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

问题1：萤虫发光的生物学意义是什么？ 《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。 相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 问题探讨 问题2：萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 腹部后端细胞内有荧光素。 问题3：在萤火虫发光的过程中有能量的转化吗？ 有，腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。 【提出问题】：是谁直接给萤火虫发光提供能量呢？是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？ 葡萄糖 细胞中的主要能源物质： 相关知识回顾 生物体内良好的储能物质： 植物细胞中的储能物质： 动物细胞中的储能物质： 糖原 淀粉 脂肪 问题1：萤火虫发光需要的能量靠谁直接提供呢?葡萄糖？脂肪？或？请小组合作设计实验来探究哪些物质是萤火虫生命活动的直接能源物质。 3 萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP制剂等 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 荧光素酶 （发出荧光） 自变量： 因变量： 无关变量： 添加的物质（葡萄糖/脂肪/ATP） 是否发光 温度等 探究生命活动的直接能源物质 实验 1.实验材料 2.实验原理 3.实验变量 荧光消失 A B C D ２ｍL葡萄糖溶液 ２ｍL脂肪溶液 ２ｍL生理盐水 无荧光 出现 无荧光 出现 无荧光 出现 2ml荧光素溶液 15min 暗处 观察 暗处 结论：萤火虫发光的直接供能物质是 。 ATP ２ｍL ATP溶液 自变量 因变量 对照组 实验组 实验组 实验组 a b c d f 有荧光 出现 【自主阅读】教材P86“ATP是一种高能磷酸化合物”，回答下列问题： 1.ATP的中文名称？ 2.ATP的元素组成？ 3.ATP的结构简式如何书写？ 4.简式中A、P、—、～分别代表什么？ 5.A具体指什么结构？包含哪几部分？和我们以前学过的A有什么区别？ ATP是一种高能磷酸化合物 6 腺苷（A） AMP（腺苷一磷酸） ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） 3.组成成分： A－P～P～P A: P: ～: —: 腺苷 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键 2.组成元素： 1分子腺嘌呤 1分子核糖 3分子磷酸基团 4.结构简式： C、H、O、N、P ~ ~ 1.ATP的中文名： ATP是一种高能磷酸化合物 腺苷三磷酸 ☞AMP是RNA组成单位之一 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 8 ATP是一种高能磷酸化合物 4.ATP分子的特点 A—P~P~P 这种化学键不稳定 两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥 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 转移势能 ATP ADP + Pi + 能量 水解酶 与其他分子结合 1molATP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 不是能量 9 我相当脆弱，水解时容易断裂 核糖 P P P 腺嘌呤 ~ ~ 核糖 P P 腺嘌呤 ~ ~ ATP结构式 ADP结构式 问题:ATP和ADP可以相互转化吗？如果可以请尝试写出ATP水解和生成的反应式。 ATP与ADP的相互转化 A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 能量 Pi 水 解 酶 Pi 合 成 酶 ATP 合成酶 水解酶 ADP+Pi +能量 能量 动态平衡 1.ATP水解与合成的酶： （1）ATP水解：水解酶 （2）ATP合成：合成酶 2.ATP在生物体内的储量： ATP在细胞内储备少，转化速度快 3.ATP与ADP转化是否可逆： 物质是可逆的，能量是不可逆的。 ATP与ADP的相互转化 光 合 作 用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 人、动物、 真菌、多数细菌等 绿 色 植 物 能量 ADP + Pi + ATP 酶 有机物氧化分解 化 能 合 成 硝化细菌 ATP合成： 5.ATP合成的能量来源与去路： 储存在特殊的化学键中 ATP与ADP的相互转化 12 A-P~P~P (ATP) A-P~P 能量 Pi 水 解 酶 Pi 合 成 酶 能量 ATP水解的能量来源： ATP水解的能量去路： 特殊的化学键断裂 用于各项生命活动 5.ATP合成的能量来源与去路： ATP与ADP的相互转化 ATP水解 ATP合成 反应式 ATP→ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP→ATP 酶的类型 场所 能量来源 能量去向 酶 酶 ATP水解酶 ATP合成酶 细胞质基质、线粒体、叶绿体 存在于细胞的各个部位 特殊的化学能 用于各项生命活动 储存在ATP中 有机物中的化学能或光能 这不是可逆反应，而是一个循环式反应。 物质可循环，但能量不可循环。 所有细胞的能量供应机制，体现生物界的统一性。 ATP与ADP的相互转化 14 (1)观察下图思考讨论：所有生命活动都由ATP直接供能? 主动运输 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，如大脑思考、电蠕发电和物质的主动运输都需要消耗ATP 吸能 四、ATP的利用 ATP水解释放的能量如何用于上述活动的呢？——以主动运输为例 与 结合，激活其酶活性 携转移势能与载体结合 载体蛋白空间结构改变 ATP ATP水解 Ca2＋释放到膜外 载体蛋白磷酸化 ①运输 ②作为ATP 水解酶 载体蛋白 Pi 开火车 16 ATP ADP 水解 合成 （各项生命活动）吸能反应 放能反应 能量 能量 ATP是细胞内流通的能量“货币” 葡萄糖、脂肪等含有能量多不能被直接利用 吸能反应：(伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。 放能反应：（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。 四、ATP的利用 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。 含有能量相对少能被直接利用 ATP与吸能反应和放能反应之间的联系 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。如主动运输、蛋白质合成、大脑思考、胞吞胞吐等。 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。 吸能反应 18 四、ATP的利用 生物体能源物质 生物体主要能源物质 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 直接来源能量物质 最终能源来源 ATP 糖类 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 糖类、脂肪、蛋白质 有关能源物质的回顾与小结 ATP 全称：腺苷三磷酸 结构简式： A-P～P～P ATP的来源： ATP与ADP相互转化: ATP的利用：用于各种生命活动 光合作用 呼吸作用 ATP ADP+Pi+能量 酶1 酶2 总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。 课堂总结 如主动运输、发光、发电 $$