生物人教版(2019)必修1 5.2细胞的能量”货币“ATP（共19张ppt）

(共19张PPT)
细胞的能量“货币” ATP
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？
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
细胞中哪些物质可能为萤火虫发光提供能量呢？
糖类是细胞内主要的能源物质，脂肪是细胞内良好的储能物质。
【实验方法】
荧光消失
2mL 蒸馏水
15min
暗处
观察
2mL 葡萄糖溶液
2mL 脂肪溶液
无荧光
无荧光
无荧光
暗处
有荧光
2mL ATP溶液
①
②
③
④
萤火虫发光的直接能源物质
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
实验结论
生命活动
直接利用
ATP
细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是直接给细胞的生命活动提供能量的却是另一种有机物——ATP。
（教材86页，第一段）
糖、脂肪
一、ATP的功能
C
N
N
C
C
C
N
H
H
N
N
C
H
OH
C
C
C
C
O
OH
H
H
H
C
H
H
O
P
O
～
O
OH
P
O
～
O
OH
P
O
H
O
OH
核糖
腺苷（A）
腺苷三磷酸（ATP）
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷一磷酸（AMP）
（1）化学元素：C、H、O、N、P
（2）中文名称：腺苷三磷酸
（3）结构简式：A–P～P～P
磷酸基团
腺嘌呤
磷酸基团 （3个）
特殊的化学键 （2个）
P：
～：
—：
普通磷酸键 （1个）
腺苷
A：
AMP是构成RNA的基本单位之一
核糖
碱基
磷酸
（A）（G）（C）（U）
一、ATP的结构
这种化学键不稳定
易断裂，也易形成
相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥，必须消耗能量才能克服磷酸基团之间的斥力将其压缩在一起
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
1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，水解释放的能量在20.92以上的化合物，即为高能磷酸化合物。
ATP+H2O
ADP + Pi + 能量
酶
A–P～P～P
一、ATP的结构
ATP是一种高能磷酸化合物
一个成年人一天在安静状态下所消耗的ATP为40kg，而人体中ATP的总量只有约2mg，剧烈运动时只能维持3s
ATP如何实现细胞内能量供应？
ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡中。
三、ATP与ADP可以相互转化
释放能量
A–P～P～P
(ATP)
(ADP)
能量
Pi
水
解
酶
Pi
动态平衡
合
成
酶
ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性
A–P～P
ATP水解释放的能量可用于各项生命活动的利用。与生命活动中的吸能反应相联系。
ATP合成需要消耗能量，因此总与生命活动中的与放能反应相联系
三、ATP与ADP可以相互转化
光
合
作
用
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
人、动物、
真菌、多数细菌等
绿 色 植 物
能量
ADP + Pi +
ATP
酶
有机物氧化分解
化
能
合
成
硝化细菌
ATP合成：
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
三、ATP与ADP可以相互转化
用于维持体温（热能）
主动运输（渗透能）
肌细胞收缩（机械能）
琵琶鱼发光（光能）
葡萄糖+果糖 蔗糖
酶
（化学能）
电鳐 放电（电能）
ATP转化成ADP时释放的能量的主要用于各项生命活动
四、ATP的利用
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在生活中是很常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，因而可以参加各种化学反应。（ATP的供能方式）
注意：ATP并非细胞生命活动唯一的直接供能物质，只是绝大多数生命活动的直接供能物质。
（还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP、NADH、NADPH等）。
四、ATP的利用
ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。
荧光素+ATP
氧化荧光素(发出荧光)
荧光素酶
O2
荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多
ATP荧光检测仪
四、ATP的利用
ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁
放能反应
吸能反应
①细胞中的放能反应与ATP合成相联系，如葡萄糖氧化分解。
③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。
②细胞中的吸能反应与ATP水解相联系，如合成蛋白质。
四、ATP的利用
将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。
四、ATP的利用
课堂练习，巩固提升
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 B.A-P~P~P C.A~P~P-P D. A~P~P~P
2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是
A.脂肪酸 B. 氨基酸 C. 腺苷二磷酸 D. 腺苷三磷酸
3.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
A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B.ATP合成所需的能量由磷酸提供
C.ATP可以水解为ADP 和磷酸
D.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
（B）
（D）
（B）
课堂练习，巩固提升
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
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
5.完成概念图。
（C）
课堂小结
1、吸能反应总是与____________相联系，由ATP水解提供能量；
放能反应总是与____________相联系，释放的能量贮存在ATP中。
2、能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP是细胞的能量“货币”
ATP的水解
ATP的合成