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必修1

5.2 细胞的能量“货币”ATP 腺苷三磷酸（ATP） “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。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。 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.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,在ATP提供能量的前提下,荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素。 【萤火虫的发光原理】 作为能源物质的葡萄糖，是为生命活动直接供能吗 ？ ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 知识回顾 1、细胞生命活动所需的主要能源物质，被称为“生命燃料”的是 ； 2、动物细胞的储能物质是 ； 3、植物细胞的储能物质是 ； 4、细胞内良好的储能物质是 。 脂肪 葡萄糖 糖原 淀粉 一、ATP是一种高能磷酸化合物 思考：ATP是什么？ (1)ATP的功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 腺苷三磷酸（ATP） 一、ATP是一种高能磷酸化合物 【思考】结合以上信息，猜测ATP中的“A”、“T”、“P”分别代表什么？ 【信息】ATP的英文全称是adenosine triphosphate。 adenosine 是腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，tri是“三”的意思。phosphate是磷酸盐。 腺苷 三 磷酸 一、ATP是一种高能磷酸化合物 （1）ATP的中文名：腺苷三磷酸 （2）ATP的结构简式：A-P~P~P （3）ATP的结构： 腺嘌呤 ＋ 核糖 ＋ 3分子磷酸 【信息】ATP的结构式如下图所示： 腺嘌呤 核糖 磷酸基团(3个) 腺苷=腺嘌呤+核糖 【思考】结合ATP的结构式，请问构成ATP的元素有哪些？我们前面学过哪些物质也含有这些元素？ 元素组成：C、H、O、N、P 磷脂、DNA、RNA 一、ATP是一种高能磷酸化合物 腺苷三磷酸（ATP） 腺嘌呤 A-腺苷（腺嘌呤+核糖） 核糖 普通化学键 特殊化学键 磷酸基团 元素组成 C、H、O、N、P 化学组成 1分子腺嘌呤； 1分子核糖； 3分子磷酸基团 结构简式 A—P～P～P 一、ATP是一种高能磷酸化合物 （3）ATP的结构： 腺嘌呤 ＋ 核糖 ＋ 3分子磷酸 一、ATP是一种高能磷酸化合物 ATP的结构与前面所学的哪种物质类似？由此你想到了什么？ 核糖 结合ATP的模型，讨论以下问题：（3min后抢答） 1.该模型中的A指什么？请在图中框出腺苷。 2.ATP分子去掉2 个磷酸基团后是什么物质？该物质的名称是什么？ 3.ATP彻底水解会得到多少种成分？分别是什么？ 4.ATP分子结构稳定吗？为什么？ 一、ATP是一种高能磷酸化合物 核糖 腺苷 腺苷二磷酸（ADP） 腺苷一磷酸 腺苷三磷酸(ATP) RNA的基本单位之一 (腺嘌呤核糖核苷酸) 核糖 一、ATP是一种高能磷酸化合物 【信息】ATP分子中由于相邻两个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。当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。 【信息】ATP水解释放的能量多达30.54kJ/mol。（ 提示：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） 【思考】通过以上两个信息，你能尝试总结ATP分子有什么特点吗？ 不稳定 高能量 如何理解ATP是一种高能磷酸化合物？ 如何理解ATP是一种高能磷酸化合物？ 注意：ATP水解的过程是一个释放能量的过程，1 mol ATP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。 思考：ATP为何能作为直接能源物质？ 【小试牛刀】 2、能准确表示ATP的结构简式是（ ） A. A-P-P~P B. A-P~P~P C. A~P~P-P D. A~P~P~P 1、下列物质中，能直接为生命活动提供能量的是（ ） A.脂肪酸 B.氨基酸 C.腺苷二磷酸 D.腺苷三磷酸 3、若ATP脱去了两个磷酸基团,该物质就是组成RNA的基本单位之一，其名称及所含的高能磷酸键数目为( ) A.腺嘌呤核糖核苷酸，0 B.鸟嘌呤核糖核苷酸，1 C.胞嘧啶核糖核苷酸，0 D.尿嘧啶核糖核苷酸，1 4、据图分析，正确的是（ ） A.图中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键 B. a是构成DNA的基本单位之一 C.ATP是生物体内的储能物质 D. 图中的 ” “代表核糖 【小试牛刀】 5、如图是ATP的分子结构图，下列有关叙述错误的是(  ) A. ATP分子的结构简式可表示为A- P~P~P B.ATP的水解，主要是指图中②处的水解 C.图中虚线部分的名称是腺苷 D.图中①处的化学键断裂，ATP转化为ADP 【小试牛刀】 旺仔牛奶 一百元 五十元 辣条一包 旺仔双倍 继续努力 棒棒糖 继续努力 鸡蛋一个 纸巾一箱 开始抽奖 得分高者可获一次抽奖机会 旺仔牛奶 一百元 五十元 辣条一包 旺仔双倍 继续努力 棒棒糖 继续努力 鸡蛋一个 纸巾一箱 开始抽奖 得分高者可获一次抽奖机会 经测定，一个人在剧烈运动时，每分钟将有0.5Kg的ATP发生水解，而人体内ATP的总量仅有2mg。 ②ATP怎样来解决这一矛盾的？ 思考：①由上述信息，我们可以知道生物内ATP的含量是多还是少？ 二. ATP与ADP可以相互转化 二. ATP与ADP可以相互转化 ATP与ADP的转化 ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物 ——ADP（腺苷二磷酸），脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，成为游离的磷酸（Pi）。 在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新转化成ATP。 合成过程 核糖 P 腺嘌呤 P P 核糖 P 腺嘌呤 P 能量 Pi Pi 能量 水解过程 合成酶 水解酶 统一性 二. ATP与ADP可以相互转化 二. ATP与ADP可以相互转化 ATP与ADP转化的特点 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处动态平衡之中的。 据测算，一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP，足见其转化速率很快，转化时释放的能量，就可以供运动之需。 能量从哪里补充？ ADP + Pi + 酶 ATP 能量 光合 作用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 水解酶 合成酶 ATP ADP+Pi+能量 ADP ATP 二. ATP与ADP可以相互转化 【思考】这是一个可逆反应吗？ 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 三、ATP的利用 电鳐一次放电电压可达到300 ~ 500V，足以把附近的鱼电死。据计算，1万条电鳐的电能聚集在一起，足够使1列电力机车运行几分钟。 用于生物放电（电能） A B C + ATP ATP 用于物质的合成（化学能） 三、ATP的利用 蛋白质 肌动蛋白 细胞骨架 运动方向 用于肌肉收缩（机械能） 胞外 胞内 胞外 胞内 胞外 胞内 ATP为主动运输供能 主动运输的很多载体蛋白，在结合被运输的物质之外，同时还兼具ATP（水解）酶的作用，水解ATP之后自身结构由于结合了磷酸基团发生磷酸化而改变，物质运输完成后又可通过去磷酸化恢复原有结构，以此反复循环。 三、ATP的利用 激活酶活性 被转运物质与载体蛋白相应位点结合，激活载体蛋白的酶活性 载体蛋白磷酸化 在载体蛋白的作用下，ATP水解产生的末端磷酸基团与载体蛋白结合，发生磷酸化，这一过程伴随着能量转移 载体蛋白空间结构改变 载体蛋白磷酸化导致其空间结构改变，物质实现逆浓度跨膜运输 提示：ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,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。 ATP为主动运输供能 ATP可以为各项生命活动直接供能 用于主动运输 （渗透能） 用于生物放电（电能） 用于生物发光（电能） 用于肌肉收缩（机械能） 用于细胞内各种吸能反应 用于大脑思考（电能） 如何理解ATP是细胞内流通的能量“货币”？ 糖类、脂肪等有机物 ATP 细胞内的化学反应可以分为吸能反应与放能反应。吸能反应与ATP的水解相联系，放能反应与ATP的合成相联系。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 ADP ATP 放能反应与ATP的合成相联系 吸能反应与ATP的水解相联系 三、ATP的利用 细胞内的化学反应可以分为吸能反应与放能反应。吸能反应与ATP的水解相联系，放能反应与ATP的合成相联系. Lavf57.62.100 $$