必修1第五章第2节 细胞的能量“货币”ATP课件（共30张PPT）

(共30张PPT)
5.2
细胞的能量“货币”ATP
问题探讨
“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。
讨论
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.在萤火虫发光的过程中能量转化吗？
萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号，以便繁衍后代。
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能，只有在转变为光能时才能发光。
实验方案设计：
提出问题：为萤火虫发光直接提供能量的物质是ATP还是葡萄糖？
直接提供能量的物质：ATP
一、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
二、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的中文名称：
腺苷三磷酸
二、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的中文名称：
腺苷三磷酸
2.ATP的结构简式：
A—P~P~P
~ 代表一种特殊的化学键。
3.ATP的元素组成：
C、H、O、N、P
4.结构图：
图中各部分名称：A代表 ，P代表 ，①代表 ，②代表AMP，③代表 ，④代表 ，⑤代表 。
腺嘌呤
磷酸集团
腺苷
ADP
ATP
一种特殊的化学键
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。
A
P
A
核糖
P
腺苷一磷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺苷二磷酸
腺苷三磷酸
模型探究
注意：RNA与ATP的联系
(1)元素组成都是 C、H、O、N、P。
(2)ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分，
即AMP，是组成RNA的基本单位之一，如下图所示：
下面各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？
①=③=⑤，代表腺嘌呤核糖核苷酸
④=②，代表腺苷
A
①____________________ ②______________ ③_______________
④__________________ ⑤____________________ ⑥_____________________
腺苷
（腺嘌呤+核糖）
腺嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
下面各个圆圈中代表的含义？
这种化学键不稳定
两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥
末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势
具有较高
转移势能
ATP
ADP + Pi + 能量
酶
与其他分子结合
A—P~P~P
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。
三、ATP与ADP可以相互转化
1.ATP合成的能量来源：
绿色植物、蓝细菌等：光合作用的光能、呼吸作用有机物分解释放的能量
人、动物、真菌、大多数细菌：呼吸作用有机物分解释放的能量
2.ATP水解释放的能量用于细胞内各项耗能的生命活动
如：主动运输、有机物合成、胞吞胞吐、肌肉收缩、蛋白质磷酸化等。
三、ATP与ADP可以相互转化
ATP为主动运输提供能量
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。
①
②
③
ATP为主动运输提供能量
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，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。
①
②
③
ATP为主动运输提供能量
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+释放到膜外侧。
①
②
③
3.ATP与ADP相互转化的特点
①时刻不停的发生且处于动态平衡之中
ATP、ADP在细胞内含量少，但是转化迅速。从而实现细胞大量能量的需求。
②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性
③ATP与ADP相互转化过程中物质可逆，能量不可逆，
催化的酶不相同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。
三、ATP与ADP可以相互转化
4.ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁
放能反应
吸能反应
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。
三、ATP与ADP可以相互转化
四、ATP的利用
ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测腺苷三磷酸（ATP）。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。
荧光素+O2+ATP
氧化荧光素(发出荧光)
荧光素酶
荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多
2.应用：ATP荧光检测仪
课堂小结
课后习题
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.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（ ）
A.脂肪酸 B.氨基酸 C.腺苷二磷酸 D.腺苷三磷酸
D
B
一、概念检测
3.下面关于ATP的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B. ATP合成所需的能量由磷酸提供
C. ATP可以水解为ADP和磷酸
D. 正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
B
一、概念检测
4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（ ）
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
C
二、拓展应用
1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。
吸能反应,如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量,是吸能反应,这一反应所需要的能量是由 ATP 水解为 ADP 时释放能量来提供的。放能反应,如丙酮酸的氧化分解能够释放能量,是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,还用于 ADP 转化为 ATP 的反应,储存在ATP中。
二、拓展应用
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。
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 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。
二、拓展应用
3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以AP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
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。