5.2细胞的能量“货币”ATP课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）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 为什么说ATP是细胞的能量“货币”？ ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？ ◎本节聚焦 细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？ 有种虫儿真奇怪， 一盏灯笼随身带， 黑夜点灯满天飞， 像星闪闪真可爱。 猜一猜 萤火虫 问题探讨 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.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 讨论： 主要是相互传递求偶信号，以便繁衍后代。 腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。 有，其腹部细胞内的一些有机物中储存的化学能，只有转换成光能，萤火虫才能发光。 想一想：在细胞内哪些物质有可能为萤火虫尾部细胞的发光提供能量？ 葡萄糖 细胞生命活动所需要的主要能源物质 脂肪 细胞内良好的储能物质 ATP 提供能量 谁为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量的呢？ ？ 发光原理： 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15min荧光消失，然后... 实验探究 15min 荧光消失 暗处 A B C D ２ｍL葡萄糖溶液 ２ｍL ATP 溶液 ２ｍL脂肪溶液 ２ｍL蒸馏水 有荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 从以上实验现象中你得出的结论是? 直接能源物质 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1.ATP的功能： ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 2.ATP的结构： （1）中文名称： 腺苷三磷酸 （2）结构简式： A—P～P～P A ： P ： ～： —： 腺苷 磷酸基团 普通化学键 特殊化学键 （3个） （1个） （2个） （腺嘌呤+核糖） 是一种高能键 ATP是一种物质，不是能量，能量只是储存在ATP中 记 ATP的结构式 （3）ATP的组成： ①腺嘌呤 ②核糖 腺苷 三个磷酸基团 ③ （4）元素组成： C、H、O、N、P 记 腺苷一磷酸（AMP） （5）ATP、ADP与AMP的区别 腺苷三磷酸（ATP） 腺苷二磷酸（ADP） RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸 记 （6）ATP水解的实质 ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 由于ATP中相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得特殊化学键很不稳定 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 ATP水解的实质：ATP分子中特殊化学键的水解 记 一般将水解时释放20.92kJ/mol及以上能量的化合物叫做高能化合物。 资料 ATP是一种高能磷酸化合物 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ 。 研究显示：一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。而人体中ATP的总量大约只有2mg，剧烈运动时只能维持3s。 体内的ATP含量这么少，如何满足源源不断的能量需求？ 二、ATP与ADP可以相互转化 ATP在生物体内含量很低，但ATP与ADP的这种相互转换十分迅速，是时刻不停并且处于动态平衡之中的，保证了稳定供能。 ATP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，这体现了生物界的统一性。 ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来？ 绿色植物 能 量 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 ADP +Pi+ ATP 酶 有机物氧化分解释放的化学能 动物、人、真菌及大多数细菌等 光能 化学能 ATP 酶2 酶1 ADP +Pi +能量 讨论：ATP与ADP的相互转化是否可逆? 比较项目 ATP的水解 ATP的合成 反应式 反应类型 酶的类型 场所 能量来源 能量去向 水解酶 合成酶 活细胞所有部位 特殊化学键中的化学能 光能、有机物中的化学能 用于各项生命活动 用于合成ATP 叶绿体、细胞质基质、线粒体等 酶 ATP→ADP+Pi+能量 酶 ADP+Pi+能量→ATP 水解反应 合成反应 ATP水解与ATP合成的比较 结论：物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP与ADP的相互转化不是可逆反应 记 三、ATP的利用 细胞中绝大多数生命活动都是由ATP直接提供能量的 ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？ ATP为主动运输供能的原理： 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。 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。 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水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 放能反应（释放能量） 如：葡萄糖的氧化分解等 与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量。 吸能反应（吸收能量） 与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。 细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应。 如：蛋白质的合成等 放能反应 合成 水解 吸能反应 ATP ATP是细胞内流通的能量“货币” 流 通 糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用。 ATP储存的能量相对来说少，但能被直接利用。 细胞的能量“货币”ATP ATP是一种高能磷酸化合物 ATP的功能 ATP的结构 ATP和ADP可以相互转化： ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 （不是可逆反应） ATP的利用 吸能反应、放能反应 ATP是细胞内流通的能量“货币” 课堂小结 中文名称 结构简式 ATP的组成 元素组成 ATP、ADP与AMP的区别 ATP水解实质 作业 完成课时评价作业（十七） $$