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 细胞中直接供能的物质 萤火虫的尾部会发光，是因为尾部的细胞内有一种物质——荧光素。 荧光素在能量的供应下，与氧气一同发生反应，产生了会发光的氧化荧光素。 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 + H2O 荧光 素酶 （发出荧光） 这个能量由哪种物质提供呢？ 是葡萄糖吗？是淀粉吗？是脂肪吗？还是...？ 2ml葡萄糖溶液 2mlATP溶液 2ml脂肪溶液 2ml蒸馏水 暗处 有荧光 出现 无荧光 出现 无荧光 出现 无荧光 出现 取4支试管，加入等量的荧光素溶液 实验结果说明了什么？ 葡萄糖和脂肪虽然含有大量的能量，却不是直接提供能量的物质！ ATP才是驱动生命活动的直接能源物质！ 结构与功能相适应，ATP有什么样的结构，可以作为直接的能源物质呢？ ATP的结构 结合P86“相关信息”，阅读ATP是一种高能磷酸化合物一段， 讨论以下问题，并在书上勾画下来 1. 一分子ATP由哪些化合物组成（化学成分）？ 2. ATP的中文名称？ 3. ATP的组成元素？ 4. ATP的结构简式为？ 5. ATP分子中的“A、T、P、—、～”分别代表什么？ ATP的结构 1.化合物组成： 腺嘌呤 核糖 3分子磷酸基团（P） 1分子腺苷（A） 腺苷三磷酸（ATP） 3分子磷酸基团（P） 2.中文名称： 3.组成元素： C、H、O、N、P ATP的结构 腺苷二磷酸 ADP 腺苷一磷酸 AMP 腺苷三磷酸 ATP 腺苷 A 注意：AMP就是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。 4.结构模型分析： ATP的结构 5.结构简式： A–P～P～P 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 普通的化学键 特殊的化学键（2个） 磷酸基团（3个） 特殊的化学键中储存了较高的能量，在旧教材称作“高能磷酸键” ATP的结构 6、ATP的供能原理 相邻的磷酸基团都带负电荷，互相排斥 导致特殊的化学键不稳定 末端的磷酸基团有离开ATP的趋势（断开高能磷酸键的趋势） 首先，特殊的化学键中储存了较高的能量 1molATP水解（断裂高能磷酸键）释放的能量达30.54kJ 水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫高能化合物 ——ATP是一种高能磷酸化合物 ATP的结构 当堂检测： 1.下列图示能正确表示ATP的是 A. B. C. D. √ 当堂检测： ATP的结构 各种“A”的辨析 ①__________________ ②______________ ③_______________ ④__________________ ⑤________________ 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 二、ATP和ADP可以相互转换 ·阅读教材P86-87 写出ATP合成和ATP水解反应式 ATP 水解酶 ADP + Pi + 能量 ATP ADP + Pi + 能量 合成酶 思考：ATP和ADP的相互转化是否为可逆反应？ 不是！两个反应的反应条件（用的酶）不同，不符合可逆反应的定义 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，这体现了生物界的统一性。 二、ATP和ADP可以相互转换 P P ~ 呼吸作用或光合作用 能量 能量 供应各种生命活动 放能反应 吸能反应 ATP ADP 能量 能量 水解酶 合成酶 呼吸作用 光合作用 等 需要能量的 生命活动 细胞内的吸能反应一般与 反应相联系 细胞内的放能反应一般与 反应相联系 能量通过 在放能反应和吸能反应之间流通 来自 用于 ATP的水解 ATP的合成 ATP分子 二、ATP和ADP可以相互转换 二、ATP和ADP可以相互转换 1、成年人体内ATP的总量约为2~10 mg。 2、成年人在安静的状态下一天需要消耗的ATP为40 kg，在活动的状态下 ATP的消耗可达0.5 kg/min。 3、每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解。 【资料】 【思考1】从上述资料1和2来看，ATP在细胞中有什么特点？ 【思考2】分析资料3，细胞如何解决这一矛盾？ 含量少但需求大 ATP与ADP迅速转化，且处于动态平衡之中 三、ATP的利用 用于主动运输 ATP 用于生物放电 葡萄糖+果糖→蔗糖 酶 细胞内各种吸能反应 生物发光　　　　　　　　　　　　　　　　　 渗透能 电能 光能 用于各种运动，如肌细胞收缩 机械能 化学能 热能 用于恒定体温 案例1：ATP水解释放的化学能，可以转变为其他形式的能量，应用于各种生命活动。 三、ATP的利用 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。 案例2：ATP完成钙离子的主动运输 案例2总结：ATP水解释放的化学能，可以完成主动运输的功能； 当ATP水解后，脱离的Pi与其他物质结合，该物质就被磷酸化。 四、一些总结 物质分类 直接能源物质 主要能源物质 生物体内良好的储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 ATP 糖类（葡萄糖） 脂肪 糖原 淀粉 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 ATP≠能量；ATP是一种携带能量的物质！不是能量本身！！ $$