2022-2023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（31张ppt）

(共31张PPT)
高一—人教版—生物学必修1—第5章
5.2 细胞的能量“货币”——ATP
问题探讨
《秋夕》
（唐）杜牧
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。
问题探讨
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？相互传递信号，以便繁殖后代。
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。一些有机物中储存的化学能，只
有在转变为光能时，萤火虫才能发光。
温故知新
是细胞内主要的能源物质。
是生物体内的能源物质。
糖类
脂肪 是细胞内良好的储能物质。
糖类、脂肪、蛋白质
材料分析
探究课题：探究直接为萤火虫发光提供能量的物质是什么？
实验材料：40份萤火虫发光器割下的粉末、试管若干、蒸馏水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液
A
B
15min
荧
光
消失
暗处
有荧光出现
2ml葡萄糖溶液
2mlATP溶液
C
D
2ml脂肪溶液
2ml蒸馏水
无荧光出现
无荧光出现
无荧光出现
细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是，它们储存的能量均不能直接被生物体利用。
直接给细胞生命活动提供能量的却是另一种有机物——ATP。
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1. 结构式
腺嘌呤
三个磷酸基团
核糖
腺苷
腺苷三磷酸
组成元素：C、H、O、N、P
结构简式：A-P~P~P
A—P ~ P ~ P
一种特殊的化学键
腺苷 磷酸基团
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。
普通化学键
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。
一般水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。
1mol ATP水解时释放的能量多达30.54kJ，所以
_A_T_P_是 高 能 磷 酸 化 合 物 。
ADP：腺苷二磷酸
Pi：游离的磷酸
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP与ADP相互转化示意图
资料1：一个正常成年人在安静状态下24h消耗40kg
ATP；人在剧烈运动时，每分钟消耗的能量约为0.5千克的
ATP分解所释放的能量。由此你可以得出什么结论？
资料2：正常休息状态下
，成年人所有细胞内ATP和
ADP的总量仅为2.0×10－6至
1.0×10－5千克，仅能维持肌肉收缩1-2秒。由此你能得出什么结论？
结论：ATP需求很大，但是体内的ATP含量很少
二、ATP与ADP可以相互转化
资料3：用32P 标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。
结论：ATP与ADP的相互转化速率快，时刻不停地发生，并处于动态平衡。
二、ATP与ADP可以相互转化
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。
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
人和动物等
绿色植物
ATP可以转化为生命活动所需的各种能量。
萤火虫发光
电鳐发电
运动
大脑思考
三、ATP的利用
反应物
用于物质合成
生成物
运动蛋白 蛋白质发生移动用于肌肉收缩
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。
ATP
ADP
ADP
Ca2+
Ca2+
Ca2+
以ATP为主动运输供能为例
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。
ATP
ADP
ADP
Ca2+
Ca2+
Ca2+
以ATP为主动运输供能为例
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。
ATP
ADP
ADP
Ca2+
Ca2+
Ca2+
以ATP为主动运输供能为例
3. 载体蛋白的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。
ATP
ADP
ADP
Ca2+
Ca2+
Ca2+
以ATP为主动运输供能为例
供能原理：ATP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，因而可以参加各种化学反应。
放能反应
吸能反应
能量“货币”
科技前沿：荧光机理的应用
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素
荧光
能量
氧气
荧光素酶
科学家利用这一原理，
将荧光素酶基因导入植物细胞后，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”。
科技前沿：荧光机理的应用
课堂小结
1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺
)
苷之间关系的结构简式是 (
A. A—P—P ~ P
C. A ~ P ~ P—P
B. A—P ~ P ~ P
D. A ~ P ~ P ~ P
B
课堂反馈
2.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于ATP的
叙述，错误的是 (
)
细胞质和细胞核中都有ATP的分布
ATP合成所需的能量由磷酸提供
ATP可以水解为ADP和磷酸
正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
B
课堂反馈
)
3.下列关于水稻细胞内ATP的叙述，错误的是 (
能与ADP相互转化
只能由细胞呼吸产生
可为物质跨膜运输提供能量
释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
B
课堂反馈
4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨
)
膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是 (
离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
C
课堂反馈