2021-2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修1-5.2细胞的能量“货币”-ATP课件-（30张PPT）

(共30张PPT)
细胞的能量“货币”——ATP
第二节
萤火虫
问题探讨
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
主要是为了互相传递信号，繁衍后代
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质
3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有转变成光能时，萤火虫才能发光
萤火虫的尾部发光器中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
荧光素 + 能量 + O2 氧化荧光素 + H2O
荧光素酶
发出荧光
从哪里来？
资料卡片
糖类？
脂肪
糖类、脂肪等有机物中稳定的化学能，不易被生命活动利用
—— ATP
直接给细胞的生命活动提供能量的有机物
ATP是直接能源物质
ATP的结构
腺嘌呤
核糖
磷酸基团 （3个）
腺苷
1.ATP中文名称为：腺苷三磷酸
5
A
T
P
2.ATP的元素组成：
C H O N P
假如
用 代表腺嘌呤、 代表核糖、
代表磷酸基团，尝试构建ATP的模型
ATP的结构
磷酸
基团
磷酸
基团
（腺苷）A
P
P
P
结构简式：
特殊的化学键
ATP的结构
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，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是细胞内的一种高能磷酸化合物
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
P
核糖
腺嘌呤（A）
AMP(一磷酸腺苷)
腺苷
P
P
ADP(二磷酸腺苷)
ATP(三磷酸腺苷)
ATP的结构
腺嘌呤核糖核苷酸
RNA的组成单位之一
ATP的水解
ATP ADP + Pi +能量
水解酶
1.成人一天在静止状态下消耗的ATP为40kg，在紧张活动的下，ATP的消耗可达0.5kg/min。
2.人体中ATP的总量只有大约0.1mol。人体细胞每天的能量需要水解200-300mol的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次
ATP消耗量大
ATP含量很少
资料卡片
3.每个细胞每秒钟可合成约1000万个ATP且同时有等量的ATP被水解
ATP合成和水解都非常迅速
资料卡片
ATP ADP + Pi +能量
水解酶
合成酶
ATP含量少，但ATP与ADP的相互转化快
物质可逆，能量不可逆（不是可逆反应）
（1）反应条件不同
（2）能量来源和去路不同
（3）反应场所不同
对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的转化是时刻不停地发生且处于动态平衡的
ATP与ADP可以相互转化
1. ATP的水解
ATP ADP + Pi +能量
水解酶
2. ATP的合成
ADP + Pi +能量 ATP
合成酶
？
ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物细胞内都是一样的，体现出生物界的统一性
动物、人、真菌、大多数细菌
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP + Pi +
ATP
合成酶
能量
葡萄糖等有机物氧化分解，释放的能量
光合作用时，光合色素吸收的光能
ATP合成时的能量来源
反 应 ATP → ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量 → ATP
反应类型
酶的类型
能量来源
能量去向
场所
酶
酶
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
ATP中活跃的化学能
有机物中的化学能以及光能
用于各项生命活动
储存于ATP分子中
活细胞所有部位
细胞质基质、线粒体、叶绿体等
物质是可逆的，能量是不可逆的，酶、场所也不相同
细胞内绝大部分需要能量的生命活动
（渗透能）
主动运输
（化学能）
蔗糖、
蛋白质
等合成
大脑思考
（电能）
肌肉收缩
（机械能）
、生物发电
生物发光
（光能）
物质合成
ATP的利用
ATP的利用
载体蛋白的酶活性激活
典例1：ATP为主动运输供能
钙离子与载体蛋白相应位点结合
ATP的利用
在载体蛋白的作用下，ATP末端磷酸基团脱离，与载体蛋白结合
载体蛋白的磷酸化
载体蛋白的磷酸化使其空间结构改变，使钙离子释放到膜外
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这是细胞中常见的
这些分子被磷酸化之后，空间结构发生变化，活性也改变，因而可以参与各种化学反应
典例2：ATP为萤火虫发光提供能量
ATP供能
荧光素酶
＋O2
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化
荧光素
发出
转基因
ATP的利用
葡萄糖氧化分解
等
释放能量
蛋白质合成
等
吸收能量
能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通
ATP比喻成细胞内流通的能量货币
吸能反应与放能反应
ATP合成
ATP水解
放能反应
吸能反应
细胞的能量“货币”ATP
有机物中的化学能
ATP中的化学能
耗能的生命过程
细胞中流通的能量“货币”
葡萄糖等能源物质
ATP
含有能量多
含有能量相对少
不能被直接利用
能被直接利用
氧化分解
释放能量
细胞的能量“货币”ATP
储能少，便于交换，作为细胞中流通的能量“货币”
在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（ ）
A．①和② B．①和④ C．③和④ D．②和③
几种不同物质中A代表的含义：
下列关于ATP的叙述中，正确的是（ ）
D
A．酶的组成元素与ATP的组成元素相同
B．人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度
C．放能反应一般与ATP的水解相联系，释放的能量用于各项生命活动
D．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能
下列过程会使细胞中ADP的含量增加的是（ ）
D
①胰腺细胞分泌胰岛素
②肺泡中的氧气进入血液
③葡萄糖进入红细胞
④K+进入小肠绒毛上皮细胞
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④