5.2 细胞的能量“货币”ATP-ppt课件-（新教材）2019新人教版高中生物必修一.pptx

1、细胞的能量供应和利用第第5章章第2节 细胞的能量“货币”ATP本节聚焦为什么说ATP是细胞的能量“货币”？ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？1、萤虫发光的生物学意义是什么？、萤虫发光的生物学意义是什么？传递求偶信号，以便交尾繁衍后代传递求偶信号，以便交尾繁衍后代2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？、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。腹部后端细胞内有荧光素。3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？腹部细胞内一些有机物中储存的化学腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变为光能能转变为光能 萤火虫发光需

2、要萤火虫发光需要 能量！能量！主要能源主要能源物质？物质？主要储能主要储能物质？物质？糖糖类类脂脂肪肪想一想想一想 谁为为萤火虫尾部细胞发光萤火虫尾部细胞发光直接直接提供提供能量呢能量呢？ATP也能也能供能供能实验：探究生命活动的直接能源物质实验：探究生命活动的直接能源物质探究生命活动的直接能源物质【材料用具】萤火虫发光器干燥后研成粉末， 蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP【基本原理】荧光素荧光素+能量能量+O2 氧化荧光素氧化荧光素荧光素酶荧光素酶（发出荧光）（发出荧光）自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：添加的物质（葡萄糖添加的物质（葡萄糖/脂肪脂肪/ ATP）是否发光是否发光温

3、度等温度等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，然后实验探究实验：探究生命活动的直接能源物质【实验方法】用小刀将十只萤火虫的用小刀将十只萤火虫的发光器发光器割下，割下，干燥干燥后研磨成后研磨成粉末粉末，加水加水。葡萄糖等不能为萤火虫的发光器直接供能，葡萄糖等不能为萤火虫的发光器直接供能，ATPATP却能。即却能。即ATPATP是直接能源物质是直接能源物质1.本实验的自变量是什么？如何确定实验组与对照组？2. 2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？3.实验结果说明什

4、么？一、一、ATP的化学组成和特点的化学组成和特点自学教材ATP的中文名称是什么？ATP的元素组成是什么？ATP的结构简式是什么？ATP是由哪些化学成分构成的？ 用用 代表腺嘌呤，代表腺嘌呤， 代表核糖，代表核糖， 代表磷酸，化学键代表磷酸，化学键用相应的用相应的横线横线或或波浪线波浪线表示，尝试构建表示，尝试构建ATP的结构模型。的结构模型。腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸磷酸基团基团磷酸磷酸基团基团磷酸磷酸基团基团 中文名称：中文名称： 腺苷三磷酸腺苷三磷酸ATP元素组成：元素组成： C、H、O、N、P核糖腺嘌呤P腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸PP123腺苷腺苷特殊化学键特殊化学键（腺苷一磷酸，

5、腺苷一磷酸，AMP）腺苷二磷酸，腺苷二磷酸，ADP腺苷三磷酸，腺苷三磷酸，ATPA-PP P结构简式结构简式 中文名称：中文名称： 腺苷三磷酸腺苷三磷酸ATPAPA-PP P.A T G C .T A C G .A U G C .腺腺嘌呤脱氧核糖核苷酸嘌呤脱氧核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸核糖核糖AP PP 腺腺嘌呤嘌呤腺苷腺苷腺苷腺苷其他分子其他分子 由于两个由于两个相邻的磷酸基团相邻的磷酸基团都带负电荷而互相排斥等原因，使得都带负电荷而互相排斥等原因，使得这种特殊的化学键这种特殊的化学键不稳定不稳定，末端末端磷酸基团有一种离开磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子而与其他分子结合

6、的趋势，结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。也就是具有较高的转移势能。AP P PAP P P酶酶 ATP水解的过程就是水解的过程就是释释放能量放能量的过程。的过程。能量能量变化后的变化后的其他分子其他分子结构简式结构简式ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物（30.54 kJ/mol）+ P i + 能量能量ATP水解酶水解酶ADPATP能量能量+ATP水解酶水解酶用于用于生命活动生命活动(磷酸磷酸)ATP和和ADP可以相互转化可以相互转化1.1ATP的利用的利用A-PP P酶酶1A-PP + Pi + ATP水解：水解：能量能量电鳐发电（电鳐发电（电能电能）萤火虫萤火虫发光（发光

7、（光能光能）大脑思考（大脑思考（电能电能）1.1ATP的利用的利用A-PP P酶酶1A-PP + Pi + ATP水解：水解：能量能量主动运输（主动运输（渗透能渗透能）物质合成（物质合成（化学能化学能）肌肉收缩（肌肉收缩（机械机械能能）1. 参与参与Ca2+主动运输的载主动运输的载体蛋白是一种能体蛋白是一种能催化催化ATP水解的酶水解的酶。当膜内侧的。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。其酶活性就被激活了。2. 在载体蛋白这种酶的作在载体蛋白这种酶的作用下，用下，ATP分子的分子的末端磷末端磷酸基团酸基团脱离下来与载体蛋脱离下来与载体蛋白结合，这一过程

8、伴随着白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是能量的转移，这就是载体载体蛋白的磷酸化蛋白的磷酸化。3. 载体蛋白的磷酸化导载体蛋白的磷酸化导致其致其空间结构发生变化空间结构发生变化，使使Ca2+的结合位点转向的结合位点转向膜外侧，将膜外侧，将Ca2+释放到释放到膜外。膜外。1.1ATP的利用的利用ATP和和ADP可以相互转化可以相互转化资料资料1：一一个成年人一天个成年人一天在在安静安静状态状态下所消耗的下所消耗的ATP为为40kg, 在在剧烈运动状态下，剧烈运动状态下，ATP的消耗可达的消耗可达0.5kg/min资料资料2：ATP在细胞内的含量很少且相对稳定，人体中在细胞内的含量很少且相对稳

9、定，人体中ATP的总量只有约的总量只有约2mg，剧烈运动时只能维持，剧烈运动时只能维持3s生物体内ATP的含量很少需求却很多，细胞是如何解决这一矛盾的呢？细胞中ATP含量少，但ATP和ADP转化速度快。绿色植物绿色植物呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用 + P i + 能量能量ATP合成酶合成酶ADPATP动物和人等动物和人等动物和人等动物和人等呼吸作用呼吸作用ATP和和ADP可以相互转化可以相互转化光光合合作作用用呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用人、动物、人、动物、真菌、真菌、多数多数细菌等细菌等绿色植物绿色植物ADP + Pi +ATP 酶酶2化化能能合合成成硝化细菌硝化细菌ATP合成：合成

10、：能量能量2.1ATP的合成的能量来源的合成的能量来源呼呼吸吸作作用用吸能反应放能反应ATP的合成和利用的合成和利用吸收能量吸收能量（ATP的水解）的水解）释放能量释放能量（ATP的合成）的合成）ATPATP是细胞的是细胞的能量能量“货币货币” 放能放能反应反应合成合成吸能吸能反应反应水解水解ATP与与ADP的相互转化的相互转化，时刻不停地发生并且处于，时刻不停地发生并且处于动态平衡动态平衡中中(ATP)(ADP)ATP和和ADP可以相互转化可以相互转化根据以上分析：根据以上分析：ATPATP和和ADPADP相互转化会断裂或形成化学键相互转化会断裂或形成化学键吗？如果会，那是断裂哪个什么化学键

11、？吗？如果会，那是断裂哪个什么化学键？A-PPPiATPADP + Pi + ADP + Pi + 能量能量酶酶A-PPP+远离腺苷的那远离腺苷的那个高能磷酸键个高能磷酸键( (磷酸磷酸) )+能量（ADP）酶酶酶酶酶酶想一想：想一想：ATPATP与与ADPADP相互转化过程是可逆反应吗相互转化过程是可逆反应吗? ?为什么？为什么？ATP和ADP可以相互转化ATP水解水解与与ADP合成是合成是可逆反应吗？可逆反应吗？反应反应ATPADP+Pi+能量能量ADP+Pi+能量能量ATP酶的类型酶的类型反应场所反应场所能量来源能量来源能量去向能量去向物质是可逆的，酶不一样，能量是不可逆的物质是可逆的，

12、酶不一样，能量是不可逆的水解酶水解酶合成酶合成酶细胞质基质、线粒体、细胞质基质、线粒体、叶绿体叶绿体特殊化学键特殊化学键内的化学能内的化学能用于各项用于各项生命活动生命活动储存在储存在ATP中中广泛存在于细广泛存在于细胞的各个部位胞的各个部位有机物中的有机物中的化学能化学能或或光能光能酶酶酶酶ATP是一种高能磷酸化合物有关能源物质的总结回顾有关能源物质的总结回顾生命活动直接能量来源生命活动直接能量来源主要能源物质生物体内良好的储能物质动物细胞内特有的储能物质植物细胞内特有的储能物质最终能量来源ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能有人说，如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金。你认为这种比喻有

13、道理吗？糖类、脂肪等有机物 ATP储存有大量的能量，但不能被直接利用储存的能量相对来说少，但能被直接利用能量能量转换：有机物中稳定的化学能转换为ATP分子中活跃的化学能结构简式功能：细胞生命活动的直接供能物质ATP全称ATP酶 酶ADP +Pi+能量来源用途与ADP的相互转化三磷酸腺苷APPP呼吸作用、光合作用各种生命活动，如肌细胞收缩、大脑思考、主动运输等练习与应用一、概念检测1ATP的结构式可以简写为（ ）BA、APPP B、APPPC、APPP D、APPP2.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和特殊化学键键数目依次是（ ）。 A、1，2，2 B、1，2，1 C、1，3，2 D、2，3，

14、1 C练习与应用3下列关于酶的叙述，正确的是（）A组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸B酶都是在核糖体上合成的C酶只有在细胞中才能发挥作用D酶的作用原理与无机催化剂的不同4.果酒放久了易产生沉淀，只要加入蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事。这一现象反映了（ ）A果酒中的这种沉淀物是酵母菌 B酶具有高效性C酶的作用条件较温和 D酶具有专一性AD练习与应用5淀粉酶有多种类型，如a淀粉酶可使淀粉内部随机水解，淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。如图为对两种淀粉酶的研究实验结果，下列有关叙述错误的是（ ）A能够促使淀粉酶水解的酶是蛋白酶B该实验中的淀粉溶液和淀粉酶需要先调节相应的pH再混合C淀粉酶水解淀粉的终产物中有葡萄糖，淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖D淀粉酶的最适pH低于淀粉酶，在PH为35时淀粉酶活性低于淀粉酶D