生物人教版（2019）必修1 5.2细胞的能量“货币”ATP（共23张ppt3个视频）

(共23张PPT)
囊萤夜读
1.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。
2.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
主要能源物质:
主要储能物质:
脂肪
糖类
3.细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
4.这些物质能为萤火虫发光直接供能吗
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……
实验：探究萤火虫发光的直接供能物质
15min
荧光消失
暗处
A
B
C
D
２ml葡萄糖溶液
２mlATP溶液
２ml脂肪溶液
２ml蒸馏水
有荧光
出现
无荧光
出现
无荧光
出现
无荧光
出现
实验：探究萤火虫发光的直接供能物质
2.本实验的自变量是什么？实验组与对照组分别为？
对照组
实
验
组
3.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？
1.实验结果说明了什么？
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。
耗能的生命活动
ATP
糖、脂肪
能量
卖菜
买咖啡
货币
细胞中流通的能量“货币”
一、ATP的功能
自主阅读P86页第三自然段并结合“相关信息”，完成以下问题，并在书上勾画下来
1、中文名称
2、元素组成
3、结构简式如何书写？
4、简式中A、P、—、～分别代表什么？
5、腺苷由什么组成？
6、ATP中的能量储存在哪儿？
7、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？
探究活动二：构建ATP模型
二、ATP的结构
~
~
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
腺苷
磷酸基团（3个）
（2个）
特殊的化学键
（1个）
普通的化学键
A—P～P～P
C、H、O、N、P
1分子腺苷和3分子磷酸基团
化学组成
元素组成
结构简式
二、ATP的结构
腺苷(A)
ATP（腺苷三磷酸）
腺嘌呤
核糖
P
P
P
腺苷（A）
=腺嘌呤+核糖
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
腺嘌呤核糖核苷酸
（RNA的基本单位）
ATP中带负电的磷酸基团之间相互排斥，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。
三、ATP是一种高能磷酸化合物
ATP的供能机理
~
~
易断裂
ATP的水解反应
A－P~P~P
A－P~P
＋ Pi
＋能量（30.54kJ/mol）
水解酶
ATP的结构特点：
ATP是一种高能磷酸化合物（86页）
1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ;水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物
与其他分子结合
ATP
磷酸
ADP
三、ATP是一种高能磷酸化合物
断裂
四、ATP的利用
ATP如何为生命活动提供能量？
思考：这里的载体蛋白具有（ ）、（ ）两大功能。
写出ATP为主动运输供能的正确过程（字母排序）：
a.磷酸基团与载体蛋白结合
b.磷酸化导致载体蛋白空间结构改变
c.Ca2+结合位点转向膜的另一侧将Ca2+释放
d.Ca2+与载体蛋白结合位点结合
e.载体蛋白催化ATP水解的酶活性被激活
f.ATP水解
催化
运输
四、ATP的利用
物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化，蛋白质等分子被磷酸化后，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。
d e f a b c
物质合成（化学能）
主动运输（渗透能）
四、ATP的利用
★ATP水解释放的能量用于各项生命活动
肌肉收缩（机械能）
生物放电（电能）
大脑思考（电能）
生物发光（光能）
资料分析
ATP消耗量大
ATP含量很少
矛盾
据测算，一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP，释放能量，供运动之需。
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
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
ATP合成和水解都非常迅速
对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的转化是时刻不停地发生且处于动态平衡的。（87页第一段）
ATP的合成反应
A－P~P
＋ Pi
合成酶
能量 +
五、ATP的合成
ADP
磷酸
A－P~P~P
ATP
结合ATP的水解反应与87页图5-4写出ATP生成的反应式。
五、ATP的合成
真菌、大多数细菌
细胞质基质
线粒体
叶绿体
水解
合成
生物发光
主动运输
物质合成
肌肉收缩
大脑思考
呼吸作用
光合作用
ATP
ADP
能量
能量
六、ATP与ADP的相互转化
吸能反应
放能反应
①细胞中的放能反应与ATP合成相联系。
②细胞中的吸能反应与ATP水解相联系。
③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。
水解
合成
生物发光
主动运输
物质合成
肌肉收缩
大脑思考
呼吸作用
光合作用
ATP
ADP
能量
能量
思考：ATP与ADP相互转化是可逆反应吗？
不是。原因：两个过程所用的酶不同，能量的来源和去路也不同。
六、ATP与ADP的相互转化
吸能反应
放能反应
反 应 ATP→ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量→ATP
反应类型
酶的类型
场　　所
能量来源
能量去向
酶
酶
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
活细胞需能部位
线粒体、叶绿体、细胞质基质
特殊的化学键
细胞呼吸、光合作用
用于各项生命活动
储存在ATP中
结论 ：物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和
ADP的相互转化不是可逆反应。
六、ATP与ADP的相互转化
资料4：1mol的葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870 KJ的能量，1mol的ATP水解可以释放30.54 KJ的能量。主动运输2个钙离子需要消耗1个ATP，细胞膜上的离子泵运输3个钠离子和2个钾离子也需要消耗1个ATP。
问题：细胞为什么不直接利用葡萄糖、脂肪等有机物的能量，而是要将能量转移到ATP 中再利用呢？
六、ATP与ADP的相互转化
糖类、脂肪等有机物
储存有大量的能量，相当于存折和支票中大额度的钱，但不方便直接利用。
ATP
储存的能量相对来说少，且容易合成和水解，因此方便直接利用。
≈
≈
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
细胞中流通的能量“货币”
六、ATP与ADP的相互转化
培育出转基因荧光树
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”。
萤火虫的发光原理
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化荧光素
发出
能量
应用:
白天，阳光照射，公园与普通公园一模一
样。晚上，这些树就自动发光。公园里不需要路灯，一片通明。而且，光照非常柔和。
未来，夜间发光的树可能会成为街灯的天然替代品。
小小发明家
小
积
累
1.人体细胞中能够产生ATP的结构有哪些？
细胞质基质、线粒体
叶绿体、细胞质基质、线粒体
化能合成作用、细胞呼吸
光合作用、细胞呼吸
2.小麦叶肉细胞产生ATP的结构有哪些？
5.硝化细菌产生ATP的生理活动有哪些？
4.蓝藻产生ATP的生理活动有哪些？
3.根尖细胞产生ATP的结构有哪些？
细胞质基质、线粒体
ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义
方法便笺
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺苷
腺苷
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤