生物人教版（2019）必修1 5.2 细胞的能量“货币”ATP 课件 （共26张ppt）

(共25张PPT)
问题探讨
《秋夕》——杜牧
银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。
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？
3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
相互传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。
腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变为光能，使其发光。
能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化荧光素
发出
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……
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
2mL？溶液
暗处
无荧光出现
有荧光出现
糖类、脂肪等有机物中稳定的化学能，不易被生命活动利用。需要另一种能直接给细胞的生命活动提供能量的有机物。
—— ATP
结论：
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
第五章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币”ATP
一
ATP是一种高能磷酸化合物
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1、ATP元素组成：C、H、O、N、P
腺嘌呤
核糖
腺苷
A
P
三
磷酸
3个磷酸基团
T
腺苷A
腺苷一磷酸
腺苷二磷酸
腺苷三磷酸
腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的组成单位)
AMP
ADP
ATP
核糖
腺嘌呤
磷酸基团
A：腺苷
T：三
P：磷酸基团
思考：根据ATP的结构，想一想ATP为什么能够作为直接的能源物质？
因为两个相邻的磷酸基团都带负电而相互排斥等原因，使得这种特殊的化学键很不稳定，断裂后会释放大量的能量。
一、ATP是一种高能磷酸化合物
一、ATP是一种高能磷酸化合物
2、ATP结构简式:
A–P～P～P
普通化学键
特殊化学键
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。
远离腺苷的特殊化学键不稳定，容易断裂，也容易形成。
一般将水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。
ATP水解时释放的能量高达30.54kJ／mol。
所以，ATP是一种高能磷酸化合物
注意：ATP是一种物质，不是能量。
三磷酸腺苷二钠（片剂）
【适应症】
用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全等的辅助治疗。
【药物原理】
当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，腺苷三磷酸（ATP）即分解成腺苷二磷酸及磷酸基，同时释放出能量。
二
ATP与ADP可以相互转化
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP水解酶
A–P～P～P
A–P～P + Pi
+ 能量
ADP:腺苷二磷酸
ATP的化学性质不稳定
反应式：
ATP
ATP水解酶
ADP + Pi
+ 能量
注意：ATP转化为ADP需要消耗水
1、ATP水解释放能量转化成ADP
二、ATP与ADP可以相互转化
2、ADP吸收能量转化成ATP
ATP合成酶
ATP
ADP + Pi
+ 能量
注意：ATP的形成过程有水生成
二、ATP与ADP可以相互转化
资料分析：
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。
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。
在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记。
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。
ATP
消耗量大
ATP
含量很少
ATP
不断在合成
ATP合成和水解都非常迅速
消耗大，含量少，转化迅速。
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP
ADP
ATP合成
ATP水解
ATP与ADP相互转化示意图
合成酶
Pi
能量
水解酶
Pi
能量
ATP和ADP相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中
ATP和ADP相互转化的速率越快，单位时间供能越多
ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物细胞中都是一样的，普遍存在，体现了生物界的统一性
用于各项生命活动
二、ATP与ADP可以相互转化
3、ATP的形成途径
ADP
+
动物和人等
绿色植物
呼吸作用
呼吸作用
光
合
作
用
酶
能量
+ Pi
资料：对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，合成ATP的能量来自于呼吸作用时有机物的分解释放能量（化学能）；对于绿色植物来说，除了依赖呼吸作用所释放的能量外，在叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP还利用了光能。
ATP
产生ATP的场所：
细胞质基质、
线粒体、叶绿体
反应
反应类型
酶的类型
场所
能量来源
能量去向
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP ADP+ Pi+能量
ATP水解酶
ATP合成酶
ADP + Pi +能量 ATP
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
活细胞所有部位
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
特殊的化学键
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存于特殊的化学键中
ATP与ADP的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。
物质可逆，但能量不可逆，且酶也不相同
三
ATP的利用
三、ATP的利用
用于各种运动，如肌细胞收缩
用于大脑思考
用于细胞内各种物质合成
生物发光、发电
主动运输
A
B
C
+
ATP
反应物
生成物
运动蛋白
蛋白质发生移动
ATP
Ca2+
ATP
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。
Ca2+
ADP
Ca2+
ADP
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。
三、ATP的利用
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。
ATP的水解
ATP的合成
呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）
释放能量(放能反应)
合成
ATP
蛋白质的合成
吸收能量(吸能反应)
水解
ATP
三、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。
ATP是细胞的能量“货币”。
三、ATP的利用
糖类、脂肪等有机物
ＡＴＰ
储存有大量的能量，
但不能被直接利用
储存的能量相对来说少，但能被直接利用
能量
≈
≈
注意：ATP中的能量叫做活跃化学能
有机物中的化学能叫做稳定化学能
三、ATP的利用
科学家运用萤火虫发光的原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物再黑暗中发光，从而培育出一种发光的“荧光树”。
ATP的应用 ——ATP生物荧光检测仪对食品卫生的保证
为什么可以根据ATP的含量判断样品中微生物的多少呢？
能量来源 直接的能源物质
主要的能源物质
生物体内重要储能物质
动物细胞内的储能物质
植物细胞内的储能物质
最终的能量来源
ATP
脂肪
糖原
淀粉
太阳能
糖类
总结
A-P~P~P
A G C T
②
T C G A
③
U C G A
④
A
腺嘌呤
①
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸
（RNA的基本单位）
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸（DNA的基本单位）
即时训练
如图表示的是ATP和ADP之间的转化图，可以确定(　　 )
A．A为ADP，B为ATP
B．能量1和能量2来源相同
C．酶1和酶2是同一种酶
D．X1和X2是同一种物质
D
即时训练