【生物】細胞的能量“貨幣”ATP課件 2023-2024學年高一上學期生物人教版必修1

第五章細胞的能量供應(yīng)和利用5.2細胞的能量“貨幣”ATP學習目標1.掌握ATP的結(jié)構(gòu)簡式2.掌握ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化3.掌握ATP在生命活動中的利用4.掌握細胞中的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)相傳，我國晉朝青年車胤由于家境貧寒，買不起燈油，無法在晚上讀書。于是他在草叢中捉了很多的螢火蟲，并且將它們裝在薄薄的布袋子里，借著螢火蟲發(fā)出的光讀書。這就是“囊螢夜讀”的故事。1、螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？相互傳遞求偶信號，以便繁衍后代。2、螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？腹部后端細胞內(nèi)有熒光素。3、螢火蟲發(fā)光需不需要能量呢？需要，且有能量轉(zhuǎn)換，化學能轉(zhuǎn)變成光能時，螢火蟲才能發(fā)光螢火蟲的尾部發(fā)光細胞中有熒光素和熒光素酶。熒光素接受能量后就被激活，在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學反應(yīng)，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。熒光素酶＋氧氣熒光素激活的熒光素

氧化熒光素發(fā)出能量【相關(guān)資料】螢火蟲的發(fā)光原理熒光這些能量從哪里來？

細胞中的能量物質(zhì)

化學能主要能源物質(zhì)主要儲能物質(zhì)糖類脂肪糖原淀粉植物儲能物質(zhì)動物儲能物質(zhì)直接能源物質(zhì)太陽能細胞生命活動的這些物質(zhì)能為螢火蟲發(fā)光直接供能嗎?ATP

（功能）一ATP是一種高能磷酸化合物1.名稱：

。2.元素組成:腺苷三磷酸3.結(jié)構(gòu)簡式：

。AP～

腺苷磷酸基團A－P～P～P3個磷酸基團腺苷三磷酸腺苷腺嘌呤核糖特殊的化學鍵：

。由：

。：

。

和

組成

C、H、O、N、P~~腺嘌呤核糖PPPA－P～P～P

P腺嘌呤核糖～～AP

P~:特殊的化學鍵

由于兩個相鄰磷酸都帶負電相互排斥，使得這種化學鍵不穩(wěn)定，容易斷裂，具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。–：普通磷酸鍵注意：ATP是一種物質(zhì)，而不是能量ATP是一種高能磷酸化合物ATP中遠離腺苷的特殊化學鍵水解釋放能量高達30.54kJ/mol更易斷裂一ATP是一種高能磷酸化合物腺嘌呤～～PPPC1C2C3C4C5OOHOH

腺苷腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）ADPATP普通特殊化學鍵特殊化學鍵漢水丑生侯偉作品漢水丑生侯偉作品4.ATP、ADP與腺嘌呤核糖核苷酸的關(guān)系：二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化核糖

物質(zhì)結(jié)構(gòu)

物質(zhì)名稱“A”的含義核糖AP~PP~ATP….AUGC….A-P～P～PATP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脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸以下幾種不同物質(zhì)“○”中所對應(yīng)的含義比較辨析1．下圖表示ATP的結(jié)構(gòu)，其中的五碳糖為核糖。據(jù)圖分析錯誤的是（）CA．圖中A代表的是腺嘌呤B．圖中b、c代表的是特殊的化學鍵C．水解時b更容易斷裂D．圖中a是RNA的基本組成單位之一練一練練一練2.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基團和特殊的化學鍵數(shù)目依次是（）。

A、1，2，2B、1，2，1C、1，3，2D、2，3，1C總結(jié)：ATP的結(jié)構(gòu)組成可以用“1、2、3”來總結(jié)，“1”表示1個腺苷，“2”表示2個特殊的化學鍵，“3”表示3個磷酸基團。1.成人體內(nèi)ATP的總量是2～10mg，但一個成人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP為40kg.2.

ATP在細胞內(nèi)形成后，不到1min的時間就要發(fā)生轉(zhuǎn)化,在劇烈運動時ATP的消耗可達0.5kg/min；在安靜狀態(tài)時，肌肉內(nèi)ATP所釋放能量只能維持肌肉收縮1～2s。通過ATP和ADP之間迅速地轉(zhuǎn)化。二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP特點：含量

，消耗

轉(zhuǎn)化速率

。低快大含量低消耗大轉(zhuǎn)化速率快生物體會出現(xiàn)ATP供不應(yīng)求的情況嗎？ATP合成ATP水解ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖酶Pi能量酶Pi能量A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)ATP的水解：ATP的合成：二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP+Pi+能量ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么特點？1.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，是_________地發(fā)生并且處于___________之中,保證了為細胞穩(wěn)定供能。動態(tài)平衡特點：時刻不停2.ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，在所有生物的細胞內(nèi)都是一樣的，體現(xiàn)了生物界的________。統(tǒng)一性（閱讀課本87頁第1段）二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

酶I酶II動物、人、真菌及大多數(shù)細菌等綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP

酶在ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過程中，所需要的能量從哪里來呢？(1)綠色植物:(2)動物、人、真菌和大多數(shù)細菌：呼吸作用光合作用、呼吸作用能量（2）能量來源（去向）不同：ATP水解釋放的能量用于各項生命活動，ATP合成的能量來源于呼吸作用或光合作用。ATP酶II

酶ADP能量++Pi（1）所需要的酶不同：

催化ATP水解的酶屬于水解酶，催化ATP合成的酶屬于合成酶。2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎？物質(zhì)可逆，能量不可逆。

酶I二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化用于主動運輸ATP用于各種運動，如肌細胞收縮用于生物發(fā)電葡萄糖+果糖→蔗糖酶用于物質(zhì)合成用于大腦思考用于生物發(fā)光ATP的水解場所：活細胞所有部位三ATP的利用ATP是如何為生命活動供能的呢？Ca2+ATP1．參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點結(jié)合時，其酶活性就被激活了。三ATP的利用Ca2+ADP2．在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。Ca2+ADP3．載體蛋白磷酸化導致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+

釋放到膜外。(1)吸能反應(yīng)與ATP

相聯(lián)系，由ATP水解提供能量（蛋白質(zhì)的

）(2)放能反應(yīng)與ATP

相聯(lián)系，釋放的能量儲存在

中，為反應(yīng)直接供能。（葡萄糖的

）。(3)能量通過

在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。3.細胞內(nèi)的化學反應(yīng)可分成

反應(yīng)和

反應(yīng)兩類。合成氧化分解ATP吸能放能水解合成吸能反應(yīng)放能反應(yīng)ATP水解ATP合成ATP三ATP的利用科學家運用螢火蟲的熒光素發(fā)光這一原理，將熒光素酶基因?qū)胫参锖螅儆脽晒馑厝芤簼补嘀参?，使轉(zhuǎn)基因植物在黑暗中發(fā)光，從而培育出一種能發(fā)光的“熒光樹”。三ATP的利用ATP中文名稱：腺苷三磷酸結(jié)構(gòu)簡式：

A-P~～P~～PATP的來源：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化:ATP的利用：各項生命活動光合作用呼吸作用ATPADP+Pi+能量水解酶

合成酶元素組成：C、H、O、N、P課堂小結(jié)功能：直接能源物質(zhì) 2、下列對ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的敘述,正確的是()

A.ATP水解和合成時所需要的酶都是一樣的

B.ATP水解時釋放能量,合成ATP時儲存能量

C.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是一個動態(tài)平衡的過程

D.植物細胞和動物細胞發(fā)生ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的生理過程一樣B1.下列關(guān)于水稻細胞內(nèi)ATP的敘述錯誤的是()A.能與ADP相互轉(zhuǎn)化B.只能由細胞呼吸產(chǎn)生C.可為物質(zhì)跨膜運輸提供能量D.釋放的磷酸基團能與某些蛋白質(zhì)結(jié)合C練一練3．ATP是細胞的能量“貨幣”，其中儲存著大量的活躍的化學能。有關(guān)說法正確的是（）A．ATP的合成總是伴隨著有機物的氧化分解B．ADP轉(zhuǎn)化為ATP時，只需要Pi和能量C．

所有生物體內(nèi)ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需要的能量都來自呼吸作用D．ATP與ADP在活細胞中無休止地相互轉(zhuǎn)化D植物光合作用過程也能合成ATP酶練一練練一練1.甲是生命活動的直接能源物質(zhì)，據(jù)圖判斷下列敘述正確的是（

）A．在主動運輸過程中，細胞內(nèi)乙的含量會明顯增加B．丙中不含磷酸鍵，是DNA基本組成單位之一C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成D．甲→乙和乙→丙過程中，其催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)相同Cx2.ATP在生物體的生命活動中發(fā)揮著重要的作用，下列有關(guān)ATP的敘述，不正確的是（）A．人體成熟的紅細胞、蛙的紅細胞、雞的紅細胞中均能進行的生理活動是合成ATPB．細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)能量的供應(yīng)機制，是生物界的共性C．ATP中的“A”與構(gòu)成RNA中的堿基“A”是同一物質(zhì)D．