生物人教版（2019）必修1 5.2细胞的能量“货币”ATP 课件 （共28张ppt）

(共28张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币”ATP
囊萤夜读
萤虫发光的生物学意义是什么？
相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。
萤火虫发光的原理是什么？
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
生物体内的能源物质:
糖类、脂肪、蛋白质
生物体进行生命活动的主要能源物质:
生物体内储存能量的物质:
脂肪
糖类
思考：是哪类物质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？
想一想：生物体的能源物质？
实验：探究萤火虫发光的直接供能物质
实验设计：用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管，各加入少量生理盐水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟荧光消失，然后进行如下操作
1 2 3 4
15min
荧光消失
1 2 3 4
2mL蒸馏水
2mL葡萄糖溶液
2mL脂肪溶液
2mLATP溶液
暗处
1 2 3 4
无荧光出现
有荧光出现
实验结论：使萤火虫发光的直接能源物质是ATP
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
实验结论：
糖、脂肪
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）
一、ATP的功能
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”
什么是ATP呢？
一、ATP的功能
ATP的结构式如下图所示，观察图示思考讨论:
问题1：ATP的中文名称
问题2：ATP的元素组成
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
腺苷（A）
AMP（腺苷一磷酸）
ADP （腺苷二磷酸）
ATP （腺苷三磷酸）
二、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的分子结构
腺苷（A）
AMP（腺苷一磷酸）
ADP （腺苷二磷酸）
ATP （腺苷三磷酸）
问题3：ATP的结构简式如何
书写？
A－P～P～P
问题4：简式中A、P、—、～分别代表什么？
A－P～P～P
A:
P:
～:
—:
腺苷
磷酸基团
普通的化学键
特殊的化学键
二、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的分子结构
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。
探究活动一·构建ATP模型
腺嘌呤
核糖
P
P
P
~
~
腺嘌呤
核糖
P
P
P
~
~
腺苷（A）
腺苷一磷酸(AMP，RNA的组成单位)
腺苷二磷酸 （ADP）
腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P
问题5：A具体指什么结构，包含哪几部分，跟我们以前学过的A有什么区别？
腺嘌呤核糖核苷酸
化合物 结构简式 “A”含义 共同点
ATP
DNA
RNA
核苷酸
腺苷
(由腺嘌呤和核糖组成)
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
不同化合物中“A”的辨析：
二、ATP是一种高能磷酸化合物
二、ATP是一种高能磷酸化合物
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
ATP中的特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是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水解的过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达30.54KJ。所以说ATP是一种高能磷酸化合物
（水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物）
A
P
P
P
二、ATP是一种高能磷酸化合物
ATP的供能原理
A
P
P
P
ATP
消耗量大
ATP
含量很少
矛盾
研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。
1
成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。
2
ATP合成和水解都非常迅速
每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解
3
三、ATP与ADP可以相互转化
资料分析
ATP
我相当脆弱，水解时容易断裂
ADP
核糖
P
P
P
腺嘌呤
~
~
核糖
P
P
腺嘌呤
~
探究活动二·通过视频的观看结合课本P87图5-4，
尝试写出ATP和ADP的相互转化。
三、ATP与ADP可以相互转化
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量
Pi
酶
酶
能量
Pi
ATP ADP+ Pi+能量
ATP水解酶
这里的能量用于哪里？
ATP合成酶
这里的能量从哪里来？
三、ATP与ADP可以相互转化
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
能量
Pi
酶
酶
能量
Pi
ATP ADP+ Pi+能量
ATP水解酶
（去路）这里的能量用于各项生命活动。
ATP合成酶
呼吸作用
光合作用等
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性
(ADP)
三、ATP与ADP可以相互转化
对于正常的细胞来说，ATP和ADP这种相互转化，时刻不停的发生并处于动态平衡当中。
【思考】ATP与ADP的相互转化是否可逆？
反应式 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
场所 活细胞所有部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体
反应类型 反应 反应
能量来源 特殊化学键中的化学能
能量去向 用于各项生命活动
特点 时刻不停地发生，并且处于 之中
水解
合成
有机物中的化学能、光能
动态平衡
酶1
酶2
注: ATP和ADP相互转化的过程应判断为不是可逆的，从两者相互转化的反应式来看“物质是可逆的，能量是不可逆的”因为(1)所需的酶种类不同；(2)能量的来源和去向不同。(3)反应发生的场所不同；
储存于特殊化学键中
用于大脑思考（电能）
用于主动运输（渗透能）
用于生物发光(光能)
用于生物发电（电能）
用于物质合成（化学能）
用于肌肉收缩（机械能）
思考：ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
四、ATP的利用
四、ATP的利用
实例：ATP为主动运输供能
四、ATP的利用
实例：ATP为主动运输供能
ATP末端磷酸基团脱离，携能量转移
载体蛋白的空间结构改变；物质实现逆浓度跨膜运输
物质与载体蛋白相应位点结合,载体蛋白的酶活性激活
载体蛋白磷酸化
思考：为什么称ATP为“货币”呢？
ATP
ADP
水解
合成
（各项生命活动）吸能反应
放能反应
能量
能量
ATP是细胞内流通的能量“货币”
葡萄糖、脂肪等
吸能反应：(伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。
放能反应：（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。
四、ATP的利用
四、ATP的利用
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
有机物中的化学能
ATP中
的化学能
耗能的
生命活动
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
生物体能源物质
生物体主要能源物质
生物体内储能物质
主要储能物质
直接来源能量物质
最终能源来源
ATP
糖类
脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）
脂肪
太阳能
糖类、脂肪、蛋白质、ATP
有关能源物质的回顾与小结
课堂小结
一、概念检测
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.下列图示能正确表示ATP的是（ ）
A． B．
C. D．
练习与应用
B
A
3.
4.
练习与应用
B
D
下列关于ATP分子的叙述，正确的是( )
A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂
D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似
下列有关ATP的叙述中，不正确的是（ ）
A.ATP的合成一般与放能反应相联系
B.ATP中的能量可以来源于光能、化学能
C.细胞内各种吸能反应一般需要消耗ATP
D.人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
下节课见！