能量的供应。 一、ATP的结构和功能 4 ADP ATP ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 光合作用 呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体 反应场所 用于各项生命活动， 如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等 反应场所 生物体的需能部位 对细胞的正常生活来说， ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 二、ATP和ADP的相互转化 5 ATP水解 ATP合成 反应式 ATP→ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP→ATP 酶的类型 场所 能量来源 能量去向 酶 酶 ATP水解酶 ATP合成酶 细胞质基质、线粒体、叶绿体 存在于细胞的各个部位 特殊的化学能 用于各项生命活动 储存在ATP中 有机物中的化学能或光能 这不是可逆反应，而是一个循环式反应。 物质可循环，但能量不可循环。 所有细胞的能量供应机制，体现生物界的统一性。 二、ATP和ADP的相互转化 6 1.ATP与ADP之间的相互转化的过程，反应类型、反应条件、 能量的来源、 能量的去路、反应场所不同，所以ATP与ADP 之间的相互转化不是可逆反应。物质是可逆(循环)的，但能量 不可逆（不循环）。 2.ATP的含量很少，是因为ATP与ADP之间可以发生快速的相互 转化，并且处于动态平衡之中。 3.细胞之中ATP与ADP之间的相互转化的能量供应机制普遍存在， 体现了生物界的统一性。 4.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。 二、ATP和ADP的相互转化——特点 7 植物细胞可以通过 形成ATP，而动物细胞只能通过 形成ATP。 植物光合作用光反应阶段产生的ATP主要用于 ，一般不用于其他生命活动；植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。 光合作用和细胞呼吸 细胞呼吸 ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁 暗反应 多角度理解ATP的合成与水解 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。 ① ② ③ (3ATP的利用举例 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，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。 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+释放到膜外侧。 四、ATP的利用 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化。这些分子被磷酸化后，发生活性变化，空间结构也被改变，因而可以参与各种化学反应。 O O2供给量 ATP产生量 A B C 甲 1.甲图表示可进行有氧呼吸细胞中， ATP产生量与O2供给量的关系。 ①A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物， 产生少量ATP。 ②AB段表示随着O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧 呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。 ③BC