5.2 细胞的能量“货币”ATP-【创新课堂】2023-2024学年高一生物实用高效课件（人教版2019必修1）

5.2 细胞的能量 “货币”ATP 问题探讨 《秋夕》——杜牧 银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。 天街夜色凉如水，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？ 3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 讨论 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。 有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 【相关资料】萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 荧光素 激活的荧光素 氧化荧光素 荧光素酶 氧气 荧光 能量 主要的 能源物质？ 糖类 主要的 储能物质？ 脂肪 这些物质能为萤火虫发光直接供能吗? ？ 探究：萤火虫发光的直接能源物质是什么? 【材料】萤火虫发光细胞研磨成的粉末、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸馏水等。 取4支试管，编号1、2、3、4，向各试管分别加入萤火虫发光细胞研磨成的粉末和2mL蒸馏水，各试管均发出荧光；一段时间后，荧光消失 1 2 3 4 2ｍL 蒸馏水 2mL 葡萄糖溶液 2mL 脂肪溶液 2mL ATP溶液 结论：萤火虫发光的直接能源物质是ATP。 发出荧光 (1)主要能源物质：糖类 (2)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞) (3)良好储能物质：脂肪 (4)直接能源物质：ATP (5)最终能量来源：太阳能 生物体内的能源物质总结 (腺嘌呤核糖核苷酸) 腺苷一磷酸，AMP 腺苷二磷酸，ADP 腺苷三磷酸，ATP 一、ATP是一种高能磷酸化合物 A : P : 中文名称： 组成元素： C、H、O、N、P 腺苷三磷酸 A—P～P～P 腺苷（腺嘌呤＋核糖） 磷酸基团 ATP结构简式 模型图 一、ATP是一种高能磷酸化合物 物质结构 “A”的含义 核糖 A P ~ P P ~ ….A U G C …. A-P～P ～P 核糖 A P 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 易错点：不能正确区分不同化合物中“A“的含义 一、ATP是一种高能磷酸化合物 8 为什么β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂？ ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。 ADP相互排斥的磷酸基团减少，势能降低 磷酸基团携带转移的“势能”与其他分子结合 H2O ADP 腺苷二磷酸 磷酸 能量高达30.54kJ/mol 酶 ATP的化学组成和特点 一、ATP是一种高能磷酸化合物 腺嘌呤 核糖 ~ ~ P P P 水解酶 + Pi ADP ATP 能量 + ATP的特点： 含量少，转化快！ 二、ATP与ADP可以相互转化 ATP： ADP： 去路：用于各项生命活动 来源：远离腺苷的特殊化学键 能量 A-P～P～P A-P～P 不稳定,易断裂,也易形成 能量 ？ 动态平衡 二、ATP与ADP可以相互转化 光 合 作 用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 人、动物、真菌、 多数细菌等 绿 色 植 物 能量 ADP + Pi + ATP 酶 有机物 氧化分解 ATP合成所需能量的来源： 二、ATP与ADP可以相互转化 放能反应 吸能反应 2. 转化的特点： ①时刻不停地发生且处于动态平衡之中 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是 一样的，体现了生物界的统一性 ③ATP与ADP相互转化过程中，物质可逆，能量不可逆，催化的酶 不同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。 ④能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。 p p p p p 能量 Pi 能量 Pi 合成 水解 ATP与ADP相互转化示意图 葡萄糖等 氧化分解 释放能量 蛋白质合成 等吸收能量 ATP是细胞内流通的能量“货币” 项目 ATP的水解 ATP的合成 反应式 所需酶 能量来源 能量去向 反应场所 联系 物质可逆，能量不可逆 ATP水解酶 ATP合成酶 储存于ATP中的化学能 光能（光合作用） 化学能（细胞呼吸） 用于各项生命活动 储存于ATP中 生物体的需能部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ADP＋Pi＋能量 ATP 水解酶 ADP＋Pi＋能量 ATP 合成酶 思考：ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗? ATP的水解和合成不属于可逆反应 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP提供能量的。 光能 电能 机械能 渗透能 化学能 生物发光