5.2细胞的能量“货币”ATP能课件高一上学期生物人教版必修1

细胞的能量“货币”ATP问题探讨“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，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。1．萤火虫发光的生物学意义是什么？

相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代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.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？化学能转变为光能学习目标1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点2.通过ATP与ADP之间的相互转化，理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP是一种高能磷酸化合物1ADP和ATP可以相互转化2ATP的利用3ATP是一种高能磷酸化合物一、ATP的结构和功能PPPA1.中文名称：腺苷三磷酸2.组成部分：腺嘌呤、核糖、磷酸基团3.元素组成：C、H、O、N、P4.结构简式：A—P～P～PA:腺苷

P：磷酸基团

—：普通化学键～：特殊化学键ATP是一种高能磷酸化合物5.供能原理两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等ATP中的特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，即具有较高的转移势能ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团能量与其他分子结合，从而使后者发生变化6.ATP的生理功能驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP是一种高能磷酸化合物在酶的作用下，末端的磷酸基团携带能量与其他分子结合使得后者发生变化其他分子比ATP稳定酶ATP是一种高能磷酸化合物A－P～P～P所以说ATP是一种高能磷酸化合物30.54kJ/mol脱落，挟能量与其他分子结合Pi+能量酶放能ATP是一种高能磷酸化合物二、ATP的结构式腺嘌呤磷酸基团（3个）腺苷（A）核糖腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷（ATP）腺嘌呤核糖核苷酸ATP是一种高能磷酸化合物有关ATP的5点提醒1.ATP结构中的“1”“2”“3”:“1”指一个腺苷，“2”指两个特殊的化学键，“3”指三个磷酸基团2.ATP是一种高能磷酸化合物，1molATP水解释放的能量高达30.54kJ3.ATP≠能量，ATP是一种物质，能量储存在ATP中4.ATP不是细胞内唯一的直接供能物质，GTP、UTP等高能磷酸化合物也可直接为细胞供能ATP是一种高能磷酸化合物5.ATP脱去一个磷酸基团成为ADP，再脱去一个磷酸基团就成为RNA的基本组成单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，也称腺苷一磷酸（AMP)ATP与ADP可以相互转化研究显示，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，每分钟消耗的ATP可达0.5kg/min1ATP消耗量大矛盾成人体内ATP总量约50~75g，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s2ATP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3ATP合成和水解都非常迅速ATP与ADP可以相互转化1.转化基础（1）ADP比ATP稳定ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP（2）脱离下来的磷酸基团脱落，挟能量与其他分子结合如果未转移给其他分子，就成为游离的磷酸ATP与ADP可以相互转化2.转化过程（1）示意图ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP（腺苷二磷酸），脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，成为游离的磷酸（Pi）在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新转化成ATPATP与ADP可以相互转化（2）关系式ATP的水解（释放能量）ATPADP+Pi+酶能量能量来源：远离腺苷（A）的特殊化学键去向：用于需能的生命活动ATP与ADP可以相互转化ATP的合成（储存能量）ATPADP+Pi+酶能量能量来源：光合作用——光能（绿色植物、蓝细菌）呼吸作用——有机物分解释放的能量去向：储存于ATP（远离A的特殊化学键）中绿色植物动物、人真菌、大多数细菌ATP与ADP可以相互转化ATP与ADP的相互转化ATPADP+Pi+酶1能量酶2不是可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所不同，条件不同ATP与ADP可以相互转化3.转化特点（1）转化非常迅速：ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，能满足生命活动对能量的需要（2）时刻不停地进行，保持动态平衡；ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生且处于动态平衡之中，这对于细胞内生命活动的稳定进行具有重要意义（3）生物共有：ATP和ADP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，这体现了生物界的统一性ATP的利用用于大脑思考（电能）用于肌肉收缩（机械能）用于细胞内各种吸能反应用于生物放电（电能）用于生物发光（光能）用于主动运输（渗透能）1.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接供能的ATP的利用2.ATP的供能过程——以Ca2+主动运输为例（1）ATP水解：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）载体蛋白磷酸化：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ATP的利用（3）Ca2+释放：载体蛋白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的利用

吸能反应（吸收能量）放能反应（释放能量）蛋白质的合成，生物体发光、发电，肌肉收缩…葡萄糖的氧化分解，呼吸作用…能量能量ATPADP3.ATP——细胞内流通的能量“货币”课堂小结ATPATP是一种高能磷酸化合物结构简式ATP与ADP可以相互转化转化过程ATP的利用吸能反应放能反应结构特点功能转化特点课堂小测1.下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(

)A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键C.在水解酶的作用下不断地合成和水解D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带解析：本题考查ATP的结构和作用的有关知识。选项正误原因A×1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成B×腺苷与磷酸基团之间的化学键是普通磷酸键，磷酸基团之间的化学键是高能磷酸键C×ATP在水解酶的作用下水解生成ADP和磷酸，ADP和磷酸在合成酶的作用下合成ATPD√吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应一般与ATP的合成有关，故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATPD2.磷酸果糖激酶是一种参与细胞内葡萄糖分解的酶，也是调控细胞内ATP含量的关键酶。当ATP不足时，ADP与该酶结合，使其加速催化6-磷酸果糖（葡萄糖转化形成）与ATP反应，生成1，6-二磷酸果糖，继续后续的代谢过程，使ATP合成量大于消耗量；当ATP充足时，ATP与该酶结合，使其活性下降，细胞几乎停止合成ATP。下列有关叙述，错误的是(

)A.磷酸果糖激酶与不同的物质结合时，酶的空间结构和活性随之改变B.磷酸果糖激酶参与催化反应时，可提供相关反应所需的活化能C.细胞内ATP数量可随不同代谢情况而变化，但含量能保持相对稳定D.磷酸果糖激酶能调控细胞内ATP含量离不开其他酶协同工作解析：A、依据题意，磷酸果糖激酶与ADP结合时活性高，与ATP结合时活性低，说明磷酸果糖激酶与不同物质结合时空间结构发生了改变，使得活性发生改变，A正确；B、酶的作用是降低化学反应的活化能，而不是提供活化能，B错误；C、细胞内ATP数量可随不同代谢情况而变化，但ATP与ADP之间转化速率非常快，因而含量能够保持相对稳定，C正确；D、磷酸果糖激酶是参与葡萄糖分解生成ATP的关键酶，但细胞内ATP的含量由诸多代谢反应共同决定，这些反应几乎也都需要酶的催化，D正确。B3.盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是(

)A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径解析：A、由题图右侧的信息可知，AT1蛋白缺陷，可以促进PIP2s蛋白的磷酸化，进而促进H2O2排出膜外，A正确；B、据题图左侧的信息