5.2细胞的能量“货币”ATP课件-高一上学期生物人教版必修一

本节聚焦:为什么说ATP是细胞的能量“货币”？ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？第2节细胞的能量“货币”ATP必修1分子与细胞/第5章/细胞的能量供应和利用/3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？相互传递信号，以便繁衍后代。有。荧光素。“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如冰，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。

讨论1.萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能，在转变为光能时发光。

萤火虫发光的原理：萤火虫的尾部发光器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素+能量

+O2

氧化荧光素+H2O荧光素酶发出荧光从哪里来？【材料用具】【作出假设】【提出问题】萤火虫发光的直接能源物质是什么？【实验设计】干燥研磨后的萤火虫发光器粉末，生理盐水，葡萄糖溶液，ATP溶液、蒸馏水。荧光素+能量+O2

氧化荧光素+H2O荧光素酶（发出荧光）【实验原理】ATP是直接的能源物质探究萤火虫发光的直接供能物质1.将萤火虫发光器粉末分别装入A、B、C、三支试管中，每组加入2mL蒸馏水，振荡均匀。观察现象。2.待荧光消失后，分别向A、B、C、D四支试管中依次加入葡萄糖溶液、ATP溶液、生理盐水、各2mL，振荡均匀。观察现象。【实验设计】三组荧光均消失ABC２ｍL葡萄糖溶液２ｍL生理盐水有荧光出现无荧光出现无荧光出现2ml荧光素溶液（荧光素+水）15min暗处观察暗处【实验结论】：萤火虫发光的直接供能物质是ATP２ｍLATP溶液自变量因变量对照组实验组实验组【进行实验】【实验现象】蛋白质——脂肪——糖类——ATP——细胞能源物质的比喻“不动产”“定期存款”“活期存款”“现金”功能：ATP是生物体生命活动的直接能源物质01ATP分子结构解决以下问题，展示学习成果：ATP的中文名称？ATP的分子结构简式？其中A代表什么？P代表什么？~代表什么？腺苷由哪些分子组成？ATP元素组成？一.ATP是一种高能磷酸化合物A–P～P～P腺苷=腺嘌呤+核糖磷酸基团（3个）特殊的化学键（2个）普通化学键（1个）腺苷三磷酸CHONPA：P：～：3.结构简式：—：1.中文名称：2.组成元素：4.ATP中A、T、P与结构的对应关系~~一.ATP是一种高能磷酸化合物5.ATP供能原理：ATP中相邻两个磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能。

ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。这一过程中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。30.54KJ/mol

A–P～P(腺苷二磷酸)水解酶+能量ATP≠能量A–P～P～P(腺苷三磷酸)+Pi＋H2OATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。注意：腺嘌呤核糖核苷酸是构建RNA的基本单位之一腺苷（A）腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）一.ATP是一种高能磷酸化合物7.ATP、ADP与AMP的关系：腺苷三磷酸（ATP）辨析：A–P～P～P

ACGTTGCAUGAGA①:腺苷②：腺嘌呤③：腺嘌呤脱氧核苷酸③：腺嘌呤脱氧核苷酸2ATP与ADP可以相互转化PPP~~能量能量合成水解ATP与ADP相互转化示意图PP~PiPiATPATP合酶

ATP水解酶ADP+Pi+

能量物质可逆，能量不可逆1.转化过程二.ATP与ADP可以互相转化二.ATP与ADP可以互相转化2.转化特点研究显示，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。ATP消耗量大成人体内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。ATP含量很少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。ATP合成和水解都非常迅速ATP和ADP相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，ATP含量少，转化速率快。ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性。二.ATP与ADP可以互相转化3.ATP能量来源二.ATP与ADP可以互相转化3.ATP能量来源人、动物、真菌等：通过呼吸作用分解有机物释放能量绿色植物：呼吸作用和光合作用动物、人真菌、多数细菌等ADP转化成ATP时所需能量的主要来源水解酶ADP+Pi合成酶能量能量ATP用于糖类绝大多数生命活动呼吸作用光合作用绿色植物呼吸作用放能反应吸能反应放能反应一般与ATP的________相联系，吸能反应一般与ATP的________相联系。合成水解ATP——细胞的能量货币归纳小结：ATP与ADP相互转化的比较ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶反应类型合成反应水解反应能量来源光能(光合作用)、化学能(呼吸作用)储存在高能磷酸键中能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位结论ATP与ADP可以相互转化；且转化较快。酶酶3ATP的利用三.ATP的利用用于物质合成细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的（但不是唯一直接能量物质）。大脑思考肌肉收缩电鳐放电三.ATP的利用1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。3.载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。ATP是如何为主动运输供能的？三.ATP的利用

ATP水解释放的

使

等分子

化。这些分子被_________后，发生

变化，

也被改变，因而可以参与各种

。磷酸基团磷酸蛋白质空间结构活性化学反应磷酸化4.载体蛋白去磷酸化—构型恢复。1.Ca2+载体蛋白（ATP水解酶）被激活。2.载体蛋白磷酸化。3.载体蛋白空间结构变化，Ca2+的结合位点转向膜外侧。三.ATP的利用萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下。荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。科学家利用这一原理，培育出一种能发光的“荧光树”。荧光树将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。归纳小结：ATP与ADP相互转化的比较ATP和ADP的相互转化是否为可逆反应？不是。可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行。(1)反应条件不同；(2)能量来源和去路不同；(3)反应场所不同。上述反应中物质可逆，但能量不可逆。ATP水解酶1

ATPADP+Pi+能量ATP合成酶2归纳小结(1)能源物质：(2)主要能源物质：(3)储能物质：(4)主要储能物质：(5)直接能源物质：(6)最终能量来源：腺苷腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义生物体内的能源物质糖类、脂肪、蛋白质、ATP。糖类。脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。脂肪。ATP。太阳能。质疑：有其他的直接能源物质吗?

资料:如果将ATP中碱基A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸，尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子组成dNTP家族，均为高能化合物。练习与应用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～PB.A-P～P～PC.A～P～P-PD.A～P～P～PB2.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

一、概念检测3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列关于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合成所需要的能量由磷酸提供C.ATP可以水解为ADP和磷酸