第五章第二节《细胞的能量通货-ATP》详解课件

第五章第二节细胞的能量通货-ATP详解课件萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？主要是相互传递求偶信号，吸引异性，繁衍后代主要是相互传递求偶信号，吸引异性，繁衍后代腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。有。其腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，有。其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。只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫体内有特殊的发光物质在生命系统中：在生命系统中：主要的能源物质：主要的能源物质：主要的贮能物质：主要的贮能物质：【提出问题】：【提出问题】：是谁是谁直接直接给萤火虫发光提供能量呢？是葡萄给萤火虫发光提供能量呢？是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？糖，脂肪，还是其他物质？糖类糖类脂肪脂肪在生命系统中：主要的能源物质：主要的贮能物质：【提出问题】：实验实验:探究萤火虫发光的直接供能物质探究萤火虫发光的直接供能物质A A脂肪脂肪2ml2ml葡萄糖葡萄糖溶液溶液2ml2mlB BC CATPATP注射注射液液2ml2mlA AB B置置于于暗暗处处荧光素荧光素2ml2ml和荧光素酶和荧光素酶实验结论：实验结论：ATPATP是直接供能物质是直接供能物质 C C 实验:探究萤火虫发光的直接供能物质A脂肪2ml葡萄糖溶液2为什么为什么ATPATP能直接为生命活动提供能量呢？能直接为生命活动提供能量呢？请同学们认真阅读课本请同学们认真阅读课本P88P88页页“ATP“ATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键”的知识，思考回答下列问题：的知识，思考回答下列问题：一、一、ATPATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键 1.ATP 1.ATP全称：全称：_ 2.ATP 2.ATP的结构简式是的结构简式是：_ 3.A:_ P:_ 3.A:_ P:_ :_:_ :_:_ 4.4.化学物质化学物质组成组成:5.5.元素元素组成组成:三磷酸腺苷三磷酸腺苷AP AP P P P P腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团普通化学键普通化学键高能磷酸键高能磷酸键腺苷（核糖和腺嘌呤）、磷酸基团腺苷（核糖和腺嘌呤）、磷酸基团C C、H H、O O、N N、P P为什么ATP能直接为生命活动提供能量呢？请同学们认真 假如用假如用 代表腺嘌呤、代表腺嘌呤、代表核代表核糖糖、代表磷酸基团，尝试构建代表磷酸基团，尝试构建ATPATP的模型。的模型。PPP腺嘌呤（腺嘌呤（A A）核糖核糖ATP的结构A:A:腺苷腺苷P:P:磷酸基团磷酸基团 :高能磷酸键高能磷酸键 :普通化学键普通化学键磷酸基团磷酸基团腺苷腺苷三个三个:A:A:T:T:P:P特点：特点：1 1、一个腺苷、一个腺苷2 2、两个高能磷酸键、两个高能磷酸键3 3、三个磷酸基团、三个磷酸基团 假如用 代表腺嘌呤、代ATPATP分子中具有高能磷酸键，远离分子中具有高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键容易断裂发生水腺苷的高能磷酸键容易断裂发生水解释，释放高达解释，释放高达30.54Kjmol30.54Kjmol的能量，的能量，所以说所以说ATPATP是细胞内的是细胞内的一种高能磷酸化合物。一种高能磷酸化合物。为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？ATP分子中具有 1、一分子、一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基中含有的腺苷、磷酸基 团和高能磷酸键数目依次（团和高能磷酸键数目依次（）A、1，2，2 B、1，2，1 C、1，3，2 D、2，3，1 C迁移训练迁移训练 1、一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基 C迁2、ATP中大量化学能储存在()A、腺苷内 B磷酸基团内 C腺苷与磷酸基团连接键内 D高能磷酸键内 D迁移训练迁移训练2、ATP中大量化学能储存在()D迁移训练能量能量二、二、ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化（1 1）ATPATP的水解的水解1.ATP1.ATP水解过程中哪个键断裂水解过程中哪个键断裂_ _ _ _2.ATP2.ATP分解后形成了哪些物质分解后形成了哪些物质_3.ATP3.ATP中所释放出来的能量去了哪里中所释放出来的能量去了哪里_ _ _ _ 在水解过程中需要什么条件在水解过程中需要什么条件_4 4.画出画出ATPATP水解的反应式：水解的反应式：ADP+PiADP+Pi远离腺苷的高能磷酸键远离腺苷的高能磷酸键用于各项生命活动用于各项生命活动酶酶A-P A-P P P P PA-PA-P P PPiPi+酶酶能量二、ATP与ADP的相互转化（1）ATP的水解1.APPP 核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤P核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤AMP 一磷酸腺苷一磷酸腺苷又叫又叫腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸ATPATP，ADPADP与与腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸的区别：的区别：ATP ATP 三磷酸腺苷三磷酸腺苷PP 核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤ADP ADP 二磷酸腺苷二磷酸腺苷【强调】【强调】PPP核糖腺嘌呤P核糖腺嘌呤AMP 一磷酸腺苷A（2 2 ）ATPATP的合成的合成 1.ATP1.ATP合成过程中需要些什么物质合成过程中需要些什么物质_ 是否需要能量？是否需要能量？_ 还需要什么条件？还需要什么条件？_ 2.2.画出画出ATPATP合成的反应式：合成的反应式：ADP+PiADP+Pi需要需要酶酶ATPATPADP+PiADP+Pi酶酶+能量能量（2）ATP的合成ADP+Pi需要酶ATPADP+Pi（3 3）转化过程）转化过程A-PPP(ATP)(ATP)A-PP(ADP)(ADP)能量能量ATPATP PiPiADP+PiADP+Pi+能量能量酶酶酶酶图中的两种酶图中的两种酶是否相同是否相同？能量能量PiPi酶酶酶酶（3）转化过程A-PPP(ATP)A-PP(ADP)能人、动物、人、动物、真菌、多数细菌等真菌、多数细菌等绿绿 色色 植植 物物呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP+Pi+ATP 酶酶糖类、脂肪糖类、脂肪等有机物氧等有机物氧 化分解化分解 能能 量量（4 4）ADPADP转化成转化成ATPATP时所需能量的时所需能量的主要来源主要来源人、动物、绿 色 植 物呼呼光ADP+Pi+ATP 思考：思考：ATPATP与与ADPADP相互转化过程是可逆反应吗？相互转化过程是可逆反应吗？物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的水解酶水解酶合成酶合成酶细胞质基质、线粒体、细胞质基质、线粒体、叶绿体叶绿体高能磷酸键高能磷酸键内的化学能内的化学能用于各项用于各项生命活动生命活动储存在储存在ATPATP中中广泛存在于细广泛存在于细胞的各个部位胞的各个部位有机物中的化学有机物中的化学能或光能能或光能思考：ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？物质是可逆的，3 3、ATPATP转化化为 ADP ADP 可表示如下式中可表示如下式中X X代表（代表（）A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPiD4 4、关于关于“ATP ADP+Pi+“ATP ADP+Pi+能量能量”的叙述，不正确的叙述，不正确 的是（的是（)A A、上述反应存在着能量的释放和贮存、上述反应存在着能量的释放和贮存 B B、所有生物体内、所有生物体内ADPADP转变成转变成ATPATP所需的能量都来所需的能量都来 自呼吸作用自呼吸作用 C C、这一反应无休止地在活细胞内进行、这一反应无休止地在活细胞内进行 D D、这一过程保证了生命活动的顺利进行、这一过程保证了生命活动的顺利进行酶酶 酶酶迁移训练迁移训练B3、ATP转化为 ADP 可表示如下式中X代表（）A三、三、ATPATP的利用的利用 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATPATP直接直接提供能量的，如：萤火虫尾部的发光。提供能量的，如：萤火虫尾部的发光。ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量酶酶荧光素荧光素+能量能量+O+O2 2 氧化荧光素氧化荧光素+发光发光荧光素酶荧光素酶ATPATP利用的其它举例（下图）利用的其它举例（下图）三、ATP的利用 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是用于大脑思考用于大脑思考用于生物发电发光用于生物发电发光 用于主动运输用于主动运输 ，细胞的生长分裂等细胞的生长分裂等ATP的利用的利用用于恒定体温用于恒定体温用于各种运动，用于各种运动，如肌细胞收缩如肌细胞收缩葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应用于细胞内各种吸能反应用于大脑思考用于生物发电发光 用于主动运输，ATP的利用用ATPATP中中的能的能量转量转化为化为机械能机械能（如肌细胞收缩）（如肌细胞收缩）热能热能（如维持体温）（如维持体温）渗透能渗透能（如主动运输）（如主动运输）电能电能（如电鳐放电）（如电鳐放电）光能光能（如萤火虫发光）（如萤火虫发光）化学能化学能（如葡萄糖和果糖合成蔗糖）（如葡萄糖和果糖合成蔗糖）ATP中的能机械能（如肌细胞收缩）热能（如维持体温）渗透能（伴随伴随ATPATP的水解的水解ATPATPATPATPADPADPADPADP伴随伴随ATPATP的合成的合成ATPATP：细胞的能量：细胞的能量“通货通货”吸能反应：吸能反应：放能反应：放能反应：酶酶酶酶酶酶酶酶PiPi蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖+果糖果糖葡萄糖葡萄糖+氧气氧气ADPADPADPADPPiPiATPATPATPATP 能量通过能量通过ATPATP分子在吸能反应和放能反应之间分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，故把循环流通，故把ATPATP比喻成比喻成细胞的能量细胞的能量“通货通货”酶酶酶酶酶酶酶酶二氧化碳二氧化碳+水水伴随ATP的水解ATPADP伴随ATP的合成ATP：细胞的能糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，储存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利用储存的能量相对储存的能量相对来说少，但能被来说少，但能被直接利用直接利用能量能量ATP-ATP-细胞内流通的细胞内流通的能量能量“通货通货”糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用储ATPATP糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太阳能太阳能拓拓 展展ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能拓 展 ATP能够使离体的刚刚丧失收缩功能的新能够使离体的刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌缩，这说明鲜骨骼肌缩，这说明ATP是肌肉收缩所需能量是肌肉收缩所需能量的的 。本实验的研究目的是研究外源本实验的研究目的是研究外源ATP对离体肌对离体肌肉的生理作用（设计实验以肉的生理作用（设计实验以葡萄糖葡萄糖与之对照），与之对照），因此，必须待离体肌肉自身的因此，必须待离体肌肉自身的 消耗之后，消耗之后，才能进行实验。在程序上，必须先滴加才能进行实验。在程序上，必须先滴加 ，观察，观察 与否以后，再滴加与否以后，再滴加 ，否则会造成，否则会造成 也能被肌肉直接利用的也能被肌肉直接利用的假像。假像。直接来源直接来源ATP葡萄糖溶液葡萄糖溶液肌肉收缩肌肉收缩ATP溶液溶液 葡萄糖葡萄糖巩固提高巩固提高 ATP能够使离体的刚刚丧失收缩功能的 海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经细胞，能不断吸收细胞，能不断吸收K+，科学家做过实验：用一种有，科学家做过实验：用一种有毒物质使其神经细胞中毒，吸收毒物质使其神经细胞中毒，吸收K+的功能就消失。的功能就消失。如果注入一种物质，神经细胞又能恢复不断吸收如果注入一种物质，神经细胞又能恢复不断吸收K+的功能，一直到这种物质消耗完。请回答：的功能，一直到这种物质消耗完。请回答：（1）注入的这种物质是）注入的这种物质是，其结构简式可表示为，其结构简式可表示为 。（2）神经细胞吸收）神经细胞吸收K+的方式是的方式是 ，此物质，此物质的吸收除需要注入一种物质外，还需要的吸收除需要注入一种物质外，还需要 。ATPAPPP主动运输主动运输载体蛋白载体蛋白巩固提巩固提高高 海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经细1.1.在剧烈运动时在剧烈运动时,人体骨骼肌所需要的能量直接来源于人体骨骼肌所需要的能量直接来源于()()A.A.肌糖原肌糖原 B.B.脂肪脂肪 C.C.葡萄糖葡萄糖 D.ATP D.ATP 2 2.如果如果ATPATP脱去了三个磷酸基团脱去了三个磷酸基团,该物质就是该物质就是()()A.A.腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸 B.B.鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸 C.C.腺苷腺苷 D.D.尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸 3 3.生物体在新陈代谢过程中生物体在新陈代谢过程中,具有重要作用的两类物质具有重要作用的两类物质是是()()A.A.有机酸和糖类有机酸和糖类 B.B.酶和酶和ATP ATP C.C.核酸和核酸和ATPATP D.D.三磷酸腺苷三磷酸腺苷 DAB1.在剧烈运动时,人体骨骼肌所需要的能量直接来源于()4 4.下列关于下列关于ATPATP分子的叙述分子的叙述,错误的是错误的是()()A.A.一分子一分子ATPATP中含有一分子核糖、一分子含氮碱基和三中含有一分子核糖、一分子含氮碱基和三分子磷酸基团分子磷酸基团 B.ATPB.ATP脱去所有高能磷酸键后就是脱去所有高能磷酸键后就是ADP ADP C.ATPC.ATP分子中含有分子中含有C C、H H、O O、N N、P P五种元素五种元素 D.ATPD.ATP脱去了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的脱去了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的基本单位基本单位 B4.下列关于ATP分子的叙述,错误的是()B5.下列有关下列有关ATP的叙述的叙述,正确的是正确的是()A.绿色植物在光下能够合成绿色植物在光下能够合成ATP,在暗处不能合成在暗处不能合成ATP B.ATP中的能量可以来源于光能、化学能中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化也可以转化为光能和化学能为光能和化学能 C.原核细胞中没有线粒体原核细胞中没有线粒体,不能合成不能合成ATP D.ATP中的中的“A”与构成与构成DNA、RNA中的碱基中的碱基“A”表示表示的是同一物质的是同一物质 B5.下列有关ATP的叙述,正确的是()B6.一般情况下一般情况下,生物体内的主要能源物质、直接能源物生物体内的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质依次是质、储备能源物质依次是()A.糖类糖类 蛋白质蛋白质 脂肪脂肪 B.ATP 糖类糖类 脂肪脂肪 C.糖类糖类 ATP 脂肪脂肪 D.糖类糖类 ATP 蛋白质蛋白质 7.ATP之所以作为能量的直接来源是因为之所以作为能量的直接来源是因为()A.ATP在细胞内数量很多在细胞内数量很多 B.ATP中的高能磷酸键很稳定中的高能磷酸键很稳定 C.ATP中的高能磷酸键储存的能量多且不稳定中的高能磷酸键储存的能量多且不稳定 D.ATP是生物体内的唯一可以释放能量的化合物是生物体内的唯一可以释放能量的化合物 CC6.一般情况下,生物体内的主要能源物质、直接能源物质、储备能8 8.下列对下列对ATPATP和和ADPADP的相互转化的叙述的相互转化的叙述,正确的是正确的是()()A.ATPA.ATP水解和合成时所需要的酶都是一样水解和合成时所需要的酶都是一样B.ATPB.ATP水解时释放能量水解时释放能量,合成合成ATPATP时储存能量时储存能量 C.ATPC.ATP和和ADPADP的相互转化是一个动态平衡的过程的相互转化是一个动态平衡的过程 D.D.植物细胞和动物细胞发生植物细胞和动物细胞发生ATPATP和和ADPADP的相互转的相互转化的生理过程一样化的生理过程一样B8.下列对ATP和ADP的相互转化的叙述,正确的是()一、酶的作用、本质一、酶的作用、本质一、酶的作用、本质 二二.酶的特性酶的特性（1 1）_：催化效率约是无机催化剂的：催化效率约是无机催化剂的10107 710101313倍。倍。（2 2）_：每一种酶只能催化：每一种酶只能催化_化学反应。化学反应。（3 3）作用条件较温和：在）作用条件较温和：在_ _ _ _条件下，酶的条件下，酶的 活性最高。活性最高。【点拨】【点拨】酶与无机催化剂的相同之处酶与无机催化剂的相同之处化学反应前后数量和性质不变；化学反应前后数量和性质不变；加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间，但不加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间，但不能改变平衡点；能改变平衡点；都能降低化学反应的活化能。都能降低化学反应的活化能。高效性高效性专一性专一性一种或一类一种或一类最适温度和最适温度和pHpH 二.酶的特性高效性专一性一种或 与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析1.1.表示酶高效性的曲线表示酶高效性的曲线未加酶未加酶加入酶加入酶加入无机催化剂加入无机催化剂平平衡衡点点时间时间（1 1）与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。）与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（2 2）酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。）酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。（3 3）酶只能催化已存在的化学反应。）酶只能催化已存在的化学反应。与酶有关的曲线分析未加酶加入酶加入2.2.表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线无酶条件(加酶B)加酶A1012345A A反应物浓度反应物浓度反应速率反应速率2.表示酶专一性的曲线无酶条件(加酶B)加酶A10123453.3.影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素（1 1）温度和）温度和pHpH：3.影响酶促反应的因素（2 2）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：作用机理由于影响因素不同而不同作用机理由于影响因素不同而不同（1 1）温度和）温度和pHpH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；（2 2）底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶）底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。促反应速率，并不影响酶的活性。（2）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：作用机理由于影响因素 ATP ATP的结构和转化的结构和转化1.ATP1.ATP的结构式的结构式由结构式可看出，由结构式可看出，ATPATP的结构特点可用的结构特点可用“一、二、三一、二、三”来总来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。P PP PP P A A（腺嘌呤）（腺嘌呤）高能磷酸键高能磷酸键（磷酸基团）（磷酸基团）腺苷腺苷（核糖）（核糖）ATP的结构和转化PPP 2.ATP2.ATP的形成途径的形成途径2.ATP的形成途径