5.2细胞的能量“货币”ATP课件(共26张PPT) 高一上学期生物 人教版 必修1

(共26张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币”ATP
1
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？
主要是为了互相传递信号，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。
3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有转变成光能时，萤火虫才能发光。
问题探讨
能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素（发出荧光）
资料：萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
荧光检测仪
荧光树
能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素（发出荧光）
主要能源物质？
主要储能物质？
葡萄糖
脂肪
这些物质能为萤火虫发光直接供能吗
？
资料：萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
课本70页——
图4-6中的“ATP”
分 组
实验步骤 一 二 三
实验现象
结论 萤火虫发光器的经典实验
置于暗处（使原有能量消耗完）,约过15分钟
将发光器取下,干燥后研磨成粉末。取四等份分别装入四支试管，各加入少量蒸馏水
2 ml
蒸馏水
2 ml
葡萄糖溶液
2 ml
脂肪
2 ml
ATP溶液
A
B
C
D
加少量蒸馏水的原因：
生物体内许多重要的化学反应均在水中才能进行。
荧光消失
暗处
A
B
C
D
２ mL葡萄糖溶液
２ mL ATP制剂
２mL脂肪溶液
２ mL蒸馏水
有荧光
出现
无荧光
出现
无荧光
出现
无荧光
出现
直接能源物质
15min
暗处
不是直接能源物质
不是直接能源物质
若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，你认为会发荧光吗？
会发荧光，因为葡萄糖进入组成发光器的细胞可被氧化分解，使细胞生成ATP可供发光利用。
分 组
实验步骤 一 二 三
实验现象
结论 置于暗处（使原有能量消耗完）,约过15分钟
将发光器取下,干燥后研磨成粉末。取四等份分别装入四支试管，各加入少量蒸馏水
2 ml
蒸馏水
2 ml
葡萄糖溶液
2 ml
脂肪
2 ml
ATP溶液
A
B
C
D
发出荧光
无荧光
无荧光
无荧光
葡萄糖、脂肪不能被生物体直接利用
直接给生命活动提供能量的是——ATP
对照组
实验组
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
萤火虫发光器的经典实验
part1——ATP的功能
用于恒定体温
生物放电
ATP
主动运输
各种运动，如肌细胞收缩
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
细胞内各种吸能反应
生物发光
大脑思考
（渗透能）
（电能）
（光能）
（机械能）
（化学能）
（热能）
一 .ATP的功能
~
~
组成元素
C、H、O、N、P
化学组成
1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团
结构简式
A－P~P~P
腺苷(A)
腺苷一磷酸（AMP）
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷三磷酸（ATP）
结构特点
远离腺苷的特殊的化学键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成
两个特殊的化学键
中文名称
腺苷三磷酸
普通化学键
二 .ATP的结构
二 .ATP的结构
探究活动一·构建ATP模型
腺嘌呤
核糖
磷酸基团
请尝试构建ATP的模型
腺嘌呤
核糖
P
A—P ~ P ~ P
~
化学键
二 .ATP的结构
腺嘌呤
核糖
ATP的结构式
3个磷酸基团
ATP与什么化合物类似？
腺嘌呤
核糖
腺嘌呤核糖核苷酸
P
P
脱去两个
磷酸基团
ATP
组成RNA的
基本单位
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
1个磷酸基团
二 .ATP的结构
O
OH
OH
CH2
A
Pα
Pγ
Pβ
～
～
若其中的核糖换成脱氧核糖呢？
脱氧腺苷一磷酸
(dAMP、腺嘌呤脱氧核苷酸)
脱氧腺苷二磷酸(dADP)
脱氧腺苷三磷酸(dATP)
脱氧核糖
二 .ATP的结构
化合物 结构简式 “A”含义 共同点
ATP
DNA RNA 核苷酸 不同化合物中“A”的辨析
腺苷
(由腺嘌呤和核糖组成，
全称腺嘌呤核糖核苷)
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
二 .ATP的结构
在如图所示的四种化合物的化学组成中，与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是（ ）
A．①﹣腺嘌呤核糖核苷酸 B．②﹣腺苷
C．③﹣腺嘌呤脱氧核苷酸 D．④﹣腺嘌呤
D
概念检测
三 .ATP和ADP可以相互转化
探究活动二·ATP水解
ATP
我相当脆弱，水解时容易断裂
ADP
核糖
P
P
P
腺嘌呤
~
~
尝试写出ATP水解的反应式。
核糖
P
P
腺嘌呤
~
~
三 .ATP和ADP可以相互转化
A—P~P~P
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
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。
ATP
ADP + Pi + 能量
酶
其他分子
其他分子发生变化
ATP水解的过程就是释放能量的过程
结合
ATP的供能机理
三 .ATP和ADP可以相互转化
ATP
水解酶
ADP +Pi
+能量
合成酶
（放能反应）
用于：
各项生命活动
（吸能反应）
相互转化的意义是:
使能量能够循环流通
来源于：
光合作用和呼吸作用
三 .ATP和ADP可以相互转化
ATP
消耗量大
ATP
含量很少
矛盾
研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。
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
ATP合成和水解都非常迅速,使得ATP含量处在动态平衡之中，保证了生物体内部稳定供能环境。
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
三 .ATP和ADP可以相互转化
三 .ATP和ADP可以相互转化
反应 ATP→ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量→ATP
反应条件（酶种类）
场　　所
能量来源
能量去向
酶
酶
ATP水解酶
ATP合成酶
生物体的需要能量的部位
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
ATP中特殊的化学键
呼吸作用、光合作用
用于各项生命活动
储存于ATP的特殊化
学键中
物质是可逆的，能量是不可逆的
结论 ：
该过程是一个可逆反应吗？
不是可逆反应！！
三 .ATP和ADP可以相互转化
三 .ATP和ADP可以相互转化
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。
能量
≈
≈
流 通
理解：为什么ATP是细胞的能量“货币”（直接能源）
概念检测
（2024年全国卷）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（ ）

A. ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B. 用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C. β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D. 光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
C
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
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
概念检测
资料：三磷酸腺苷二钠，为细胞代谢改善药（为细胞提供能量），常用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全、心肌疾患及肺炎等辅助治疗的作用。
课后作业：
结合一种疾病，阐明三磷酸腺苷二钠的药用机理。
课后思考