5.2 细胞的能量货币ATP课件(共23张1个视频)

第2节细胞的能量“货币”ATP第5章

细胞的能量供应和利用秋夕杜牧（唐）银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。(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？(3)萤火虫发光的过程有能量的转换吗？化学能转变为光能。腹部后端细胞内有荧光素。【问题探讨】能量荧光素酶+氧气发出驱动细胞生命活动的直接能源物质——ATP荧光素激活的荧光素氧化荧光素荧光一、ATP是一种高能磷酸化合物(1)ATP的中文名称？(2)ATP的元素组成？(3)图中①②③的结构分别代表什么？(4)腺苷是由图中哪些结构组成的？腺嘌呤核糖腺苷磷酸磷酸磷酸①②③C、H、O、N、P腺苷三磷酸①腺嘌呤②核糖③磷酸基团①②(5)模型构建①ATP含有几个腺苷？②几个磷酸基团？

④结构简式？(6)A、T、P、—、～分别代表什么？腺嘌呤核糖腺苷磷酸磷酸磷酸特殊的化学键普通化学键①②③A–P～P～P1个3个A:P:～:—:腺苷磷酸基团普通的化学键特殊的化学键一、ATP是一种高能磷酸化合物ATP消耗量大体内ATP储量很少矛盾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1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。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。2ATP合成和水解都非常迅速根据资料可知人体内ATP储量很少，但需求量很大，机体是如何解决这个矛盾，来满足对能量的需求的呢？通过ATP和ADP的快速转化，来满足对能量的需求。二、ATP与ADP的相互转化31.ATP的水解PPAPPiPAP能量ATP水解酶ATPADP30.54kJ/mol，用于各项生命活动。＋H2OPAP酶AMP能量写出ATP水解的反应式：

ATPADP+Pi（磷酸）+能量

ATP水解酶二、ATP与ADP的相互转化PiPAP能量ADPATP合成酶＋＋PPAPATP＋H2O

思考：合成ATP的能量来源是什么？写出ATP合成的反应式：ADP+Pi+能量

ATP合成酶2.ATP的合成二、ATP与ADP的相互转化能量ATPADPPi光合作用呼吸作用用于细胞各项生命活动。根据以上分析，完善ATP与ADP相互转化的模型图：

思考：ATP的水解与合成是可逆反应吗？3.ATP与ADP的相互转化二、ATP与ADP的相互转化反应反应类型水解反应合成反应酶的类型场所能量来源植物动物能量去向ATP与ADP的相互转化時刻发生并处于

之中在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的

。物质是

，能量是

的、酶是

的水解酶合成酶特殊的化学键中的化学能用于各项生命活动储存于特殊化学键中可逆的不可逆不相同动态平衡统一性有机物中的化学能（呼吸作用）光能(光合作用)呼吸作用有机物释放的能量所有需能部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等二、ATP与ADP的相互转化4.归纳总结用于大脑思考（电能）

用于主动运输（渗透能）用于生物发光(光能)用于生物发电（电能）

用于物质合成（化学能）用于肌肉收缩（机械能）ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？三、ATP的利用三、ATP的利用参与Ca2+转运的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应的位点结合时，酶活性激活。ATP分子末端磷酸基团脱离与载体蛋白结合，伴随能量的转化。（载体蛋白磷酸化）载体的蛋白磷酸化，空间结构改变，

Ca2+结合位点转向膜外侧，

Ca2+释放到膜外ATPATP的供能机制Ca2＋主动运输载体结合ATP水解Pi与载体结合载体空间结构改变Ca2＋释放到膜外ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。三、ATP的利用ATPADP水解合成细胞的

吸能反应（各项生命活动）细胞的

放能反应能量能量ATP是细胞内流通的能量“货币”！葡萄糖、脂肪等含有能量多不能被直接利用

吸能反应：（伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。

放能反应：（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。

ATP在吸能反应和放能反应之间流通，是细胞内流通的能量“货币”，满足细胞各项生命活动对能量的需求。含有能量相对少能被直接利用三、ATP的利用放能反应和吸能反应的判断技巧(1)看反应方向①

从小分子→大分子

(CO2+H2O→葡萄糖)：一般是吸能反应。②

从大分子→小分子

(葡萄糖→CO2+H2O)：一般是放能反应。(2)看ATP的动向①如果反应需要

ATP水解来提供能量，这个反应就是吸能反应。②如果反应的结果是ATP合成，这个反应就是放能反应。三、ATP的利用任务三：ATP与ADP可以相互转化吸能反应放能反应

蛋白质的合成葡萄糖的氧化分解主动运输DNA的复制光合作用胞吞、胞吐ATP水解ATP合成三、ATP的利用生物体能源物质生物体主要能源物质生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质直接来源能量物质最终能源来源ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能糖类、脂肪、蛋白质【归纳小结】生物体内的能源物质资料5

如果将ATP中的碱基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。资料420世纪50年代，研究者发现ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。ATP是一种能源物质，也是能在细胞间传递信息的信号分子。结论：结论：除了ATP外，鸟苷三磷酸GTP、尿苷三磷酸UTP和胞苷三磷酸CTP，也可以直接供能。思考(1)ATP只能作为能源物质吗？(2)有其他的直接能源物质吗？ATP全称：腺苷三磷酸结构简式：

A-P～P～PATP的来源：ATP与ADP相互转化:ATP的利用：各种形式的能量光合作用呼吸作用ATPADP+Pi+能量酶1

酶2总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。课堂小结1.如图表示ATP的结构，据图分析错误的是A.图中A代表的是腺苷B.图中b、c代表的是特殊的化学键C.水解时c键更容易断裂D.图中a是RNA的基本组成单位图中A代表的是腺嘌呤课堂检测√2.(2024·广东佛山高一质检)下列关于ATP分子的叙述，正确的是A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素C.1molATP水解，释放出30.54kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成来自远离腺苷的那个特殊化学键的断裂T表示三个(磷酸基团)课堂检测√3下列关于吸能反应和放能反应的说法，错误的是A.ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带B.葡萄糖的氧化分解是放能反应C.所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用D.肌肉收缩是吸能反应，肌肉做功是放能反应并不是所有的植物细胞都能进行光合作用课堂检测√4.Ca2+