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

细胞的能量“通货”-ATP 讲授人:金 第2节 细胞的能量“货币”ATP 学习目标 1. 简述ATP分子化学组成和特点。 2. 理解ATP与ADP的转化过程。 3. 解释ATP在能量代谢中的作用。 问题探讨 雄虫个体更小,但是发光更亮。 问题探讨 讨论: 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? 主要是相互传递信号,以便繁衍后代 荧光素等 有,细胞中有机物中的化学能 转化为光能 新课讲授 能 量 新课讲授 在生命系统中: 主要的能源物质: 最终的能量来源: 主要的储能物质: 那么又是谁直接给我们的生命活动提供能量呢? 糖类 脂肪 太阳能 ATP 驱动细胞生命活动的直接能源物质 淀粉 糖原 ATP:是一种高能磷酸化合物 腺苷(A) 1、中文名称 3、元素组成 腺苷三磷酸 C、H、O、N、P 2、物质组成 1分子 腺嘌呤 1分子 核糖 3分子 磷酸基团 4、结构简式 A-P~P~P A:腺苷 P:磷酸基团 -:普通的化学键 ~:特殊的化学键 2个 ATP的结构 A 核糖 P P P ~ ~ 腺苷 腺苷二磷酸(ADP) 腺苷三磷酸(ATP) A- P~P~P 注意:此处A为腺嘌呤 腺苷一磷酸(AMP),腺嘌呤核糖核苷酸,RNA组成基本单位 ATP供能原理 A — P~P~P A — P~P Pi 由于两个相邻的磷酸基团都带有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。 脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生改变 ATP水解的过程 就是释放能量的过程 水解 ATP是一种物质,不是能量 ATP与ADP可以相互转化 ATP 酶2 酶1 ADP +Pi + 能量 注意:1.酶不同,酶1是ATP水解酶,酶2是ATP合成酶 2.物质可逆,能量不可逆,所以不是可逆反应。 3.水解时需要水,合成时脱去水。 对于正常的细胞来说,ATP和ADP这种相互转化,时刻不停地发生并处于动态平衡当中。 ATP与ADP的转化机制,在所有细胞中都是一样的,体现了生物界的统一性。 ATP在细胞中特点: 含量很低,普遍存在,转化迅速。 场所: 活细胞所有部位 植物:光合作用 呼吸作用 动物,真菌,大多数细菌:呼吸作用 ATP合成时的能量来源 ①有机物分解所释放的化学能 ②光能 吸能反应 放能反应 例如: 蛋白质的合成 呼吸作用分解葡萄糖 ATP 储存能量 水解放能 产生ATP的场所: ① 细胞质基质 ② 线粒体 ③ 叶绿体等 新课讲授 ATP能量的利用: ATP水解时与细胞吸能反应有关 ATP合成时与细胞放能反应有关 吸能反应:大脑思考,细胞生长等。 放能反应:呼吸作用 应用: ATP提供能量可用于动植物生命活动,可转化为化学能,光能,机械能,电能,热能,等 新课讲授 细胞中绝大多数需要能量的活动都是由ATP直接提供能量的。 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。 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。 ①运输物质 ②ATP水解酶活性 载体蛋白作用 以主动运输为例分析ATP供能过程 ①ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化 ②这些分子被磷酸化后,空间结构发生改变,活性也发生改变,可以参与各种化学反应 新课讲授 ATP作为驱动细胞生命活动的直接能源物质,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,因此可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的货币。 化合物 结构简式 “A”含义 共同点 ATP 核苷酸 DNA RNA 不同化合物中 “A” 的辨析 腺苷 (由腺嘌呤和核糖组成) 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤 19 水 解 能量 Pi 合成 能量 Pi 动态平衡 知识小结 放能反应 吸能反应 注意: ATP 并不是细胞内 唯一 直接能源物质,还有UTP、GTP、CTP等。 20 总结归纳 1.ATP的结构简式 A—P~P~P 2.ATP和ADP相互转换 ATP ATP水解酶 ATP合成酶 ADP +Pi + 能量 3.ATP的利用 细胞的能量“通货” $$