【课件】细胞的能量货币ATP课件高一上学期生物人教版必修1.pptx

问题探讨问题探讨银烛秋光冷画屏，银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如冰，天街夜色凉如冰，卧看牵牛织女星。卧看牵牛织女星。秋夕秋夕秋夕秋夕唐唐唐唐 杜牧杜牧杜牧杜牧萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？相互相互传递求偶信号传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。，以便交尾繁衍后代。腹部后端细胞内腹部后端细胞内有荧光素有荧光素。腹部细胞内有机物中储存的腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能化学能转变为光能使其发光。使其发光。萤火虫发光所需的能量是由糖类萤火虫发光所需的能量是由糖类、脂肪脂肪直接提供的吗？还是其他物质？直接提供的吗？还是其他物质？萤火虫发光实验：萤火虫发光实验：用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入1 1、2 2、3 3、4 4四支试管，并做如下处理。四支试管，并做如下处理。在生命系统中：在生命系统中：主要的能源物质：主要的能源物质：主要的贮能物质：主要的贮能物质：糖类糖类脂肪脂肪AB15min荧荧光光消消失失暗处暗处有荧光有荧光出现出现葡萄糖溶液葡萄糖溶液溶液溶液CD脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现上述实验结果能说明什么问题？萤火虫发光所需的能量是由萤火虫发光所需的能量是由ATPATP直接直接提供的。提供的。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，可望成为有前动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，可望成为有前景的抑癌剂。景的抑癌剂。功能功能:纯净的纯净的ATP呈白色粉末状，能呈白色粉末状，能溶于水。作为药品可以提供能溶于水。作为药品可以提供能量并改善患者新陈代谢。量并改善患者新陈代谢。ATP片剂可以口服片剂可以口服，注射液注射液可可供肌肉注射或静脉注射。供肌肉注射或静脉注射。第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATPATP第五章 细胞的能量供应和利用模型建构模型建构:阅读阅读P86P86内容。内容。核糖腺嘌呤腺嘌呤1.用所给材料构建用所给材料构建ATPATP分子的结构模型分子的结构模型2.在模型下标出在模型下标出腺苷、腺苷、AMP(腺苷一磷酸腺苷一磷酸)、ADP(腺苷二腺苷二磷酸磷酸)、ATP(腺苷三磷酸腺苷三磷酸)的对应部分的对应部分P磷酸基团 核糖PPP 腺苷腺苷一磷酸(AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸一一.ATP.ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物2 2、ATPATP的结构简式的结构简式:A-PPP（2 2个）个）1、ATP的全称：的全称：腺苷三磷酸腺苷三磷酸腺苷腺苷3 3、组成元素：、组成元素：C、H、O、N、P腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸磷酸基团基团（1 1个）个）（1 1个）个）（3 3个）个）APPP 腺苷（腺嘌呤+核糖）特殊化学键磷酸基团普通化学键ATP的结构式的结构式1mol ATP1mol ATP水解释放的能量高达水解释放的能量高达30.54kJ30.54kJ，而普通化学键只能释放而普通化学键只能释放14.2KJ14.2KJ的能量。的能量。ATPATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。是细胞内的一种高能磷酸化合物。二二.ATP和和ADP可以相互转化可以相互转化A-PPPA-PPPPi能量能量能量能量PiATPATP合成酶合成酶 ATP水解酶水解酶ADP+Pi+能量能量酶酶酶酶1、转化过程：、转化过程：（腺苷二磷酸）（腺苷二磷酸）ATPATP水解的过程就是释放能量的过程水解的过程就是释放能量的过程。由于两个相邻的磷酸基团都带。由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，特殊化学键不稳定，有负电荷而相互排斥等原因，特殊化学键不稳定，末端磷酸基团具有较末端磷酸基团具有较高的转移势能高的转移势能,挟能量离开挟能量离开ATPATP与其他分子结合，使后者发生变化，伴随与其他分子结合，使后者发生变化，伴随着能量的转移。着能量的转移。活动：写出ATP水解的反应式资料分析资料分析资料分析资料分析1.1.一个成年人在平静状态下，一个成年人在平静状态下，2424小时将有小时将有40kg40kg的的ATPATP发生转发生转化，而细胞内化，而细胞内ATPATP、ADPADP的总量仅有的总量仅有2mg2mg10mg10mg。2.2.一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg0.5kg的的ATPATP转转化成化成ADPADP，释放能量，供运动之需。生成的，释放能量，供运动之需。生成的ADPADP又又可在一定可在一定条件下条件下转化成转化成ATPATP。ATPATP在细胞内形成后，不到在细胞内形成后，不到1min1min的时间的时间就要发生转化。就要发生转化。ATP和和ADP的相互转化是时刻不停地发的相互转化是时刻不停地发生并且处在生并且处在动态平衡动态平衡之中的之中的.ATP在生物体内在生物体内含量很少含量很少。以上资料说明以上资料说明生物体内的生物体内的ATP有什么特点有什么特点？用于各项用于各项生命活动生命活动2 2、ADPADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源时所需能量的主要来源动物和人等动物和人等绿色植物绿色植物能量能量呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP+Pi+ATP 酶酶 动物、人等动物、人等:通过通过呼吸作用呼吸作用分解有机物释放的能量分解有机物释放的能量绿色植物绿色植物:呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用糖类等有机物氧化分解释放的能量（真菌、多数细菌）（真菌、多数细菌）ATP与与ADP的相互转化过程是可逆反应吗？的相互转化过程是可逆反应吗？ATP合成酶合成酶ATPATP水解酶水解酶+Pi（磷酸）（磷酸）+能量能量ADP 细胞中细胞中绝大多数绝大多数需要能量的生命活动都是由需要能量的生命活动都是由ATPATP直接提供直接提供能量能量的。的。ATPATP与与ADPADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细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，体现了胞内都是一样的，体现了生物界的统一性生物界的统一性。ATPATP是一种物质，不是能量，能量以化学能形式储存在是一种物质，不是能量，能量以化学能形式储存在ATPATP中。中。非可逆反应：非可逆反应：反应条件不同，反应条件不同，物质可逆，能量不可逆物质可逆，能量不可逆注意注意:ATPATP并非细胞生命活动唯一的直接供能物质，只是绝大多数生并非细胞生命活动唯一的直接供能物质，只是绝大多数生命活动的直接供能物质。命活动的直接供能物质。用于主动运输用于主动运输ATP用于各种运动，用于各种运动，如肌细胞收缩如肌细胞收缩用于生物放电用于生物放电葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应用于细胞内各种吸能反应用于生物发光用于生物发光用于大脑思考用于大脑思考ATP是细胞生命活动的是细胞生命活动的直接能源物质直接能源物质三三.ATP.ATP的利用的利用 *需需(吸吸)能反应总是与能反应总是与ATPATP水解的反应相联系水解的反应相联系,由由ATPATP水解提供能量水解提供能量.*放能反应总是与放能反应总是与ATPATP的合成相联系的合成相联系,释放的能量贮释放的能量贮存在存在ATPATP中中.三.ATP的利用典例1：ATP为萤火虫发光提供能量ATP供能荧光素酶O2荧光素激活的荧光素荧光氧化荧光素发出转基因荧光素酶基因（光能）典例2：Ca2+的运输ATP为主动运输供能载体蛋白载体蛋白的磷酸化空间结构发生变化-催化ATP水解-能量转移-载体蛋白磷酸化载体蛋白空间结构发生变化Ca2+释放到膜外原理：ATP水解释放的 使 等分子 。这些分子被 后，发生 变化，也被改变，因而可以参与各种化学反应。磷酸基团磷酸化蛋白质空间结构活性磷酸化糖类、脂肪糖类、脂肪ATP能量储存大量能量，储存大量能量，但不能直接利用。但不能直接利用。储存能量相对少，储存能量相对少，但可直接利用。但可直接利用。据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子所含的能量的倍。据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子所含的能量的倍。理解理解:ATP:ATP是细胞的能量是细胞的能量“货币货币”（直接能源（直接能源）细胞的能量细胞的能量“货币货币”-ATPATPATPADPADPA-PA-PP PP P水解水解水解水解合成合成合成合成结构简式结构简式全称全称腺苷三磷酸腺苷三磷酸人和动物等：呼吸作用人和动物等：呼吸作用绿色植物：光合作用和呼吸作用绿色植物：光合作用和呼吸作用来源来源去向去向各项生各项生命活动命活动ATPATP是驱动细胞生命活是驱动细胞生命活动的动的直接能源物质直接能源物质小结：小结：C、H、O、N、P元素组成元素组成转变为转变为光能光能、电能电能、机械能机械能、化学能化学能等。等。作业布置：作业布置：导导学案学案P88P92课后分层检测课后分层检测P199P200课堂练习1.下图1为ATP的分子结构图，图2为ATP与ADP相互转化过程图。有关叙述正确的是（）A图1中的A为腺嘌呤，B为腺苷B图1中的化学键在图2中很容易形成或断裂C图2中过程所需的能量都来自于细胞内有机物的 氧化分解D图2中催化过程和过程的酶肯定不是同一种酶D腺嘌呤腺嘌呤+核糖核糖腺腺 苷苷腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸当堂检测当堂检测2 2ATPATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，下列有是驱动细胞生命活动的直接能源物质，下列有关关ATPATP的叙述，的叙述，错误错误的是（的是（）A AATPATP中的磷酸基团均具有较高的转移势能中的磷酸基团均具有较高的转移势能 B BATPATP的合成往往与放能反应相联系的合成往往与放能反应相联系C CATPATP水解可以使蛋白质等分子磷酸化水解可以使蛋白质等分子磷酸化D D参与主动运输的载体蛋白是能催化参与主动运输的载体蛋白是能催化ATPATP水解的酶水解的酶A末端末端末端末端磷酸基团具有磷酸基团具有磷酸基团具有磷酸基团具有较高的转移势能较高的转移势能较高的转移势能较高的转移势能当堂检测当堂检测3.3.在如图所示四种化合物的化学组成中，在如图所示四种化合物的化学组成中，“”中所对中所对应的含义最接近的是（）应的含义最接近的是（）A.A.和和 B.B.和和 C.C.和和 D.D.和和D腺嘌呤核腺嘌呤核腺嘌呤核腺嘌呤核糖核苷酸糖核苷酸糖核苷酸糖核苷酸腺嘌呤核腺嘌呤核腺嘌呤核腺嘌呤核糖核苷酸糖核苷酸糖核苷酸糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱腺嘌呤脱腺嘌呤脱腺嘌呤脱氧核苷酸氧核苷酸氧核苷酸氧核苷酸4、人的骨骼肌细胞中，、人的骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时的含量仅够剧烈运动时3秒秒钟以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中肌细钟以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中肌细胞中胞中ATP的含量变化如图。据图回答的含量变化如图。据图回答:（1）a-b 的变化过程，说明的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量被水解，释放的能量用于用于_；（2）b-c过程中过程中ATP含量增加说明含量增加说明_加强，加强，释放更多释放更多_，供，供ADP形成形成ATP，以补充细胞中，以补充细胞中ATP含量的不足；含量的不足；（3）从整个曲线来看，肌细胞中）从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为的含量不会降为零，说明零，说明_。骨骼肌细胞的收缩有氧呼吸能量ATPATP在细胞内的转化速率很快，维持含量的在细胞内的转化速率很快，维持含量的相对稳定相对稳定