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）（18张ppt）

(共18张PPT)
“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。”让我们重温唐代诗人杜牧这情境交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。
第五章 细胞的能量供应和利用
第二节 细胞的能量“货币”ATP
问题探讨
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号，以便繁衍后代
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能，只有在转变为光能时才能发光。
3.萤火虫发光过程中有能量转化吗？
萤火虫腹部后端细胞内有荧光素，是其特有的发光物质
01
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP的功能
糖类脂肪
生命活动
直接利用
ATP
ATP是直接供能物质
ATP的结构
ATP的中文名称：
腺苷三磷酸
ATP
adenosine
tri
phosphate
腺苷
三
磷酸
ATP的结构简式：
A—P~P~P
~
代表一种特殊的化学键
核糖
A
P
腺嘌呤核糖核苷酸
~
P
~
P
1
2
3
腺苷
一种特殊化学键（30.54 kJ/mol）
（腺苷一磷酸，AMP）
腺苷二磷酸，ADP
腺苷三磷酸，ATP
02
ATP与ADP可以相互转化
ATP的水解过程
A-P～P ～P
酶
能量
A-P～P + Pi +
P
P
P
~
~
Pi
能量
水解
P
P
~
ATP的合成过程
ADP+Pi+能量 合成酶 ATP
动物和人、真菌和大多数细菌
绿色植物
用
作
吸
呼
光合作用
呼吸作用
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
糖类、脂肪等有机物氧化分解
ATP与ADP转化的特点
p
p
p
p
p
能量
Pi
能量
Pi
合成
水解
ATP与ADP相互转化示意图
放能反应
吸能反应
①时刻不停地发生且处于动态平衡之中
②ATP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，体现了生物界的统一性
③ATP与ADP相互转化过程中，物质可逆，能量不可逆，催化的酶不同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。
④ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁
03
ATP的利用
ATP的利用
用于大脑思考
用于主动运输
ATP
用于生物发光
用于生物发电
葡萄糖+果糖 蔗糖
酶
（化学能）
用于肌肉收缩
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。
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。
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水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，分子空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
吸能反应和放能反应
细胞中的化学反应
吸能反应
放能反应
需要吸收能量，来自ATP的水解，比如蛋白质的合成。
释放能量，用于ATP的合成，释放的能量储存在ATP中，比如葡萄糖的氧化分解。
ATP的结构
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”。
练习
1.下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
答案：D
解析：本题考查ATP的结构和作用的有关知识。
选项 正误 原因
A × 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成
B × 腺苷与磷酸基团之间的化学键是普通磷酸键，磷酸基团之间的化学键是高能磷酸键
C × ATP在水解酶的作用下水解生成ADP和磷酸，ADP和磷酸在合成酶的作用下合成ATP
D √ 吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应一般与ATP的合成有关，故吸能反应和放能 反应之间的纽带就是ATP
练习
2.磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中合成ATP（A—P~P~P）。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量，结果如下表所示。根据实验结果，下列有关分析正确的是( )
A.对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化
B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成
C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定
D.实验组数据表明部分生命活动利用了ATP中靠近A的磷酸键
答案：C
解析：本题考查ATP的结构及ATP与ADP的相互转化。肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后AP和ADP的含量没有变化，可推断对照组肌肉组织细胞中有ATP和ADP的相互转化，A错误；实验组肌肉收缩后ATP含量下降，说明有ATP分解，但根据表格数据无法判断有无ATP合成，B错误；对照组中没有添加肌酸激酶阻断剂，当肌肉收缩消耗ATP时，肌酸激酶可催化磷酸肌酸水解，释放的能量用于合成ATP，从而维持ATP含量的相对稳定，C正确；实验组数据中没有AMP的含量变化，故不能表明部分生命活动利用了ATP中靠近A的磷酸键，D错误。
磷酸腺苷 对照组（10-6mol·g-1） 实验组（10-6mol·g-1） 收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
练习
3.ATP是细胞内重要的化合物，对生命活动的正常进行具有非常重要的作用，其结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP与DNA的元素组成完全相同，但彻底水解形成的产物有差别
B.图中③与④的相互转化与细胞内的吸能反应和放能反应相联系，保证了细胞内的能量供应
C.萤火虫发光所需的能量来源于图中的“~”
D.细胞中绝大多数需要能量的生命活动是由③直接提供能量的
答案：D
解析：ATP与DNA的元素组成完全相同，均为C、H、O、N、P，但它们彻底水解形成的产物有差别，ATP彻底水解形成的产物是腺嘌呤、核糖和磷酸，DNA彻底水解形成的产物是含氮碱基（A、T、C、G）、脱氧核糖和磷酸，A正确；图中③与④的相互转化即ADP与ATP的相互转化，与细胞内的吸能反应和放能反应相联系，保证了细胞内的能量供应，B正确；萤火虫发光所需的能量来源于ATP的水解，即图中“~”的断裂，C正确；③是ADP，而细胞中绝大多数需要能量的生命活动是由④ATP直接提供能量的，D错误。