5.2 细胞的能量货币ATP 课件(共22张PPT，含1个视频) 2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修1

(共22张PPT)
5.2 细胞的能量货币ATP
有种虫儿真奇怪，
一盏灯笼随身带，
黑夜点灯满天飞，
像星闪闪真可爱。
猜一猜
萤火虫
萤火虫发光的过程是需要能量的，这些能量是谁提供的？
2.组成元素：
C、H、O、N、P
腺苷三磷酸
A—P～P～P
腺苷
磷酸基团
普通的化学键
特殊的化学键（2个）
3.ATP结构简式
一、 ATP是一种高能磷酸化合物
腺苷
ATP结构式
核糖
腺嘌呤
磷酸基团
1.ATP的中文名称：
腺苷一磷酸（AMP）
腺苷三磷酸（ATP）
腺苷二磷酸（ADP）
A :
P :
～:
—:
T：
3个
【思考】ATP分子中的“～”代表的化学键如果相应断裂产物分别是什么？ATP的两个“～”代表的化学键断裂后，剩余的部分是哪种化合物的基本单位之一？
【小结】ATP结构特点的“一、二、三”
一个ATP分子含有一个腺苷
一个ATP分子含有三个磷酸基团
三
一
核糖
P
P
P
～
腺嘌呤
一个ATP分子含有两个
特殊的化学键
～
二
认一认：你能说出下述A各代表什么含义吗？
A
核糖
P
A—P～P～P
A T C G
T A G C
A U C G
腺嘌呤
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
3.ATP的水解：
ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
由于ATP中相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得特殊化学键很不稳定
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
ATP分子中特殊化学键断裂，释放能量的过程。
负电
负电
负电
A–P～P～P
Pi
A–P～P
能量
ATP ADP+ Pi+能量
ATP（水解）酶
—为生命活动提供能量
1molATP水解释放的能量高达30.54 kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。
3.ATP的水解过程
研究显示：一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。而人体中ATP的总量大约只有2mg，剧烈运动时只能维持3s。
体内的ATP含量这么少，如何满足源源不断的能量需求？
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量
ATP
酶
酶
Pi
ADP +Pi
+能量
酶
酶
图中的两种酶
是否相同 ？
能量
Pi
I
II
1.ATP在生物体内含量很低，如何满足生命活动对能量的需要？
2.ATP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，这体现了什么？
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP与ADP的相互转换十分迅速，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，保证了稳定供能。
生物界的统一性
3.ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来？
绿色植物
能 量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
酶
有机物氧化分解释放的化学能
动物、人、真菌及大多数细菌等
光能
化学能
讨论：ATP与ADP的相互转化是否可逆反应
ATP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。
ATP合成与ATP分解的比较
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
ATP水解酶
ATP合成酶
生物体的需能部位
线粒体、叶绿体、
细胞质基质等
储存在特殊化学键
中的能量
光合作用、
细胞呼吸
用于各项生命活动
储存于形成的特殊化学键中
结论 ：物质可逆，能量不可逆，所以不是可逆反应
三、ATP的利用
细胞中绝大多数生命活动都是由ATP直接提供能量的
ATP中的能量
机械能（如肌细胞收缩）
渗透能（如主动运输）
电能（如电鳐放电）
光能（如萤火虫发光）
转
化
为
化学能（如葡萄糖和果糖合成蔗糖）
ATP的生理功能：
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
以主动运输为例
1.膜内侧Ca2+与载体蛋白（ATP水解酶）结合,ATP水解酶活性被激活。
2.催化ATP水解，ATP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。
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，从而参与各种化学反应。
四、ATP是细胞内流通的能量货币
①吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。(如蛋白质的_____）
②放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中,如葡萄糖的氧化分解
③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。
合成
ATP
吸能
放能
水解
合成
细胞内的化学反应可分成 反应和 反应两大类。
放能反应
吸能反应
放能反应
合成
水解
吸能反应
ATP
ATP是细胞内流通的能量“货币”
流 通
糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用。
ATP储存的能量相对来说少，但能被直接利用。
荧光素
ATP提
供能量
激活的荧光素
荧光素酶
+氧气
氧化
荧光素
发出
荧光
萤火虫的发光原理及利用
萤火虫发光的原理：
发挥你的想象利用萤火虫发光原理，如何利用到生活实践中？
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”。
拓展延伸
能源来源 能量直接来源
能源物质
主要能源物质
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
最终能源来源
ATP
糖类
脂肪
糖原
淀粉
太阳能
有关能源物质的回顾与小结
糖类、脂质、蛋白质
1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺昔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
B
D
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
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