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 36004 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 萤火虫发光的过程是需要能量的，这些能量是谁提供的？ 36004 2.组成元素： C、H、O、N、P 腺苷三磷酸 A—P～P～P 腺苷 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键（2个） 3.ATP结构简式 一、 ATP是一种高能磷酸化合物 腺苷 ATP结构式 核糖 腺嘌呤 磷酸基团 1.ATP的中文名称： 腺苷一磷酸（AMP） 腺苷三磷酸（ATP） 腺苷二磷酸（ADP） A : P : ～: —: T： 3个 【思考】ATP分子中的“～”代表的化学键如果相应断裂产物分别是什么？ATP的两个“～”代表的化学键断裂后，剩余的部分是哪种化合物的基本单位之一？ 知识讲解 36004 【小结】ATP结构特点的“一、二、三” 一个ATP分子含有一个腺苷 一个ATP分子含有三个磷酸基团 三 一 核糖 P P P ～ 腺嘌呤 一个ATP分子含有两个 特殊的化学键 ～ 二 知识讲解 36004 认一认：你能说出下述A各代表什么含义吗？ A 核糖 P A—P～P～P A T C G T A G C A U C G 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 知识讲解 36004 3.ATP的水解： 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分子中特殊化学键断裂，释放能量的过程。 负电 负电 负电 知识讲解 36004 A–P～P～P Pi A–P～P 能量 ATP ADP+ Pi+能量 ATP（水解）酶 —为生命活动提供能量 1molATP水解释放的能量高达30.54 kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。 3.ATP的水解过程 知识讲解 36004 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？ 知识讲解 36004 A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 能量 ATP 酶 酶 Pi ADP +Pi +能量 酶 酶 图中的两种酶 是否相同 ？ 能量 Pi I II 1.ATP在生物体内含量很低，如何满足生命活动对能量的需要？ 2.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，这体现了什么？ 二、ATP与ADP可以相互转化 ATP与ADP的相互转换十分迅速，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，保证了稳定供能。 生物界的统一性 知识讲解 36004 3.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 讨论：ATP与ADP的相互转化是否可逆反应? ATP与ADP相互转化过程中物质可逆，能量不可逆，催化的酶不相同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。 知识讲解 36004 ATP合成与ATP分解的比较 反 应 ATP→ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量→ATP 反应类型 酶的类型 场　　所 能量来源 能量去向 酶 酶 水解反应 合成反应 ATP水解酶 ATP合成酶 生物体的需能部位 线粒体、叶绿体、 细胞质基质等 储存在特殊化学键 中的能量 光合作用、 细胞呼吸 用于各项生命活动 储存于形成的特殊化学键中 结论 ：物质可逆，能量不可逆，所以不是可逆反应 知识讲解 36004 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 知识讲解 36004 ATP中的能量 机械能（如肌细胞收缩） 渗透能（如主动运输） 电能（如电鳐放电） 光能（如萤火虫发光） 转 化 为 化学能（如葡萄糖和果糖合成蔗糖） ATP的生理功能： ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？ ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 知识讲解 36004 以主动运输为例 知识讲解 36004 1.膜内侧Ca2+与载体蛋白（ATP水解酶）结合,ATP水解酶活性被激活。 2.催化ATP水解，ATP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。 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。 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，从而参与各种化学反应。 知识讲解 36004 四、ATP是细胞内流通的能量货币 ①吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。(如蛋白质的_____） ②放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中,如葡萄糖的氧化分解 ③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。 合成 ATP 吸能 放能 水解 合成 细胞内的化学反应可分成 反应和 反应两大类。 放能反应 吸能反应 知识讲解 36004 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。 知识讲解 36004 荧光素 ATP提 供能量 激活的荧光素 荧光素酶 +氧气 氧化 荧光素 发出 荧光 萤火虫的发光原理及利用 萤火虫发光的原理： 发挥你的想象利用萤火虫发光原理，如何利用到生活实践中？ 将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。 拓展延伸 知识讲解 36004 能源来源 能量直接来源 能源物质 主要能源物质 生物体内重要储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 最终能源来源 ATP 糖类 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 有关能源物质的回顾与小结 糖类、脂质、蛋白质 知识讲解 36004 课堂总结 36004 1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺昔之间关系的结构简式是( ) A. A--P--P～P B. A--P～P～P C. A～P～P-P D. A～P～P～P 2.下列物质中，能够直接给细胞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 B D 课堂练习 36004 4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是( ) A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的 C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 C 3.下面关于ATP的叙述，错误的是( ) A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布 B.ATP合成所需的能量由磷酸提供 C. ATP可以水解为ADP和磷酸 D.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定 B 课堂练习 36004 Lavf58.30.100 $$