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）必修一

第2节 细胞的能量“货币”ATP 第五章： 萤虫发光的生物学意义是什么？ 相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 化学能转变为光能。 腹部后端细胞内有荧光素。 问题探讨 秋夕 杜牧（唐） 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。 糖类是细胞中主要的能源物质 脂肪是细胞中良好的储能物质 细胞内哪些物质可能为萤火虫发光提供能量呢？ 捣碎的萤火虫发光器、生理盐水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP制剂、蒸馏水和4支试管等。 1.实验材料： 科学探究实验的一般步骤： 提出问题 作出假设 设计实验 分析结果 交流表达 探究1： 探究•实验 萤火虫发光器实验 ①请利用以上材料设计实验，探究细胞内的直接能源物质 A D C B 暗处理15分钟 ２ｍL 蒸馏水 ２ｍL葡萄糖溶液 ２ｍL 脂肪溶液 ２ｍL ATP溶液 探究1： 探究•实验 萤火虫发光器实验 2.实验过程 本实验的自变量是什么？ 为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？ 实验结果说明什么？ 自变量： 因变量： 无关变量： 添加的物质 是否发光 温度等 ATP是细胞内直接的能源物质。 使细胞内储存的能源物质消耗殆尽，排除自身能量的干扰。 有机物中的化学能 ATP中的化学能 耗能的生命过程 细胞中流通的能量“货币” 一.ATP的功能 驱动细胞生命活动的直接能源物质 结构与功能相适应，ATP有什么样的结构可以作为直接的能源物质？ 腺苷（A） ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 2.结构简式： 腺苷 磷酸基团 特殊的磷酸键 普通的磷酸键 A—P～P～P 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 二.ATP的结构 1.元素组成： C、H、O、N、P 3.结构特点： 能量多；不稳定 β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。 资料 ATP H2O H ADP 腺苷二磷酸 O P OH O- O- 能量高达30.54kJ/mol 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 酶 磷酸 水 P P P P P P 三.ATP的水解 α 位 β位 γ位 负电 负电 负电 ATP 消耗量大 ATP 含量很少 矛盾 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 1 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。 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。 2 3 资料分析 ATP的能量供应机制： ATP与ADP相互转化 ATP合 成和水解都非 常迅速 ATP 水解酶 ADP + Pi + 合成酶 能量 四. ATP与ADP相互转化 能量 能量 合成 水解 ATP与ADP相互转化示意图 光合作用 呼吸作用 人、动物、真菌\多数细菌等 绿 色 植 物 呼吸作用 ~ ~ ~ 用于各项生命活动 P P P P P P P 根据示意图分析ATP合成与水解过程中能量的来源与去处。 糖类等有机物中的化学能 光能 糖类等有机物中的化学能 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化时刻发生并处于 之中 在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的 。 物质是 ，能量是 的、酶是 的 讨论1：在剧烈运动与静止状态时，ATP与ADP的转化有什么不同？ 讨论2：如果ATP与ADP的转化出现障碍，后果是什么？ 四. ATP与ADP相互转化 可逆的 不可逆 不相同 动态平衡 统一性 10 用于大脑思考（电能） 用于肌肉收缩（机械能） 用于细胞内各种物质的合成 用于生物放电（电能） 用于生物发光（光能） 用于主动运输 （渗透能） 五. ATP的利用 载体蛋白的磷酸化。 载体蛋白空间结构发生变化 ATP 水解酶被激活。 Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外 在ATP酶的作用下，ATP水解。 磷酸基团与载体蛋白结合 Ca2+ 与其运输的载体蛋白相应位点结合 （主动运输为例看图5-7排序) 答案： 7-3-5-6-1-2-4 ATP用于主动运输 六. ATP的供能方式 六. ATP的供能方式 物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化