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 第2节 细胞的能量“货币”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。 讨论 萤火虫发光的生物学意义是什么？ 主要是相互传递求偶信号，吸引异性，以便交尾，繁衍后代。 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。 在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 有。其腹部细胞内一些有机物中储存的化学能只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 荧光素 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 糖类是细胞中主要的能源物质 脂肪是细胞中良好的储能物质 问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ ATP为主动运输提供能量 4 荧光消失 暗处 A B C D 2ｍL葡萄糖溶液 2ｍLATP溶液 2ｍL脂肪溶液 2ｍL蒸馏水 观察 15min 暗处 荧光消失 暗处 A B C D 2ｍL葡萄糖溶液 2ｍLATP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 直接能源物质 15min 暗处 一、ATP是一种高能磷酸化合物 教P88 ATP的结构式 （1）分子组成： （2）结构简式： 1个腺苷（腺嘌呤和核糖组成腺苷） 3个磷酸基团 腺苷 磷酸基团 特殊的 化学键 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸/AMP（腺苷一磷酸） ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） 腺嘌呤 核糖 3个磷酸基团 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 磷酸基团 磷酸基团 ATP（腺苷三磷酸）的组成与结构 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 磷酸基团 磷酸基团 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸/AMP ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） 磷酸基团带负电荷，相互排斥。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。 腺嘌呤 核糖 磷酸 磷酸 磷酸 腺嘌呤 核糖 磷酸 磷酸 磷酸 1molATP水解释放的能量高达30.54 kJ ，是普通磷酸键释放能量的 2倍以上。 酶 ATP ATP水解酶 + H20 +能量 ADP + Pi 水 思考 资料 1： 人体内约有 ATP 0.5 kg。一个正常成年人在平静状态下 24 h消耗 40kg ATP， 在剧烈运动状态下，每分钟约有 0.5kg的 ATP分解释放能量 ，供运动所需。 肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s所需的能量。 资料 2： 氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药， 人中毒后 3—6min内死亡。 ATP可以转化为ADP： ADP也可以转化为ATP： 二、ATP与ADP可以相互转化 ATP ATP合成酶 + H20 ADP + Pi ADP转化为ATP的过程中，所需要的能量从哪里来？ +能量 ATP ATP水解酶 + H20 +能量 ADP + Pi 有机物 线粒体 + 氧气 （并释放能量） 二氧化碳 + 水 ATP 酶 + H20 （并接受能量） ADP + Pi 二氧化碳 叶绿体 + 水 （贮存能量） 淀粉 + 氧气 光 资料3： ①医生通常给术后不能进食的病 人注射葡萄糖生理盐水补充能量 ； ②人们的主食米饭、面食的主要成分是淀粉； ③植物在光照条件下 ，叶绿体能合成 ATP，也能制造糖类 ； 在无光情况下 ，叶绿体不能合成 ATP， 也不能制造糖类 。 光合作用 呼吸作用 ATP合成的能量来源 ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 ATP与ADP互相转化的反应是否是可逆反应？为什么？ ATP与ATP的相互转化并不是可逆反应 反应式 场所 活细胞内多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 能量转化 放能－－与吸能反应 相联系 吸能－－与放能反应 相联系 能量来源 高能磷酸键 有机物和光能 能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中高能磷酸键 ATP ADP + Pi + 能量 ATP水解酶 ADP + Pi + 能量 ATP ATP合成酶 物质可以循环利用，能量不能循环利用 ATP 酶1 + H20 ADP 酶2 能量 Pi 能量 Pi 在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。 ATP中活跃的化学能 机械能（如肌细胞收缩） 渗透能（如主动运输） 电能（如电鳗放电、大脑思考） 光能（如萤火虫发光） 化学能（如蛋白质合成） 转化为 葡萄糖+果糖→蔗糖 酶 三、ATP的利用 请同学们想一想生活中哪些生命活动利用了ATP提供的能量？ 18 参与Ca2+主动运输的载体蛋白是种能催化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。 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。 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为主动运输供能机制 细胞内的吸能反应与ATP 的反应相联系 细胞内的放能反应与ATP的 反应相联系。 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，ATP是细胞内流通的能量“货币”。 水解 合成 总结 ATP 酶1 + H20 ADP 酶2 能量 Pi 能量 Pi 呼吸作用 光合作用 主动运输 发光发电 肌肉收缩 大脑思考 物质合成 （各种吸能反应） 利用 来源 其他 思考：除ATP外，生物体中是否存在其他直接能源物质？ 根据结构与功能的关系，可能还有哪些物质可以为生命活动直接供能? 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 ATP、CTP、UTP、GTP dATP、dCTP、dTTP、dGTP 设计实验：用提供的材料验证生物体生命活动的直接能源物质是ATP。 使用锌铜弓刺激蛙坐骨神经-腓肠肌标本 （离体的神经肌肉细胞在体外能存活几个小时） 实验材料： 锌铜弓、培养皿、任氏液 新鲜的蛙坐骨神经-腓肠肌标本 葡萄糖溶液、ATP溶液 含有ATP成分的药物 组别 对照组 实验组A 实验组B 滴加溶液类型 任氏液 5%葡萄糖溶液 ATP溶液 初次电刺激后肌肉收缩是否明显 不断刺激约20min后，电刺激肌肉收缩是否明显 滴加溶液后电刺激肌肉收缩是否明显 锌铜弓刺激蛙坐骨神经-腓肠肌标本实验记录表 ATP是生命活动的直接能源物质。 经过科学家们许多的研究，发现ATP可为肌肉收缩直接供能。 明显 不明显 明显 不明显 不明显 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $$