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必修1

第2节 细胞的能量“货币”ATP 第5章 细胞的能量供应和利用 《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。 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? 思考 萤火虫发光的原理 萤火虫的尾部发光器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+O2+能量 氧化荧光素(发出荧光) 荧光素酶 细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢? 荧光素+O2+能量 氧化荧光素(发出荧光) 荧光素酶 细胞生命活动所需要的主要能源物质—— 细胞良好的储能物质—— 葡萄糖 脂肪 为主动运输提供能量—— ATP 这些物质能否直接为萤火虫发光提供能量? 实验探究:萤火虫发光的直接能源物质? 【材料用具】活萤火虫数只,解剖刀,蒸馏水,葡萄糖,脂肪,ATP 【基本原理】 本实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么? 自变量:能够提供能量的物质(葡萄糖/脂肪/ATP) 因变量:是否发光 无关变量:温度等 荧光素+O2+能量 氧化荧光素(发出荧光) 荧光素酶 【实验设计及结果】 荧光消失 2mL 蒸馏水 15min 暗处 观察 2mL 葡萄糖溶液 2mL 脂肪溶液 无荧光 无荧光 无荧光 暗处 有荧光 2mL ATP溶液 ① ② ③ ④ 【实验结论】 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 消耗原有的能量 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 ATP是细胞的能量“货币” 有机物中的化学能 ATP中的化学能 耗能的生命过程 为什么是ATP为萤火虫发光直接供能? 【资料一】萤火虫等许多昆虫干重中,含蛋白质60%左右,糖类与脂肪不到10%,而ATP含量通常不到0.6%。 为什么萤火虫选择含量最少的ATP来直接供能呢? 为什么是ATP为萤火虫发光直接供能? 1、ATP的结构 腺苷(A) AMP(腺苷一磷酸) ADP (腺苷二磷酸) ATP (腺苷三磷酸) ①ATP的中文名称: 腺苷三磷酸 C、H、O、N、P ②ATP的组成元素: 为什么是ATP为萤火虫发光直接供能? 1、ATP的结构 ③ATP的结构简式: (腺嘌呤+核糖) A P P P ~ ~ 磷酸 磷酸 磷酸 普通的化学键 特殊的化学键 ATP中带负电的磷酸基团之间相互排斥等原因,使得特殊的化学键不稳定,易断裂。 末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势,具有较高的转移势能。 为什么是ATP为萤火虫发光直接供能? 2、ATP的结构特点 与其他分子结合 A-P~P ~P A-P~P +Pi +能量 水解 一般将水解时,能够释放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物。 ATP水解时释放的能量高达30.54kJ/mol。 ①ATP是高能磷酸化合物 为什么是ATP为萤火虫发光直接供能? 2、ATP的结构特点 【资料一】萤火虫等许多昆虫干重中ATP含量通常不到0.6%,如何满足萤火虫整晚需要发光的需要呢? ATP 合成酶 水解酶 ADP+Pi +能量 ②ATP和ADP可以相互转化 ATP和ADP可以相互转化 呼吸作用 光合作用 用于各项生命活动 放能反应 吸能反应 水解酶 合成酶 ATP ADP 【资料二】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 ATP和ADP转化有何特点? ATP和ADP可以相互转化 ATP和ADP可以相互转化,并且处于动态平衡中; ATP在细胞内的含量很少,但转化速率很快; 吸能反应与ATP水解相联系,放能反应与ATP合成相联系。 水解酶 合成酶 ATP ADP ATP和ADP转化互为可逆反应吗? 转化的特点: 放能反应 吸能反应 为什么是ATP为萤火虫发光直接供能? 【资料三】1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放能量2870kJ,1 mol ATP水解可以释放能量30.54kJ。 ATP是细胞的能量“货币” 细胞为什么不直接利用葡萄糖中有机物的能量,而是将能量转移至ATP再利用? ATP为生物体的各种生命活动直接供能 肌肉收缩(机械能) 生物发光(光能) 物质合成(化学能) 主动运输(渗透能) 生物放电(电能) ATP是如何为主动运输供能的? 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。 ATP是如何为主动运输供能的? 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,这一过程伴随着能量的转移,这就是载体蛋白的磷酸化。 ATP是如何为主动运输供能的? 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,这一过程伴随着能