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5章 细胞的能量供应和利用 细胞的能量“货币”ATP 能源物质 糖类 1.主要能源物质 葡萄糖 3.被称为“生命的燃料” 脂肪 2.主要储能物质 ATP 4.直接能源物质 （1）植物储备能源物质 （2）动物储备能源物质 脂肪、淀粉 脂肪、糖原 P86 3 活动——模型建构 利用给定的材料，在空白纸上构建ATP模型 腺嘌呤 核糖 P ATP的结构和功能 1.功能 2.中文名称 3.ATP的结构简式 驱动细胞生命活动的直接能源物质。 腺苷三磷酸 A－P～P～P 4.ATP的组成元素 C、H、O、N、P ~代表特殊的化学键。 两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。 每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 腺嘌呤 核糖 磷酸 磷酸 磷酸 P86 5 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P 腺嘌呤核糖核苷酸 (AMP） 腺苷二磷酸 （ADP） 腺苷（A) ☞AMP是RNA组成单位之一 ATP并不是细胞内唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物体内有很多种，如存在于细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 ATP的结构和功能 P86 6 在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义。 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷（核糖+腺嘌呤） 腺苷（核糖+腺嘌呤） 讨论 7 ATP的含量很少需要量却很多，生物体是如何解决这一矛盾？ ？ ？ 在细胞内一定存在ATP的快速合成与分解，即快速转化！ 8 ADP ATP ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 光合作用 呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体 反应场所 用于各项生命活动， 如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等 反应场所 生物体的需能部位 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 ATP与ADP可以相互转化 9 ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 ATP水解伴随细胞发生吸能反应 ATP合成伴随细胞发生放能反应 放能反应 需要吸收能量，由ATP水解提供能量。 如蛋白质的合成等。 释放能量，储存在ATP中，为吸能反应直接供能。如葡萄糖的氧化分解等。 ATP在吸能反应和放能反应之间流通，是细胞内流通的能量“货币”，满足细胞各项生命活动对能量的需求。 吸能反应 ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP转化速率很快，从而保证细胞内能量的供应。 ATP与ADP可以相互转化 10 ATP与ADP的相互转化非可逆反应 可逆反应：同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。 ①酶不同：催化ATP水解的是水解酶，催化ATP合成的是合成酶。 ②能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存在ATP内的化学能， 合成ATP所需要的能量主要来自呼吸作用释放的化学能 或光合作用吸收的光能 ③反应场所不完全相同：ATP水解的场所众多 ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体 呼吸作用 光合作用 ATP与ADP相互转化是不可逆的；仅仅可以说物质可逆，能量不可逆 注意 二、ATP与ADP相互转化 ATP与ADP相互转化特点 ①转化非常迅速 ATP与ADP在细胞内相互转化十分迅速，且物质可重复利用。 ②时刻不停进行，保持动态平衡 对细胞内生命活动稳定进行有重要意义。 ③生物共有 ATP与ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内一样，体现了生物界的统一性。 用于生物放电 用于主动运输 用于大脑思考 用于各种运动，如肌肉收缩 参与物质合成，比如蛋白质的合成 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！ 1.ATP为主动运输供能分步示意图（88页） 胞外 胞外 胞外 3 ATP的利用 载体蛋白在膜内侧与 结合，ATP水解酶活性被激活，ATP水解释放的 挟能量与载体结合，能量使载体 改变，使 转向膜外，将 输出细胞；磷酸基团从载体 ，使载体蛋白 。 磷酸基团 脱离 恢复原来空间结构 Ca2+ 空间结构 Ca2+结合位点 载体蛋白磷酸化 载体蛋白去磷酸化 Ca2+ ATP水解释放的磷酸基团挟能量使蛋白质等磷酸化，后者空间结构改变，活性改变 ATP的应用 1.用于主动运输 3.用于生物发光 用于细胞内各种吸能反应 2.用于生物放电 3.用于肌细胞收缩 （机械能） 16 将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。 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。 能量 ≈ ≈ 流 通 理解：ATP是细胞的能量“货币”（直接能源） 18 课堂总结 1.能准确表示 ATP 中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷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 习题检测 20 3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，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 21 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.加人蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 C 22 5.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例， 并说明这些实例分别与 ATP 和 ADP 的相互转化有什么关系。 吸能反应：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量， 是吸能反应，这一反应所需要的能量是由 ATP 水解为 ADP 时释放能量来提供的。 放能反应：如丙酮酸的氧化分解能够释放能量，是放能反应。 这一反应所释放的能量除以热能形式散失外， 还用于ADP 转化为ATP 的反应，储存在 ATP 中。 23 6.同样是能源物质，ATP 与葡萄糖具有不同的特点。 请你概括出 ATP 具有哪些特点。 在储存能量方面，ATP 同葡萄糖相比具有以下两个特点: 一是 ATP 分子中含有的化学能比较少，一分子 ATP 转化为 ADP 时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的 1/94； 二是 ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。 葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为 ATP 分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。 24 7.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以 ATP 作为能量“货币”的， 这是否也说明生物界的统一性?这对你理解生物的进化有什么启示? 植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币” ——ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同起源。 25 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.76.100 $$