细胞的能量通货-ATP-年高一上学期生物人教版必修1.pptx

第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用秋夕（唐秋夕（唐.杜牧）杜牧）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，天阶夜色凉如水，天阶夜色凉如水，卧看天牛织女星。卧看天牛织女星。请你猜一猜：请你猜一猜：有种虫儿真奇怪，有种虫儿真奇怪，一盏灯笼随身带，一盏灯笼随身带，黑夜点灯满天飞，黑夜点灯满天飞，像星闪闪真可爱。像星闪闪真可爱。有机物中储存的有机物中储存的化学能化学能转变成转变成光能光能时，萤火虫才时，萤火虫才能发光。能发光。1 1、萤火虫发光的生物学意、萤火虫发光的生物学意义是什么？义是什么？2 2、萤火虫体内有特殊的发、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？光物质吗？3 3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？传递求偶信号传递求偶信号萤火虫腹部后端细胞内的萤火虫腹部后端细胞内的荧光素荧光素，是其特有的发，是其特有的发光物质。光物质。【相关资料相关资料P89】萤火虫萤火虫的尾部发光细胞中有的尾部发光细胞中有荧光素荧光素和荧光素酶和荧光素酶。荧光素接受。荧光素接受能能量量后就后就被激活被激活，在荧光素酶，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素氧化荧光素并且发出荧光。并且发出荧光。能量能量荧光素酶荧光素酶氧气氧气荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素荧光荧光氧化荧氧化荧光素光素发出发出仿生实例：荧光灯（节能灯）冷光源仿生实例：荧光灯（节能灯）冷光源仿生实例：荧光灯（节能灯）冷光源仿生实例：荧光灯（节能灯）冷光源想一想1：谁谁是为萤火虫尾部细是为萤火虫尾部细胞的发光胞的发光直接提供能量直接提供能量的呢？的呢？葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪细胞生命活动所需要细胞生命活动所需要的主要能源物质的主要能源物质细胞内良好的储能物质细胞内良好的储能物质ATPATP？荧荧光光消消失失暗处暗处ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液ATP溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水观察观察15min暗处暗处预期结果预期结果如何？就如何？就此你得出此你得出一个怎样一个怎样的结论？的结论？合作探究合作探究1 1暗处暗处ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液ATP溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水有荧光有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无荧光无荧光出现出现ATP是直接能源物质是直接能源物质15min暗处暗处荧荧光光消消失失1 1.中文名称：中文名称：2.2.组成元素：组成元素：组成元素：组成元素：C C、H H、OO、N N、P P三磷酸腺苷三磷酸腺苷（小分子物质）（小分子物质）一、一、ATPATP的结构简式及其高能磷酸键的结构简式及其高能磷酸键腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸基团磷酸基团 （P）PPP高能磷酸键高能磷酸键腺苷腺苷(A)A AP PP PP P 3 3.结构简式：结构简式：远离远离腺苷的那个高能磷酸键容易水解断裂腺苷的那个高能磷酸键容易水解断裂。（第二个）（第二个）易断裂易断裂易形成易形成普通磷酸键普通磷酸键1.ATP1.ATP的结构式可以简写为（的结构式可以简写为（）BA、APPP B、APPPC、APPP D、APPP2.2.一分子一分子ATPATP中含有的中含有的腺苷、高能磷酸键腺苷、高能磷酸键和和磷酸基团磷酸基团数目依次是（数目依次是（）。）。A A、1 1，2 2，2 B2 B、1 1，2 2，1 1 C C、D D、2 2，3 3，1 1 C练一练练一练1 1，2 2，3 3 一般将水解释放一般将水解释放20.92kJmol能能量的化合物都叫做高能化合物量的化合物都叫做高能化合物。1molATP水解时释放的能量高达水解时释放的能量高达30.54kJ，所以，所以ATP是高能磷酸化合物是高能磷酸化合物。资资 料料你还知道哪些高能你还知道哪些高能(磷酸磷酸)化合物化合物?磷酸肌酸磷酸肌酸 CP想一想2：在萤火虫尾部细胞的发光过程中直在萤火虫尾部细胞的发光过程中直接提供能量的物质是接提供能量的物质是ATP。那能量主要。那能量主要存在与存在与ATP分子的什么结构中？是怎样分子的什么结构中？是怎样被释放出来的？被释放出来的？ATP的水解的水解就是这种就是这种能量能量很很活跃，能被直接活跃，能被直接利用，利用，为各项生为各项生命活动提供能量命活动提供能量。A P P高能磷酸键高能磷酸键 ADP A P PP30.54k30.54kJ J/mol/mol二磷酸腺苷二磷酸腺苷思考：思考：ADPADP继续水解的继续水解的产物是什么？产物是什么？PPP核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤P核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤 AMP腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸核糖核苷酸注意：三磷酸腺苷与腺嘌呤核糖核苷酸的区别注意：三磷酸腺苷与腺嘌呤核糖核苷酸的区别ATPADPPP核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤 研究显示：研究显示：一个成人一天在静止状态下一个成人一天在静止状态下所消耗的所消耗的ATPATP为为48kg48kg，在紧张活动的情况下，在紧张活动的情况下，ATPATP的消耗可达的消耗可达0.5kg/min0.5kg/min。而人体中。而人体中ATPATP的总的总量只有大约量只有大约2 2-10-10mgmg，剧烈运动时只能维持，剧烈运动时只能维持3s3s。ATPATP的含量少，但是的含量少，但是ATPATP与与ADPADP转化十分迅速转化十分迅速 能量能量A-PPP(ATP)A-PP(ADP)能量能量Pi酶酶Pi酶酶特点：快速，高效，时刻进行，处于动态平衡特点：快速，高效，时刻进行，处于动态平衡 其能量供应机制是生物界的共性其能量供应机制是生物界的共性意义：意义：保证生命活动对能量的正常供应保证生命活动对能量的正常供应。二、二、生物体细胞内生物体细胞内ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化 1997 1997年，保罗年，保罗年，保罗年，保罗.博博博博耶（美）和约翰耶（美）和约翰耶（美）和约翰耶（美）和约翰.沃克沃克沃克沃克（英）因研究三磷酸腺（英）因研究三磷酸腺（英）因研究三磷酸腺（英）因研究三磷酸腺苷合成酶如何利用能量苷合成酶如何利用能量苷合成酶如何利用能量苷合成酶如何利用能量再生方面取得成就被授再生方面取得成就被授再生方面取得成就被授再生方面取得成就被授予诺贝尔化学奖予诺贝尔化学奖予诺贝尔化学奖予诺贝尔化学奖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、人、动物、人、真菌、真菌、大大多数细菌多数细菌绿色植物绿色植物、蓝藻、蓝藻能能 量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 酶酶糖类、脂肪等有糖类、脂肪等有机物氧化分解机物氧化分解ADPADP转化成转化成ATPATP时时其他的能量其他的能量来源来源：1、对于人和动物来说，、对于人和动物来说，骨骼肌细胞骨骼肌细胞内内ATP含量较低时，还可含量较低时，还可磷酸肌酸磷酸肌酸CP+ADP ATP+肌酸肌酸 2、一些能进行、一些能进行化能合成作用化能合成作用的细菌的细菌，可，可将将外界环境中外界环境中NH3,S2-,Fe2+等氧化释放能量供应等氧化释放能量供应ATP利用利用用于主动运输用于主动运输 用于生物放电用于生物放电（电能电能）用于生物发光用于生物发光（光能光能）用于各种运动，如肌细用于各种运动，如肌细胞收缩（胞收缩（机械能机械能）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（化学能化学能）用于大脑思考用于大脑思考（电能电能）ATP三、三、ATPATP的利用的利用A AT TP P转化成转化成A AD DP P时所释放能量的去向时所释放能量的去向用于各项生命活动用于各项生命活动1、是不是所有细胞生命活动都消耗能量？、是不是所有细胞生命活动都消耗能量？不是，如有机物分解释放能量，形成不是，如有机物分解释放能量，形成ATP2、是不是所有生命活动所需能量都由、是不是所有生命活动所需能量都由ATP提供？提供？不是，如植物对水分的吸收和运输动力来不是，如植物对水分的吸收和运输动力来自叶片蒸腾拉力自叶片蒸腾拉力ATP ADP+Pi+能量能量 合成合成酶酶水解水解酶酶此反应是可逆反应吗？此反应是可逆反应吗？ATPATP合成与合成与ATPATP分解的比较：分解的比较：全程设计全程设计P44P44反反 应应ATPADP+Pi+能量能量ADP+Pi+能量能量ATP反应类型反应类型酶的类型酶的类型场所场所能量能量来源来源能量能量去向去向酶酶酶酶水解反应水解反应水解反应水解反应合成反应合成反应合成反应合成反应水解酶水解酶水解酶水解酶合成酶合成酶合成酶合成酶活细胞各处活细胞各处活细胞各处活细胞各处线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、细胞质基质等细胞质基质等细胞质基质等细胞质基质等高能磷酸键中高能磷酸键中高能磷酸键中高能磷酸键中的化学能的化学能的化学能的化学能有机物中的化学能有机物中的化学能有机物中的化学能有机物中的化学能、光能等、光能等、光能等、光能等用于各项生命活动用于各项生命活动用于各项生命活动用于各项生命活动储存于高能磷酸键中储存于高能磷酸键中储存于高能磷酸键中储存于高能磷酸键中结论结论：物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 3.ATP转转化化为为 ADP 可表示如下：式中可表示如下：式中X代表（代表（）A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPi练一练练一练D4.对于反应式：对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是能量，以下提法正确的是()A、物质是可逆的，能量是不可逆的、物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆、物质和能量都是可逆 的的C、物质和能量都是不可逆的、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的、物质是不可逆的，能量是可逆的A酶酶酶酶呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）等呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）等释放能量释放能量(放能反应放能反应)生命活动生命活动(吸能反应吸能反应)ATPATP是细胞内流通的能量是细胞内流通的能量“通货通货”四、四、ATP为什么细胞内流通的能量为什么细胞内流通的能量“通货通货”吸能反应：与ATP的水解相联系放能反应：与ATP的合成相联系1.ATP的结构简式的结构简式 AP P P2.ATP和和ADP相互转换相互转换ATP ADP+Pi+能量能量 ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶3.ATP的利用的利用易断裂易断裂易形成易形成细胞的能量细胞的能量“通货通货”是生命活动的直接能源物质是生命活动的直接能源物质用于各项生命活动用于各项生命活动能源物质：能源物质：主要能源物质：主要能源物质：储能物质：储能物质：良好的储能物质：良好的储能物质：一般不供能的能源物质：一般不供能的能源物质：直接能源物质：直接能源物质：最终能源物质：最终能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、糖类、脂肪、蛋白质、ATP糖类糖类脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）脂肪脂肪ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）太阳能太阳能蛋白质蛋白质能源物质能源物质“轻重缓急轻重缓急”比喻比喻ATP零花钱，直接用，随用随取零花钱，直接用，随用随取糖类糖类活期存折，主要用，随时凭单支取活期存折，主要用，随时凭单支取脂肪脂肪定期存折，储备用，轻易不取定期存折，储备用，轻易不取思考与讨论思考与讨论P90小资料：纯净的小资料：纯净的ATP是白色粉末状，是白色粉末状，能够溶于水能够溶于水，ATP片剂可以片剂可以口服口服，而，而ATP注射注射液可以肌液可以肌肉注射或静脉滴注。肉注射或静脉滴注。【适应症适应症】用于用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全全等的辅助治疗。等的辅助治疗。【药物原理药物原理】当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，三磷酸腺苷（应等需要能量时，三磷酸腺苷（ATP）即分解成二磷）即分解成二磷酸腺苷及磷酸基，同时释放出能量。酸腺苷及磷酸基，同时释放出能量。1 1、ATPATP在细胞内的含量及其生成是（在细胞内的含量及其生成是（）A、很多，很快很多，很快 B、很少，很慢很少，很慢 C、很多，很慢很多，很慢 D、很少，很快很少，很快2 2、ATPATP之所以能作为能量的直接来源是因为（之所以能作为能量的直接来源是因为（）A.ATP在细胞中数量非常多在细胞中数量非常多 B、ATP中的高能磷酸键很稳定中的高能磷酸键很稳定 C、ATP中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定 D、ATP是生物体内惟一可以释放能量的化合物是生物体内惟一可以释放能量的化合物DC3 3、人体内的主要能源物质、直接能源物、人体内的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质依次是（质、储备能源物质依次是（）A.糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质 B.糖类、糖类、ATP、脂肪、脂肪 C.葡萄糖、葡萄糖、ATP、蛋白质、蛋白质 D.糖类、核酸、糖类、核酸、ATP 4.304.30个腺苷和个腺苷和6060个磷酸基团能组成多少个个磷酸基团能组成多少个ATPATP分子分子()()A.10 B.20 C.30 D.605.ATP5.ATP中中,大量化学能储存在大量化学能储存在()()A.腺嘌呤核苷与磷酸基团之间腺嘌呤核苷与磷酸基团之间 B.磷酸基团内部磷酸基团内部C.磷酸基团之间磷酸基团之间 D.腺嘌呤核苷内部腺嘌呤核苷内部练习练习P90