3.1细胞的代谢 课件(共23张PPT) 2023-2024学年高一生物浙科版（2019）必修第一册

(共23张PPT)
ATP是细胞内的“能量通货”
第1节
1.能简述ATP的化学组成和特点
2.能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义
3.能解释“ATP”是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因
问题探讨
腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。
萤火虫的荧光是怎样形成的？
腺苷三磷酸（ATP）
ATP是细胞生命活动的直接能源
实验探究：谁为萤火虫的发光直接提供能量
资料：葡萄糖是细胞内最重要的能源物质，葡萄糖在氧化分解过程中会产生ATP。请设计实验验证荧光素发光所需的能量是直接来自于ATP还是葡萄糖？
材料：萤火虫发光器（研成粉末）、葡萄糖溶液、ATP试剂、水、试管等。
1.用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末；
2.取__________粉末分别装入A、B两支试管,各加入_______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;
两等份
等量
3.分别向A、B两支试管中各加入________________________________,仍置于暗处,观察两支试管的___________。
适量且等量的葡萄糖溶液和ATP试剂
发光情况
ATP注射液2ml
发光器粉末 发萤光 萤光消失 发萤光
发光器粉末 发萤光 萤光消失 不发萤光
ATP能为萤火虫的发光器直接供能而葡萄糖不能！
实验结论：
ATP是生命活动的直接能源
糖类、脂肪等有机物
有大量的能量，
但不能被直接利用
能量能被直接利用
≈
用于各项生命活动
“能量通货”
≈
ATP
1.atp中文名称：
A代表腺苷
P代表磷酸基团
“~”代表一种特殊的化学键
A－P～P～P
腺苷三磷酸
~
~
腺嘌呤
核糖
腺苷(A)
磷酸基团（Pi）
P
P
P
组成元素有？
2.ATP的组成元素：C、H、O、N、P
3.ATP的结构简式：
ATP的结构
高能磷酸键
相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得~这种特殊的化学键很不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能。
~
~
腺嘌呤
核糖
腺苷(A)
磷酸基团（Pi）
P
P
P
ATP水解的过程就是释放能量的过程，1molATP水解能量高达30.54KJ。水解时释放能量20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物。所以说ATP是高能磷酸化合物。
ATP特点：含量低，消耗大，不能长时间储存。
成人体内ATP的含量约2~10mg，在安静的状态下一天需要消耗的ATP为40kg，在剧烈运动的状态下ATP的消耗可达0.5kg/min。
资料
ATP与ADP保持动态平衡
ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP（腺苷二磷酸的英文名称缩写），脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就成为游离的磷酸(以Pi表示)。
在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP。
ATP与ADP相互转化示意图
ATP的水解
H2O
+能量
ATP水解酶
ATP
ADP
+ Pi
为各项生命活动提供能量
任何活细胞内
反应场所：
能量来源：
能量去路：
远离腺苷的高能磷酸键断裂释放的化学能
腺嘌呤
核糖
P
P
P
~
~
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）
腺苷二磷酸 （ADP）
腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P
ATP的合成
+能量
ATP合成酶
ATP
ADP
+ Pi
2.细胞呼吸分解有机物释放的化学能
1.光合作用中吸收的光能
储存到ATP中的高能磷酸键
能量去路：
能量来源：
反应场所：
细胞溶胶 线粒体 叶绿体（细胞膜）
H2O
人体内合成ATP的场所在哪里？
Pi
能量
能量
Pi
合成酶
水解酶
ATP与AP相互转化示意图
动态平衡
用于各项生命活动：主动运输、发光发电、肌肉收缩、大脑思考、物质合成等
呼吸作用
光合作用
A-P~P
(ADP)
A-P~P~P
(ATP)
用于大脑思考（电能）
用于肌细胞收缩（机械能）
葡萄糖+果糖 蔗糖
酶
用于细胞内各种吸能反应
用于生物放电（电能）
用于生物发光（电能）
用于主动运输 （渗透能）
电鳐
前面已经提到ATP释放能量用途，举出具体实例：
ATP
ADP
+Pi
+ 能量
合成酶
水解酶
讨论: ATP和ADP的相互转化是否为可逆反应？
物质可逆，能量不可逆
1、场所
2、酶
不同：
3、能量
ATP水解 ATP合成
反应式
类型
条件
场所
能量来源
能量去向
酶
酶
ATP→ADP＋Pi＋能量
能量＋Pi＋ADP→ATP
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
生物体的需能部位
细胞质基质、线粒体
叶绿体
特殊的化学键
呼吸作用、光合作用
用于各项生命活动
储存于特殊的化学键
ATP与ADP相互转化的比较
吸能
反应
放能
反应
ATP水解
ATP合成
吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。
放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP-ADP循环
ATP作为驱动细胞生命活动的直接能源物质，可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
直接能源物质-ATP
主要能源物质-糖类
总结:
有机物
ATP：是新陈代谢所需能量的 来源
糖类是生命活动的 物质
脂肪是生物体的 物质
光能：
是生命活动的 能量来源
直接
主要能源
储能
最终
你知道萤火虫的发光原理吗？
萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。
ATP释放能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化荧光素
发出
将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，能使转基因植物在黑暗中发光。
ATP的发现史
1929年，德国化学家洛曼（Karl Lohmann, 1898--1978)首先发现ATP。
1935年，苏联生物学家恩格尔哈特（Vladimir Egnelhart, 1894--1984)发现肌肉收缩需要ATP。
1941年，美国生物化学家李普曼（Fritz Lipmann,1899--1986)等证明了ATP是细胞内化学能的主要载体。
1948年，英国化学家托德（Alexander Robertus Todd, 1907--997)用化学方法合成了ATP，标志着科学界已经完全了解了ATP的结构。
李普曼、托德的研究成果使他们分别于1953年获得了诺贝尔生理学或医学奖，1957年获得了诺贝尔化学奖。