5.2细胞的能量”货币“ATP 课件(共25张PPT2份视频) 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共25张PPT)
问题探讨
Q1、萤火虫发光的生物学意义？
Q2、这种生物发光与蜡烛燃烧发光一样吗？萤火虫体内有特殊发光的物质吗？其发光的原理是？
主要是相互传递信号，以便繁衍后代
荧光素酶(腹部细胞)
能量
氧化荧光素
(荧光)
荧光素 + O2
(腹部细胞)
Q3、为荧光素氧化直接提供能量的物质可能是？如何设计实验探究？
主要的能源物质：
主要的储能物质：
直接供能物质：
糖类(葡萄糖)
脂肪
ATP
资料：取数十只萤火虫的发光器，干燥后研磨成粉末，加入少量生理盐水制成溶液，装入试管中，置于暗处观察。可见试管内先出现淡黄色荧光，约15分钟后荧光消失。
自变量是什么？因变量是什么？
暗处
A
B
C
D
+２mL葡萄糖溶液
+２mL ATP制剂
+２mL脂肪溶液
+２mL蒸馏水
直接能源物质
暗处
15min
荧光
消失
有荧光
无荧光
无荧光
无荧光
荧光素酶
能量
氧化荧光素
(荧光)
荧光素 + O2
(腹部细胞)
第5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
自主阅读P86第三自然段及旁栏“相关信息”，
完成以下问题
Q1、ATP的元素组成、中文名称是什么？
Q2、结构简式如何书写？结构简式中的A、T、P、～分别代表什么？
Q3、请以 画出ATP的结构模式图，该模式图中的A与结构简式中的“A”相同吗？
A—P～P～P
C、H、O、N、P 三磷酸腺苷
一、ATP是一种高能磷酸化合物
核糖
A
腺苷 (A)
AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一
A–P～P～P
腺苷
普通
化学键
特殊
化学键
ATP三磷酸腺苷
ADP 二磷酸腺苷
A-P~P
AMP 一磷酸腺苷
A-P
腺嘌呤
Q4、ATP如何变化可以成为一种核苷酸？
Q5、ATP如何为生命活动提供能量？
一、ATP是一种高能磷酸化合物
ATP中带负电的磷酸基团之间相互排斥使得特殊化学键不稳定
ATP末端的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
ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的磷酸基团携带转移的“势能”与其他分子结合，使后者发生变化
+ H2O
酶
Pi
+ + 能量
(30.54 KJ/mol)
ATP的水解是一个释放能量的过程，ATP是一种高能磷酸化合物
二、ATP的利用——实例：Ca+主动运输
P
P
P
A
Ca2+
参与Ca2+主动运输的载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶。
二、ATP的利用——实例：Ca+主动运输
P
P
P
A
Ca2+
①膜内侧的Ca2+与相应位点结合，可激活载体蛋白的酶活性。
二、ATP的利用——实例：Ca+主动运输
P
P
P
A
Ca2+
②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP末端的磷酸基团脱离，挟能量与载体蛋白结合，使其磷酸化。
P
P
P
A
二、ATP的利用——实例：Ca+主动运输
Ca2+
P
P
P
A
③载体蛋白的磷酸化导致其空间结构改变。
二、ATP的利用——实例：Ca+主动运输
Ca2+
P
P
P
A
③载体蛋白的磷酸化导致其空间结构改变。
二、ATP的利用——实例：Ca+主动运输
Ca2+
P
P
P
A
使Ca2+的结合位点转向膜外
，释放Ca2+。
原理：ATP水解释放的磷酸基团可以使蛋白质等分子磷酸化，使其空间结构发生变化，活性改变。
③载体蛋白的磷酸化导致其空间结构改变。
二、ATP的利用——实例：Ca+主动运输
水解酶
ATP
ADP
能量
Pi
主动
运输
电鳐
发电
肌肉
收缩
大脑
思考
萤火虫
发光
物质
合成
二、ATP的利用
Q6、一个成年人在平静状态下，24h内约有40kg的ATP发生水解供能，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg～10mg。生物体是如何解决这种对ATP的“含量少，需求大”的矛盾的？
合成酶
能量
Pi
ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生，处于动态平衡之中(细胞内ATP、ADP的含量________、转化速度___)
生物界统一的能量供应机制(这说明生物___共同起源)
少、稳定
快
Q7、请你写出ATP和ADP相互转化的表达式？
有
三、ATP与ADP的相互转化
ATP
动态平衡
ADP
合成酶
能量
Pi
水解酶
能量
Pi
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi+能量
呼吸
作用
光合
作用
绿色植物
动植物、
真菌、
多数细菌
Q7：请你尝试解释为什么ATP是细胞中的能量通货？
水解酶
合成酶
能量
ATP
ADP
Pi
能量
Pi
呼吸
作用
光合
作用
放能反应
绿色植物
动植物、真菌、多数细菌
主动
运输
电鳐
发电
肌肉
收缩
大脑
思考
萤火虫
发光
吸能
反应
物质
合成
放能反应总是与ATP合成反应相联系,释放的能量贮存在ATP中，用来为吸能反应提供能量
吸能反应总是与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量
三、ATP与ADP的相互转化
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
三、ATP与ADP的相互转化
ATP是细胞内流通的能量“货币”
糖类、脂肪等有机物
ATP
大量能量、稳定、不能直接被利用
Q8、1mol葡萄糖彻底氧化分解可释能2870kJ，1mol ATP水解可释能30.54kJ。请从结构功能的角度分析：细胞为什么不直接利用葡萄糖等有机物中的能量， 而要将能量转移至ATP中再利用？
Q8：ATP和ADP的相互转化是否为可逆反应？
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
活细胞所有部位
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
特殊化学键
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存特殊化学键中
结论 ：物质是可逆的反应、能量是不可逆的、酶和场所也不同
1、下列过程中ADP含量增加的是（　　）
Ａ．Ｋ＋进入小肠上皮细胞 Ｂ．苯进入生物细胞
Ｃ．氧气进入组织细胞 Ｄ．甘油进入小肠上皮细胞
2、下图表示的是ATP与ADP之间的转化图，可以确定(　　)
A．A为ATP，B为ADP B．酶1和酶2是同一种酶
C．X1和X2是同一种物质 D．能量1和能量2的来源相同
Ａ
随堂练习
C
（1）①②③④中的A依次代表的物质是_________________
___________________________________________ 。
（2）ATP脱掉两个磷酸基团后就是 中的A。
3、区分不同物质中的A
腺苷、腺嘌呤、
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸
④
随堂练习
4、判断下列正确的选项是：
ATP是原核细胞和真核细胞中的直接供能物质。
ATP在生物体内的含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应。
ATP与ADP是同一种物质的两种形态。
ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。
ATP与ADP的相互转化过程中，物质、酶、场所、能量均不可逆。
ATP中的全部特殊化学键断裂后，形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸。
人在饥饿时，细胞中的ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。
ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。
植物根细胞由于没有叶绿体而无法发生光合作用，细胞中只能发生ATP的水解，无法合成ATP。
适用症：用于进行性肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌疾患及肝炎等的辅助治疗。
与生活的联系
发荧光的烟草苗
如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中，那么……
能源来源 能量直接来源
主要能源物质
生物体内良好储能物质
动物细胞内的储能物质
植物细胞内的储能物质
最终能源
ATP
糖类
脂肪
糖原
淀粉
太阳能
2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。
3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性？这对你理解生物的进化有什么启示？
在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。
植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同起源。
拓展应用P89