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 “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。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。 讨论 1．萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2．萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 3．在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 问题与探讨 ⒈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，以便交尾，繁衍后代。 ⒉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。 ⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？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。 萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。科学家运用这一原理，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”。 ⒈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，以便交尾，繁衍后代。 ⒉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。 ⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？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。 第5章细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量货币-ATP 一、ATP是一种高能磷酸化合物 二、ATP的利用 主要内容 P P P A ~ ~ 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷二磷酸（ADP） 腺苷三磷酸（ATP） 腺苷一磷酸 （AMP） ATP的结构及ATP与RNA的关系 ① ② ③ ④ ① ② ③ ④ 腺苷 结构简式： RNA的组成单位 一、ATP是一种高能磷酸化合物 腺苷 腺嘌呤 特殊的化学键 ATP的供能原理 两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等 ATP中特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，即具有较高的转移势能 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 ATP水解是一个释放能量的过程 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ ATP是一种高能磷酸化合物 一、ATP是一种高能磷酸化合物 腺嘌呤 核糖 P ~ ~ P P 由于两个相邻的磷酸基团 都带负电荷而相互排斥等原因，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。当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。 ATP与ADP可以相互转化 一、ATP是一种高能磷酸化合物 A-P~P~P 水解酶 A-P~P + Pi 合成酶 能量 能量 30.54 KJ/mol （ADP） （ATP） 一、ATP是一种高能磷酸化合物 ATP与ADP可以相互转化 ATP与ADP可以相互转化 一、ATP是一种高能磷酸化合物 A-P~P~P 水解酶 A-P~P + Pi 合成酶 能量 能量 30.54 KJ/mol （ADP） （ATP） 高能磷酸化合物 1. ATP和ADP相互转化不是可逆反应。原因：酶不同；能量来源和去向不同 2. ATP含量很少，ATP和ADP相互转化，时刻不停地发生且处于动态平衡中 3. ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性。 ATP与ADP可以相互转化 一、ATP是一种高能磷酸化合物 酶 酶 水解反应（需要水） 合成反应 水解酶 合成酶 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等 特殊化学键中的化学能 有机物中的化学能、光能 用于各项生命活动 储存于高能磷酸键中 物质是可逆的，能量是不可逆的 ATP→ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量→ATP 反 应 反应类型 酶的类型 场　　所 能量来源 能量去向 结论 ATP的特点：含量少且相对稳定，转换迅速！处于动态平衡中，保证了稳定供能。 1.如图为ATP的结构示意图，①③④ 表示组成ATP的物质或基团，②表示 化学键。下列叙述正确的是(　　) A．①为腺嘌呤，即ATP分子结构简式中的“A” B．①和④构成RNA分子的基本组成单位之一 C．化学键②为普通磷酸键 D．在ATP－ADP循环中③可重复利用 一、ATP是一种高能磷酸化合物 二、ATP的利用 主要内容 二、ATP的利用 用于主动运输 用于各种运动 用于生物发电 葡萄糖+果糖→ 蔗糖 酶 用于细胞内各种吸能反应 用于大脑思考 ATP 二、ATP的利用 二、ATP的利用 ①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化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。 ②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。 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。 TP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这 在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生 变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 原理：ATP水解释放的磷酸基团可以使蛋白质等分子磷酸化，使其空间结构发生变化，活性改变。 二、ATP的利用 吸能反应一般与ATP的水解相联系 放能反应一般与ATP的合成相联系，如：细胞呼吸 能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通。因此，ATP是细胞内能量流通的“货币”。 2.钙离子释放到细胞膜外是一个主动运输的过程。下图是ATP为钙离子运输提供能量的示意图。下列有关该过程的叙述，错误的是(　　) A．参与Ca2＋主动运输的载体蛋白能催化ATP水解 B．脱离ATP分子的末端磷酸基团使载体蛋白磷酸化 C．载体蛋白磷酸化导致载体蛋白空间结构发生变化 D．载体蛋白磷酸化时能量转移到ADP分子上 3.有关ATP的叙述，下列说法错误的是(　　) A．动物CO中毒，会降低Ca2＋通过离子泵跨膜运输的速率 B．ATP与ADP循环中，放能反应释放的能量可用于吸能反应 C．荧光素接受ATP提供的能量后即发出荧光 D．物质跨膜运输消耗ATP时，载体蛋白磷酸化后构象改变 4.每个细菌内的ATP含量基本相同，可利用以下反应原理来检测样品中细菌数量。下列相关叙述错误的是(　　)荧光素＋ATP＋O2荧光素酶(―→)氧化荧光素＋AMP＋PPi＋H2O＋荧光A．所用检测试剂中应含有荧光素、荧光素酶和ATP，并给以氧气供应B．细菌内ATP与ADP相互转化的机制与所有生物的细胞都是一样的C．ATP中的A表示腺苷，由一分子腺嘌呤和一分子核糖构成D．ATP水解释放的能量部分转化成光能，荧光强度与样品中细菌数量呈正相关 细胞的能量货币-ATP $$