5.2細(xì)胞的能量“貨幣”ATP課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第2節(jié)

細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用為什么說ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”？ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？這有什么意義？◎本節(jié)聚焦細(xì)胞中的哪些生命活動(dòng)需要ATP提供能量？有種蟲兒真奇怪，一盞燈籠隨身帶，黑夜點(diǎn)燈滿天飛，像星閃閃真可愛。猜一猜螢火蟲問題探討1.螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2.螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3.螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？討論：

主要是相互傳遞求偶信號(hào)，以便繁衍后代。

腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素是其特有的發(fā)光物質(zhì)。

有，其腹部細(xì)胞內(nèi)的一些有機(jī)物中儲(chǔ)存的化學(xué)能，只有轉(zhuǎn)換成光能，螢火蟲才能發(fā)光。想一想：在細(xì)胞內(nèi)哪些物質(zhì)有可能為螢火蟲尾部細(xì)胞的發(fā)光提供能量？葡萄糖細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)脂肪細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)ATP提供能量

誰(shuí)為螢火蟲尾部細(xì)胞的發(fā)光直接提供能量的呢？？發(fā)光原理：用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分別裝入四支試管，各加入少量水使之混合，置于暗處，可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)，約過15min熒光消失，然后...實(shí)驗(yàn)探究15min熒光消失暗處ABCD２ｍL葡萄糖溶液２ｍLATP溶液２ｍL脂肪溶液２ｍL蒸餾水有熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)從以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中你得出的結(jié)論是?直接能源物質(zhì)一、ATP是一種高能磷酸化合物1.ATP的功能：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)2.ATP的結(jié)構(gòu)：（1）中文名稱：腺苷三磷酸（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A—P～P～PA：P：～：—：腺苷磷酸基團(tuán)普通化學(xué)鍵特殊化學(xué)鍵（3個(gè)）（1個(gè)）（2個(gè)）（腺嘌呤+核糖）是一種高能鍵ATP是一種物質(zhì)，不是能量，能量只是儲(chǔ)存在ATP中記ATP的結(jié)構(gòu)式（3）ATP的組成：①腺嘌呤②核糖腺苷三個(gè)磷酸基團(tuán)③（4）元素組成：C、H、O、N、P記腺苷一磷酸（AMP）（5）ATP、ADP與AMP的區(qū)別腺苷三磷酸（ATP）腺苷二磷酸（ADP）RNA的基本單位之一：腺嘌呤核糖核苷酸記（6）ATP水解的實(shí)質(zhì)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。由于ATP中相鄰的磷酸基團(tuán)帶有負(fù)電荷而相互排斥，使得特殊化學(xué)鍵很不穩(wěn)定末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能ATP水解的實(shí)質(zhì)：ATP分子中特殊化學(xué)鍵的水解記一般將水解時(shí)釋放20.92kJ/mol及以上能量的化合物叫做高能化合物。

資料ATP是一種高能磷酸化合物1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ

。研究顯示：一個(gè)成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動(dòng)的情況下，ATP的消耗可達(dá)0.5kg/min。而人體中ATP的總量大約只有2mg，劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)只能維持3s。體內(nèi)的ATP含量這么少，如何滿足源源不斷的能量需求？二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP在生物體內(nèi)含量很低，但ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)換十分迅速，是時(shí)刻不停并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的，保證了穩(wěn)定供能。ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過程中，所需要的能量從哪里來？綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP酶有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能動(dòng)物、人、真菌及大多數(shù)細(xì)菌等光能化學(xué)能ATP酶2

酶1ADP+Pi+能量討論：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是否可逆?比較項(xiàng)目ATP的水解ATP的合成反應(yīng)式反應(yīng)類型酶的類型場(chǎng)所能量來源能量去向水解酶合成酶活細(xì)胞所有部位特殊化學(xué)鍵中的化學(xué)能光能、有機(jī)物中的化學(xué)能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)用于合成ATP葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體等酶ATP→ADP+Pi+能量酶ADP+Pi+能量→ATP水解反應(yīng)合成反應(yīng)ATP水解與ATP合成的比較結(jié)論：物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)記三、ATP的利用細(xì)胞中絕大多數(shù)生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的

ATP水解釋放的能量是如何用于上述各種生命活動(dòng)的呢？ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的原理：1.參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。3.載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外。2.在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)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。

ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，這在細(xì)胞中是常見的，這些分子被磷酸化后，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。放能反應(yīng)（釋放能量）如：葡萄糖的氧化分解等與ATP的水解相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。吸能反應(yīng)（吸收能量）

與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，用來為吸能反應(yīng)直接供能。細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)可以分成吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。如：蛋白質(zhì)的合成等放能反應(yīng)合成水解吸能反應(yīng)ATPATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”流通糖類、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量，但不能被直接利用。ATP儲(chǔ)存的能量相對(duì)來說少，但能被直接利用。細(xì)胞的能量“貨幣”ATPATP是一種高能磷酸化合物ATP的功能ATP的結(jié)構(gòu)ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化：