5.2 细胞的能量“货币”课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第2节 细胞的能量“货币”ATP 第5章 细胞的能量供应和利用 S z L w h 问题·探讨 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？ 相互传递求偶信号，便于繁衍后代。 荧光素 化学能——光能 考点一 囊萤夜读 萤火虫的发光原理 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 糖类是细胞中重要的能源物质 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？ 考点一 还是？ 萤火虫的发光原理 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟荧光消失，然后…… 考点一 15min 荧光消失 暗处 1号 2号 3号 4号 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 腺苷一磷酸 1.中文名称： 3.结构简式： 腺苷三磷酸 A P 腺苷 磷酸基团 P P 特殊的化学键 腺苷二磷酸 腺苷三磷酸 A-P~P~P 2.组成元素： C、H、O、N、P = 腺嘌呤+核糖 （3个） （2个） 普通化学键 ATP 腺苷 adenosine tri 三 phosphate 磷酸 ATP是一种高能磷酸化合物 考点一 一 S z L w h A P P P ATP是一种高能磷酸化合物 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 30.54 KJ/mol ATP是一种高能磷酸化合物 考点一 一 S z L w h 腺苷（A） ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） = 腺嘌呤核糖核苷酸 ( RNA的单位之一 ) 完全水解产物： 腺嘌呤、核糖、磷酸 核糖 A 磷酸 磷酸 磷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤 腺苷 A-P~P~P ① A C G T A T T G C A ④ ② ③ G G A U A ⑤ ATP 我相当脆弱，水解时容易断裂 ADP 核糖 P P P 腺嘌呤 ~ ~ 尝试写出ATP与ADP相互转化的反应式 核糖 P P 腺嘌呤 ~ ~ 二 ATP与ADP可以相互转化 S z L w h 1 ATP水解（释放能量） 用途： ATP ADP + Pi + 能量 水解酶 来源： 能量 用于各项耗能的生命活动 ATP中的能量 其他分子 其他分子发生变化 结合 如：主动运输、胞吞胞吐。 二 ATP与ADP可以相互转化 S z L w h 资料 ATP 消耗量大 ATP 含量很少 矛盾 研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。 1 成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。 2 ATP合成和水解同时进行 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 3 绿色植物 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 ADP +Pi + 能量 ATP 合成酶 动物、人、真菌和大多细菌 2 ATP合成（吸收能量） （化学能） （光能） 二 ATP与ADP可以相互转化 S z L w h ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 13 能量 A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 能量 Pi 酶 Pi 酶 动态平衡 ATP 合成酶 水解酶 ADP + Pi +能量 物质可逆，能量不可逆，酶不同 ，不是可逆反应 用于各项耗能生命活动 呼吸 光合（绿植） 所有生物的细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制都是一样的，体现了生物界的统一性 二 ATP与ADP可以相互转化 S z L w h ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 14 小结 项目 反应式 酶的类型 场　　所 能量来源 能量去向 ADP+Pi+能量→ATP 酶 水解酶 合成酶 活细胞所有部位 线粒体、细胞质基质、叶绿体等 特殊化学键中的化学能 有机物中的化学能、光能 用于各项耗能的生命活动 储存于特殊化学键中 ATP→ADP+Pi+能量 酶 物质可逆，能量不可逆，酶不同，反应场所不同，不是可逆反应。 ATP的水解 ATP的合成 ATP和ADP的相互转化 主动运输 （渗透能） 大脑思考 （电能） 电鳐发电 （电能） 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 （化学能） （机械能） 考点三 三 ATP的利用 S z L w h 考点三 三 ATP的利用 S z L w h ATP为主动运输提供能量 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。 ① ② ③ 考点三 三 ATP的利用 S z L w h ATP为主动运输提供能量 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，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。 ① ② ③ 考点三 三 ATP的利用 S z L w h ATP为主动运输提供能量 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+释放到膜外侧。 ① ② ③ 考点三 三 ATP的利用 S z L w h 来自放能反应 供给吸能反应 吸能反应:一般与ATP的______相联系。 放能反应:一般与ATP的______相联系。 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，因此把ATP比喻成 ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁 水解 合成 细胞内流通的能量“货币” 考点三 三 ATP的利用 S z L w h 糖类等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用。 ＡＴＰ 储存的能量相对较少，但能被直接利用。 ≈ ≈ 流 通 P89拓2：理解ATP是细胞的能量“货币”（直接能源） 1 mol葡萄糖 → 2870kJ 1 mol ATP → 30.54kJ 考点三 三 ATP的利用 S z L w h 应用 ATP片剂或注射液常被用来辅助治疗肌萎缩、脑溢血、心肌炎和产后虚弱等。请解释其中的道理。 ATP有提供能量和改善患者代谢状况的作用，故常用于辅助治疗供能不足等病症。 如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中，那么…… 发荧光的烟草苗 小结 能源物质： 重要的能源物质： 储能物质 良好的储能物质： 直接能源物质： 最终能源： 糖类、脂肪、蛋白质、ATP 糖类 脂肪 ATP 太阳能 动物： 植物： 淀粉 糖原 (1) ATP是细胞内主要的能源物质(　　) (2) ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成(　　) (3) ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能(　　) (4) 人在饥饿时，细胞中产生ADP的速率远大于ATP(　　) (5) 细胞中所有需要能量的生命活动都由ATP直接供应(　　) (6) 吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解(　　) (7) ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能(　　) (8) 根细胞产生ATP的生理过程为呼吸作用和光合作用(　　) (9)腺嘌呤可以存在于DNA、RNA、ATP和某些酶分子中(　　) (10)细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量(　　) 考向突破 S z L w h 二、拓展应用 2.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。 二、拓展应用 3.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。 Lavf57.58.101 $