【生物】细胞的能量“货币”ATP课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP学习目标1.掌握ATP的结构简式2.掌握ATP与ADP的相互转化3.掌握ATP在生命活动中的利用4.掌握细胞中的吸能反应和放能反应 相相传传，我我国国晋晋朝朝青青年年车车胤胤由由于于家家境境贫贫寒寒，买买不不起起灯灯油油，无无法法在在晚晚上上读读书书。于于是是他他在在草草丛丛中中捉捉了了很很多多的的萤萤火火虫虫，并并且且将将它它们们装装在在薄薄薄薄的的布袋子里，借着萤火虫发出的光读书。这就是布袋子里，借着萤火虫发出的光读书。这就是“囊萤夜读囊萤夜读”的故事。的故事。1、萤火虫发光的生物学意义是什么？相互传递求偶信号，以便繁衍后代。2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？腹部后端细胞内有荧光素。3、萤火虫发光需不需要能量呢？需要，且有能量转换，化学能转变成光能时，萤火虫才能发光萤火虫的尾部发光细胞中有萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素荧光素和和荧光素酶荧光素酶。荧光素接受荧光素接受能量能量后就被激活，在荧光素酶的催后就被激活，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，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。形成氧化荧光素并且发出荧光。荧光素酶荧光素酶荧光素酶荧光素酶氧气氧气氧气氧气荧荧光光素素激活的激活的荧光素荧光素 氧化氧化荧光素荧光素发出发出能量能量【相关资料】萤火虫的发光原理荧荧光光这些能量从哪里来？这些能量从哪里来？细胞中的能量物质 化学能化学能主要能源物质主要能源物质主要储能物质主要储能物质糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉植物储能物质植物储能物质动物储能物质动物储能物质直接能源物质直接能源物质太阳能细胞细胞生命活动的生命活动的这些物质能为萤火虫发光直接供能吗?ATP（功能）一 ATP是一种高能磷酸化合物1.名称：。2.元素组成:腺苷三磷酸3.结构简式：。AP 腺苷磷酸基团APPP3个磷酸基个磷酸基团腺苷三磷酸腺苷三磷酸腺苷腺苷腺嘌呤核糖特殊的化学键：。由：。：。和 组成 C、H、O、N、P 腺嘌呤核糖PPPA AP PP PP P P P腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖 A AP P P P:特殊的化学键 由于两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，容易断裂，具有较高的转移势能。：普通磷酸键注意：ATP是一种物质，而不是能量ATP是一种高能磷酸化合物ATP中远离腺苷的特殊化学键水解释放能量高达30.54kJ/mol更易断裂一 ATP是一种高能磷酸化合物腺腺嘌呤呤PPPC1C2C3C4C5OOHOH腺腺苷苷腺腺嘌呤核糖核苷酸（呤核糖核苷酸（AMP）ADPATP普通普通特殊化学特殊化学键 特殊化学特殊化学键汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品4.ATP4.ATP、ADPADP与腺嘌呤核糖核苷酸的关系：与腺嘌呤核糖核苷酸的关系：二 ATP与ADP可以相互转化核糖核糖 物质结构 物质名称 “A”的含义核糖核糖APPP ATP.A U G C.A-PP PATP核糖核糖AP腺苷（腺嘌呤+核糖）腺嘌呤核糖核苷酸DNARNA腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸以以下下几种不同物几种不同物质“”中所中所对应的含的含义比较辨析1下下图图表表示示ATP的的结结构构，其其中中的的五五碳碳糖糖为为核核糖糖。据据图图分分析错误的是（析错误的是（）CA图中图中A代表的是腺嘌呤代表的是腺嘌呤B图中图中b、c代表的是特殊的化学键代表的是特殊的化学键C水解时水解时b更容易断裂更容易断裂D图中图中a是是RNA的基本组成单位之一的基本组成单位之一练一练练一练2.2.一分子一分子ATPATP中含有的腺苷、磷酸基团和特殊的化学键中含有的腺苷、磷酸基团和特殊的化学键数目依次是（数目依次是（）。）。A A、1 1，2 2，2 B2 B、1 1，2 2，1 1 C C、1 1，3 3，2 D2 D、2 2，3 3，1 1 C总结：ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，“1”表示1个腺苷，“2”表示2个特殊的化学键，“3”表示3个磷酸基团。1.成人体内ATP的总量是210 mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为40 kg.2.ATP在细胞内形成后，不到1min的时间就要发生转化,在剧烈运动时ATP的消耗可达0.5 kg/min；在安静状态时，肌肉内ATP所释放能量只能维持肌肉收缩12 s。通过ATP和ADP之间迅速地转化。二 ATP与ADP可以相互转化ATP特点：含量含量 ，消耗，消耗 转化转化速率速率 。低低快快大大含量低含量低消耗大消耗大转化速率快转化速率快生物体会出现ATP供不应求的情况吗？ATPATP合成合成ATPATP水解水解ATPATP与与ADPADP相互转化示意图相互转化示意图酶酶Pi能量能量酶酶Pi能量能量A-PPP(ATP)A-PP(ADP)ATP的水解：ATP的合成：二 ATP与ADP可以相互转化ATPADP+Pi+能量ATP与与ADP的相互的相互转化化有什么特点？有什么特点？1.1.ATPATP和和ADPADP的相互转化，是的相互转化，是_地发生并且处地发生并且处于于_之中之中,保证了为细胞稳定供能。保证了为细胞稳定供能。动态平衡动态平衡特点：时刻不停时刻不停2.2.ATPATP和和ADPADP相互转化的能量供应机制，在相互转化的能量供应机制，在所有生物所有生物的细的细胞内都是一样的，体现了生物界的胞内都是一样的，体现了生物界的_。统一性统一性（阅读课本（阅读课本8787页第页第1 1段）段）二 ATP与ADP可以相互转化 酶酶 I I酶酶IIII动物、人、真菌及大多数细菌等绿色植物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 酶酶在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来呢？(1)绿色植物:(2)动物、人、真菌和大多数细菌：呼吸作用光合作用、呼吸作用能量（2 2）能量来源（去向）不同：）能量来源（去向）不同：ATPATP水解释放的能量用于各项生命活动，水解释放的能量用于各项生命活动，ATPATP合成的能量来源于呼吸作用或光合成的能量来源于呼吸作用或光合作用。合作用。ATPATP酶酶IIII 酶酶ADPADP能量能量+PiPi（1 1）所需要的酶不同：）所需要的酶不同：催化催化ATPATP水解的酶属于水解酶，催化水解的酶属于水解酶，催化ATPATP合成的酶属于合成酶。合成的酶属于合成酶。2.ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗？物质可逆，能量不可逆。酶酶 I I二 ATP与ADP可以相互转化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用于于生生物物发发电电葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 蔗糖蔗糖酶用于物质合成用于物质合成用于大脑思考用于大脑思考用于生物发光用于生物发光ATPATP的水解场所：的水解场所：活细胞所有部位活细胞所有部位三 ATP的利用ATP是如何为生命活动供能的呢？是如何为生命活动供能的呢？Ca2+ATP 1参与参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP 水解的酶水解的酶。当膜内侧的当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被与其相应位点结合时，其酶活性就被激活激活了。了。三 ATP的利用Ca2+ADP2在载体蛋白这种酶的作用下，在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的分子的末端磷酸基团末端磷酸基团脱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，这就是载体蛋白的是载体蛋白的磷酸化磷酸化。Ca2+ADP3载体蛋白磷酸化导致其载体蛋白磷酸化导致其空间结构空间结构发生变化，使发生变化，使Ca2+的结的结合位点转向膜外侧，将合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜释放到膜外外。(1)(1)吸能反应与吸能反应与ATPATP 相联系，由相联系，由ATPATP水解提供水解提供能量能量（蛋白质（蛋白质的的 ）(2)(2)放能反应与放能反应与ATPATP 相联系，释放的能量储存在相联系，释放的能量储存在 中，为反应直接供中，为反应直接供能能。（葡萄糖（葡萄糖的的 ）。）。(3)(3)能量通过能量通过 在吸能反应和放能反应之间在吸能反应和放能反应之间流通流通。3.3.细胞内的化学反应可分成细胞内的化学反应可分成 反应和反应和 反应两类。反应两类。合成合成氧化分解氧化分解ATPATP吸能吸能放能放能水解水解合成合成吸能吸能反应反应放能放能反应反应ATP水解ATP合成ATPATP三 ATP的利用科学家运用萤火虫的荧光素发光这一原理，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”。三 ATP的利用ATP中文名称：腺苷三磷酸结构简式：A-PPPATP的来源：ATP与ADP相互转化:ATP的利用：各项生命活动光合作用呼吸作用ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量水解酶水解酶 合成酶合成酶元素组成：C、H、O、N、P课堂小结功能：直接能源物质2 2、下列对下列对ATPATP和和ADPADP的相互转化的叙述的相互转化的叙述,正确的是正确的是()A.ATPA.ATP水解和合成时所需要的酶都是一样的水解和合成时所需要的酶都是一样的B.ATPB.ATP水解时释放能量水解时释放能量,合成合成ATPATP时储存能量时储存能量C.ATPC.ATP和和ADPADP的相互转化是一个动态平衡的过程的相互转化是一个动态平衡的过程D.D.植物细胞和动物细胞发生植物细胞和动物细胞发生ATPATP和和ADPADP的相互转化的生理过程一样的相互转化的生理过程一样B1.1.下列关于水稻细胞内下列关于水稻细胞内ATPATP的叙述错误的是的叙述错误的是()()A.A.能与能与ADPADP相互转化相互转化 B.B.只能由细胞呼吸产生只能由细胞呼吸产生C.C.可为物质跨膜运输提供能量可为物质跨膜运输提供能量D.D.释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合C练一练3 3ATPATP是是细细胞胞的的能能量量“货货币币”，其其中中储储存存着着大大量量的的活活跃跃的的化化学学能能。有关说法正确的是（有关说法正确的是（）A A ATPATP的合成总是伴随着有机物的氧化分解的合成总是伴随着有机物的氧化分解B B ADPADP转化为转化为ATPATP时，只需要时，只需要PiPi和能量和能量C C 所有生物体内所有生物体内ADPADP转化成转化成ATPATP所需要的能量所需要的能量都都来自呼吸作用来自呼吸作用D DATPATP与与ADPADP在活细胞中无休止地相互转化在活细胞中无休止地相互转化D 植物光合作用植物光合作用过程也能合成程也能合成ATP酶练一练练一练1.1.甲是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确甲是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是（的是（）A A在主动运输过程中，细胞内乙的含量会明显增加在主动运输过程中，细胞内乙的含量会明显增加B B丙中不含磷酸键，是丙中不含磷酸键，是 DNA DNA 基本组成单位之一基本组成单位之一C C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D D甲甲乙和乙乙和乙丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同Cx2.ATP2.ATP在生物体的生命活动中发挥着重要的作用，下列有关在生物体的生命活动中发挥着重要的作用，下列有关ATPATP的叙述，不正确的是（）的叙述，不正确的是（）A A人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是合成行的生理活动是合成ATPATPB B细胞内细胞内ATPATP与与ADPADP相互转能量的供应机制，是生物界的共相互转能量的供应机制，是生物界的共性性C CATPATP中的中的“A“A”与构成与构成RNARNA中的碱基中的碱基“A“A”是同一物质是同一物质D DATPATP是生物体内的直接能源物质，在细胞内含量很少是生物体内的直接能源物质，在细胞内含量很少练一练c c4、ATP合成与ATP水解的比较：反 应ATPADP+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酶酶活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等特殊化学键光合作用和呼吸作用用于各项生命活动储存于特殊化学键中结论：物质是可逆的，反应、能量是不可逆的 三 ATP的利用