5.2 细胞的能量“货币”——ATP 课件（2019人教版生物必修1课件）(共25张PPT)

(共25张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
5.2细胞的能量“货币”—ATP
本节目标
01
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP与ADP可以相互转化
02
03
ATP的利用
新叶伸向和煦的阳光
草蜢觊觎绿叶的芬芳
没有什么不可以超越
能量总在我们每一个的细胞中激荡着，流动着！
只有不断的摄取补充能量，我们的生命才能够维持下去！
你知道谁在为我们
提供能量吗？
课堂导入
1
想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。
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？
主要是为了互相传递信号，繁衍后代
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
萤火虫发光的原理
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”。
能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素
发出荧光
与生命活动相关的一些能源物质
1、主要的能源物质是：
2、被称为“生命的燃料”的是：
3、主要的储能物质是：
糖类
葡萄糖
脂肪
【提出问题】：
是谁直接给萤火虫发光提供能量呢？是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1. ATP的功能
（1）ATP的元素组成：C、H、O、N、P。
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
2. ATP的结构
（2）ATP的分子组成：
核糖
腺嘌呤A
磷酸
基团
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是细胞内的一种高能磷酸化合物
P
P
P
A
~
~
腺嘌呤核糖核苷酸
二磷酸腺苷（ADP）
三磷酸腺苷（ATP）
一磷酸腺苷
（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
3.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
二、ATP与ADP可以相互转化
学生活动：带着以下问题阅读教程P86—87相关内容。然后分组讨论进行回答。
2.请据图5-4写出相关的反应式
1. ATP在细胞中的含量如何？能量的供应需要大量的ATP，如何解决这一矛盾？
3.ADP转化为ATP的过程中，能量从哪里来？去了哪里？
4.ATP水解成ADP时，能量从哪里来？能量去了哪里？
5.再次观察你书写的反应式，试分析它是一个可逆反应吗？若不是，请说明理由。两者的相互转化体现了一个怎样的进化思想？
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。
研究显示：
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200-300 mol的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次
细胞内ATP含量低，消耗大，转化快
ATP
水解
能量
pi
ADP
合成
用于：
各项生命活动
（吸能反应）
能量
pi
来源于：
光合作用
呼吸作用
（放能反应）
时刻不停地发生,并处于动态平衡之中
ATP
水解
能量
pi
合成
能量
pi
ADP
ATP
水解
能量
pi
合成
能量
pi
ATP与ADP相互转化示意图
ATP的特点：含量少且相对稳定，转换迅速！含量处于动态平衡中，保证稳定供能。
ATP和ADP转化的反应式
ADP+ Pi +能量 酶 ATP
ATP 酶 ADP + Pi + 能量
ADP + Pi + 能量
ATP水解酶
ATP合成酶
ATP
疑惑： ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？
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。
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
动物、人、真菌及
大多数细菌等
绿色植物
能 量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
合成酶
糖类、脂肪等有机物氧化分解
ATP的合成 ATP的水解
反应式
所需酶
能量来源
能量去路
反应场所
ATP合成酶
ATP水解酶
光能（光合作用）、
化学能（细胞呼吸）
储存在特殊化学键
中的能量
储存于形成的特殊化学键中
用于各项生命活动
细胞质基质、线粒体、
叶绿体
生物体的需能部位
ADP＋Pi＋能量 ATP
酶
ATP ADP＋Pi＋能量
酶
ATP与ADP相互转化的比较
三、ATP的利用
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP提供能量的。
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
ATP水解释放的 使 等分子 化。这些分子被 后，发生 变化， 也被改变，因而可以参与各种 。
磷酸基团
磷酸
蛋白质
空间结构
活性
化学反应
磷酸化
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”。
记忆术：
“吸水”吸能、水解
“合放”核有放射性
课堂小结
课堂精练
判断题
（1）ATP是高能磷酸化合物，含有3个特殊化学键（ ）
（2）细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的（ ）
（3）1个ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 （ ）
（4）细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
（ ）
（5）活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行（ ）
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