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

第5章 细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量“货币”ATP 问题探讨 秋夕 杜牧（唐） 银烛秋光冷画屏， 轻罗小扇扑流萤。 天阶夜色凉如水， 卧看牵牛织女星。 1、萤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、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 腹部后端细胞内有荧光素。 相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。 问题探讨 生物体进行生命活动的主要能源物质: 萤火虫发光需要的能量靠谁直接提供呢? 生物体内储存能量的物质: 脂肪 糖类 思考：是哪类物质直接给萤火虫发光提供能量呢？ 是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？ 4 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 思考 实验结果说明什么？ ATP为萤火虫发光直接提供能量。 一　ATP结构与功能 1.功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 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” 6 蛋白质—— 脂肪—— 糖类—— ATP—— 细胞能源物质的比喻 “不动产” “定期存款” “活期存款” “现金” 2.ATP的名称与简式 （1）中文名称：腺苷三磷酸 （2）组成元素：C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团 O- C O C C H H OH OH C C O P O P O P O- O O- O O- O N C N C C C N C N N H H H H H H H H （3）结构简式：A－P～P～P A：腺苷=腺嘌呤+核糖 T：三 P：磷酸基团（3个） —：普通的化学键（1个） ～：特殊的化学键（2） 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 腺苷（A） A-P～P ～P ….A T G C …. ….T A C G …. ….A U G C …. 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 核糖 A P ~ P P ~ 腺嘌呤 腺嘌呤 腺苷 拓展：不同化合物中“A”的辨析 所有“A”中都含有腺嘌呤 共同点： （4）ATP结构： 我相当脆弱，水解时容易断裂 核糖 P P P 腺嘌呤 ~ ~ ATP很不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，当末端磷酸基团脱落后剩下的结构是什么呢？ 拓展 腺苷一磷酸（AMP） 腺苷（A） 腺苷二磷酸（ADP） 腺苷三磷酸（ATP） 注：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。 ATP结构式： ADP结构式: 核糖 P P P 腺嘌呤 ~ ~ 核糖 P P 腺嘌呤 ~ ~ ATP和ADP可以相互转化吗？ A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 能量 Pi 酶 酶 能量 Pi ATP ADP+ Pi+能量 ATP水解酶 ATP合成酶 二 ATP与ADP可以相互转化 转化过程 15 注意: ATP与ADP的相互转化是不可逆的，物质是可逆的，但是能量是不可逆的，酶是不相同的，场所是不完全相同的。 酶 ADP +Pi +能量 ATP 酶 ATP与ADP的相互转化是否可逆？ 16 酶 ADP +Pi +能量 ATP 酶 1. 从反应条件看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。 2. 从能量来源看：ATP水解释放的能量是储存在特殊化学键中的化学能，用于生命活动；合成ATP的能量来自生物体内有机物中的化学能和太阳光能。因此能量来源不同（能量不可逆，而物质可逆）。 3. 从合成与分解场所看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；ATP分解的场所相对较多。因此合成与分解的场所不同。 不是可逆反应 思考讨论 ATP与ADP的相互转化是否可逆？ 1. 转化的原因和特点 （1）原因 A—P ~ P ~ P ②ATP是高能磷酸化合物 1molATP水解释放的能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 相邻的磷酸基团都带负电荷互相排斥 ①远离A的那个特殊的化学键不稳定 末端磷酸基团有较高的转移势能 （有一种离开ATP与其他分子结合的趋势） ATP在供能时，如何释放能量？ 18 （2）转化特点 ①ATP与ADP相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的。 P P P ~ ~ 能量 能量 合成 水解 ATP与ADP相互转化示意图 P P ~ Pi Pi ATP消耗量大 ATP含量很少 矛盾 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。 1