资源简介

(共24张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第二节
细胞的能量“货币”ATP
一、学习目标
二、重难点
1.简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式。
2.解释ATP在能量代谢中的作用。
1.生命观念：认知ATP作为能量“通货”，体现了生物界的统一性。
2.科学思维：认识ATP在细胞中作为能量“通货”的原因。
讨论:
1.萤虫发光的生物学意义是什么？
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？
问题探讨
...
《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。
相互传递求偶信号,以便交尾繁衍后代。
腹部后端细胞内有荧光素。
囊萤夜读
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。
有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时萤火虫才能发光。
萤火虫发光的直接能源物质是
葡萄糖
脂肪
蛋白质
ATP
【资料】
1929年，化学家洛曼首先发现ATP。1935年，苏联生物学家恩格尔哈特发现肌肉收缩需要ATP。1941年，生物化学家李普曼等证明了ATP是细胞内化学能的主要载体，在生物体内能量交换中具有核心作用。
葡萄糖是细胞内的主要能源物质；脂肪是细胞内良好的储能物质；蛋白质是生命活动的主要承担者，也能被分解为生命活动提供能量。
探究生命活动的直接能源物质
能量
探究 实践
.
探究 实践
.
探究生命活动的直接能源物质
萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP制剂等
荧光素+能量+O2 氧化荧光素
荧光素酶
（发出荧光）
自变量：
因变量：
无关变量：
添加的物质（葡萄糖/脂肪/？）
是否发光
温度等
1.实验材料
2.实验原理
3.实验变量
4.实验过程
发光器粉末加入试管暗处理15分钟
加试剂
黑暗条件下观察
探究 实践
.
探究生命活动的直接能源物质
4.实验过程
A
B
C
ATP制剂2ml
0.1%葡萄糖2ml
脂肪溶液2ml
5.实验结论
ATP是驱动细胞活动的直接能源物质
一 、ATP是一种高能磷酸化合物
ATP的功能：
1 .
ATP是驱动细胞活动的直接能源物质
ATP的结构：
2 .
(1).中文名称：
(2).元素组成：
腺苷三磷酸
C H O N P
A—P～P～P
(4).结构简式：
A :
P :
～:
—:
腺苷
磷酸基团
普通的化学键
特殊的化学键
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷一磷酸（AMP）
腺苷三磷酸（ATP）
（腺嘌呤核糖核苷酸）
腺苷（A）
(3).结构组成：
由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成
一 、ATP是一种高能磷酸化合物
ATP是一种高能磷酸化合物：
3 .
资料　α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATPβ位的磷酸基团，乙组用32P标记ATPγ位的磷酸基团，各加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸，结果只测得乙组中的Pi带有放射性。
P
P
P
α 位 β位 γ位
该实验说明什么？
ATP分子中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
ATP不稳定，β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。
为什么ATP的β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂？
ATP水解的过程就是释放能量的过程
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP是一种高能磷酸化合物：
3 .
【资料2】1molATP水解时释放的能量高达30.54kJ；1mol物质水解时释放能量在20.92kJ以上的化合物叫做高能化合物。
ATP中具有2个特殊的化学键，远离腺苷的特殊化学键容易断裂发生水解，释放高达30.54kJ/mol的能量。
一 、ATP是一种高能磷酸化合物
【资料3】：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；运动员在进行马拉松赛跑时，2个小时会消耗60kg的ATP，相当于一个成年人的体重。
ATP消耗量大
ATP含量很少
矛盾
相互转化反应式：
1 .
二 、ATP与ADP可以相互转化
ATP
水解酶
合成酶
ADP
+ Pi + 能量
相互转化的特点：
2 .
物质可逆，能量不可逆，酶不同
不是可逆反应
（1）在细胞的正常生活中，ATP与ADP的相互转化，不停地发生并处于 动态平衡；
（2）细胞内ATP与ADP的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。
ATP和ADP
的相互转化是不是可逆反应？
二 、ATP与ADP可以相互转化
能量来源：
3 .
ATP
ADP+Pi+
合成酶
能量
光
合
作
用
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
人、动物、
真菌、多数细菌等
绿色植物
有机物氧化分解
？
来源
(1)ATP ADP：
ATP中远离腺苷的高能磷酸键
(2)ADP ATP：
三 、ATP的利用
为细胞绝大多数生命活动供能：
1 .
用于物质合成
ATP
用于大脑思考
生物发光
肌肉收缩
主动运输
生物发电
电鳐
三 、ATP的利用
ATP为主动运输供能机制：
2 .
胞外
胞外
胞外
ATP
ADP
P
P
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的 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 。
3. 载体蛋白磷酸化导致其 发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。
Ca2+
ATP
运输
催化
末端磷酸基团
空间结构
磷酸化
三 、ATP的利用
细胞内流通的能量“货币”：
3 .
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
ATP
ADP
水解
合成
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP是细胞内流通的能量“货币”。
(1)最终能量来源：太阳能。
(2)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。
(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。
(4)良好储能物质：脂肪。
(5)主要能源物质：糖类。
(6)直接能源物质：ATP。
“不动产”
“定期存款”
“活期存款”
“现金”
细胞内供能的顺序：糖类→脂肪→蛋白质
生物体内的能源物质总结
【问题】ATP只能作为直接能源物质
资料:20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 的 分子。
【问题】还有其他的直接能源物质吗
信号
其他直接能源物质：
GTP、CTP、UTP
dATP、dGTP、dCTP、dTTP
信息
o
o
将萤火虫的荧光素酶基因导入植物细胞中，再用荧光素溶液浇灌植物，
转基因植物可在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。
学以致用
能量
荧光素酶
＋氧气
荧光素
激活的荧光素
荧光
氧化荧光素
发出
课堂练习
1、ATP的结构式可以简写为 （ ）
A、A-P-P~P B、A-P~P~P C、A~P~P-P D、A~P~P~P
2、生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是 （ ）
A、太阳能 糖类 ATP B、ATP 糖类 脂肪
C、ATP 脂肪 太阳能 D、ATP 葡萄糖 太阳能
3、ATP在细胞内的含量及其生成是（ ）。
A.很多，很快 B.很少，很慢 C.很多，很慢 D.很少，很快
B
D
D
课堂练习
4.2025柳州半程马拉松即将在12月启幕，邀你共赴一场冬日硬核浪漫。跑马拉松过程中，ATP为肌细胞提供了大量能量。ATP结构示意图如下，下列有关叙述，正确的是 （　　）
A．虚线框中部分是DNA的基本组成单位之一
B．激烈的比赛过程中，体内ATP的分解速率远远大于合成速率
C．通过ATP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应
D．b和c两个化学键中，b键更容易断裂供能
b
c
D
课堂练习
5.蛋白质的磷酸化在信号传递过程中起着重要作用，而很多转化过程都需要ATP的参与，蛋白质磷酸化后，空间结构发生了变化，活性也发生了变化，进而使Ca2＋释放到膜外。蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A.蛋白质磷酸化的过程会消耗ATP，使ATP的
含量明显下降
B.蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程体现了蛋白
质结构与功能相适应的观点
C.蛋白质的磷酸化和去磷酸化属于可逆反应
D.蛋白质的磷酸化属于吸能反应，其能量来自ATP中活跃的化学能
√
√
A C
课堂小结
ATP
1、中文名称：
腺苷三磷酸
2、组成元素：
C、H、O、N、P
3、结构简式：
A—P～P～P
4、与ADP的相互转化：
ATP
ADP + Pi + 能量
酶I
酶II
5、ATP合成的能量来源
光合作用
呼吸作用
6、ATP的利用
下课
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展开更多......

收起↑