高中生物 分子與細(xì)胞 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”ATP課件 新人教版必修1

相傳，我國(guó)晉朝時(shí)有個(gè)青年叫車胤，他酷愛(ài)相傳，我國(guó)晉朝時(shí)有個(gè)青年叫車胤，他酷愛(ài)學(xué)習(xí)，但由于家貧買不起蠟燭，不能讀書(shū)，于學(xué)習(xí)，但由于家貧買不起蠟燭，不能讀書(shū)，于是就捉了很多螢火蟲(chóng)，裝在薄薄的布袋子里。是就捉了很多螢火蟲(chóng)，裝在薄薄的布袋子里。四五十只螢火蟲(chóng)發(fā)出的光真能抵得上一支點(diǎn)燃四五十只螢火蟲(chóng)發(fā)出的光真能抵得上一支點(diǎn)燃的蠟燭呢的蠟燭呢! !他就借著螢火蟲(chóng)的光刻苦學(xué)習(xí)，后來(lái)他就借著螢火蟲(chóng)的光刻苦學(xué)習(xí)，后來(lái)成為一位有大學(xué)問(wèn)的人。成為一位有大學(xué)問(wèn)的人。 2.2.螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)？螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)？討論：討論：相互傳遞求偶信號(hào)，以便交尾、繁殖后代。相互傳遞求偶信號(hào)，以便交尾、繁殖后代。 身體腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素身體腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素 1.螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？3.螢火蟲(chóng)發(fā)光的過(guò)程有能量轉(zhuǎn)換嗎？螢火蟲(chóng)發(fā)光的過(guò)程有能量轉(zhuǎn)換嗎？有有電燈和螢火蟲(chóng)都可以發(fā)出光電燈和螢火蟲(chóng)都可以發(fā)出光亮。那么，這兩種發(fā)光原理亮。那么，這兩種發(fā)光原理是什么？是什么？能量能量熒光素酶熒光素酶氧氣氧氣熒光素?zé)晒馑丶せ畹募せ畹臒晒馑責(zé)晒馑責(zé)晒鉄晒庋趸療裳趸療晒馑毓馑匕l(fā)出發(fā)出螢火蟲(chóng)的發(fā)光原理螢火蟲(chóng)的發(fā)光原理能量，由誰(shuí)來(lái)提供？能量，由誰(shuí)來(lái)提供？ 用小刀將數(shù)十只螢火蟲(chóng)用小刀將數(shù)十只螢火蟲(chóng)的發(fā)光器割下的發(fā)光器割下, ,干燥后研干燥后研磨成粉末磨成粉末, ,取四等份分別取四等份分別裝入四支試管裝入四支試管, ,各加入少各加入少量水使之混合量水使之混合, ,置于暗處置于暗處, ,可見(jiàn)試管內(nèi)有淡黃色熒可見(jiàn)試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)光出現(xiàn), ,約過(guò)約過(guò)1515分鐘熒光分鐘熒光消失，然后消失，然后實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究15min熒熒光光消消失失暗處暗處ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液？溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸餾水蒸餾水有熒光有熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無(wú)熒光無(wú)熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無(wú)熒光無(wú)熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無(wú)熒光無(wú)熒光出現(xiàn)出現(xiàn)ATP直接能源物質(zhì)直接能源物質(zhì)生物的生命活動(dòng)ATP轉(zhuǎn)移 釋放能量可以直接直接利用？能源能源物質(zhì)物質(zhì)沫若中學(xué)沫若中學(xué) 劉建英劉建英4.ATP4.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為？的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為？ 5. ATP5. ATP簡(jiǎn)式中簡(jiǎn)式中A A、T T、P P、- -、分別代表什么含義？分別代表什么含義？1.ATP1.ATP的中文名稱？的中文名稱？2.ATP的化學(xué)元素有哪些的化學(xué)元素有哪些?3.ATP由哪些化學(xué)物質(zhì)組成？由哪些化學(xué)物質(zhì)組成？ 腺苷、磷酸基團(tuán)腺苷、磷酸基團(tuán)C C、H H、O O、N N、P PAP P P 高能磷酸鍵高能磷酸鍵P：磷酸基團(tuán)：磷酸基團(tuán)= =腺嘌呤腺嘌呤+ +核糖核糖（3 3個(gè)）個(gè)）（2 2個(gè)）個(gè)）普通磷酸鍵普通磷酸鍵（1 1個(gè)）個(gè)）：A:腺苷腺苷T：三個(gè)：三個(gè)30.54KJ/mol30.54KJ/mol一、一、ATP的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)高能化合物：高能化合物：指水解指水解1mol該物質(zhì)時(shí)，釋放該物質(zhì)時(shí)，釋放202092kJ92kJ以上能量的磷酸化合物。以上能量的磷酸化合物。 1molATP水解時(shí)釋放的能量高達(dá)水解時(shí)釋放的能量高達(dá)30.54千焦，千焦，是一般磷酸鍵水解時(shí)釋放能量的兩倍以上。是一般磷酸鍵水解時(shí)釋放能量的兩倍以上。所所以說(shuō)以說(shuō)ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物6 6、為什么稱、為什么稱ATP是一種高能磷酸化合物是一種高能磷酸化合物 高能磷酸化合物：除了高能磷酸化合物：除了ATPATP，還有，還有ADPADP；磷酸；磷酸肌酸；肌酸；33磷酸甘油酸等磷酸甘油酸等1.ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)為（的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)為（ ）A、APPP B、APPPC、APPP D、APPPB B練習(xí)一練習(xí)一2.2.一分子一分子ATPATP中含有的腺苷、磷酸基團(tuán)和高能磷中含有的腺苷、磷酸基團(tuán)和高能磷酸鍵數(shù)目依次是（酸鍵數(shù)目依次是（ ）。）。 A A、1 2 2 B1 2 2 B、1 2 1 C1 2 1 C、1 3 2 D1 3 2 D、2 3 1 2 3 1 C C204060 1 1、正常人的體中正常人的體中ATPATP和和ADPADP總量很少總量很少，基本保持基本保持不變，大約為不變，大約為2-10mg2-10mg，但一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，每分鐘約有下，每分鐘約有0.5kg0.5kg的的ATPATP分解釋放能量，供運(yùn)分解釋放能量，供運(yùn)動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜的狀態(tài)下，動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜的狀態(tài)下，24h24h內(nèi)竟內(nèi)竟有有40kg40kg的的ATPATP被水解。被水解。ATPATP的含量很少需要量卻很的含量很少需要量卻很多，多，生物體是如何解決這一矛盾的呢？生物體是如何解決這一矛盾的呢？資料：資料：2.2.用用32P32P標(biāo)記磷酸加入細(xì)胞培養(yǎng)液中，短時(shí)間內(nèi)標(biāo)記磷酸加入細(xì)胞培養(yǎng)液中，短時(shí)間內(nèi)快速分離出快速分離出ATPATP，ATPATP的總量變化不大，但是大的總量變化不大，但是大部分部分ATPATP末端磷酸基團(tuán)卻已經(jīng)帶有放射性標(biāo)記。末端磷酸基團(tuán)卻已經(jīng)帶有放射性標(biāo)記。特點(diǎn)：特點(diǎn)：在酶的作用下，在酶的作用下，ATPATP分子中遠(yuǎn)離分子中遠(yuǎn)離A A的的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解；那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解；含量低，轉(zhuǎn)化含量低，轉(zhuǎn)化快，不能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存；快，不能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存；ATPATP與與ADPADP處于動(dòng)態(tài)平處于動(dòng)態(tài)平衡之中。衡之中。ATP ADP+ Pi+能量能量 思考：思考：1 1、ATP供能過(guò)程中，可形成哪些產(chǎn)物？供能過(guò)程中，可形成哪些產(chǎn)物？ 2 2、ATP作為高能磷酸化合物，在供能時(shí)，如何作為高能磷酸化合物，在供能時(shí)，如何釋放能量？釋放能量？呼呼吸吸 ADPADP轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成ATPATP時(shí)所需能量的主要來(lái)源時(shí)所需能量的主要來(lái)源二、二、ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化：能量的儲(chǔ)存能量的 釋放 ATP 酶酶 ADP + Pi + 能量ADP+Pi+能量 酶酶 ATPATP ADP+Pi + 能量能量 ATP ADP+P i+能量能量ADP+P i+能量能量ATPATPATP與與ADPADP相互轉(zhuǎn)化有什么意義？相互轉(zhuǎn)化有什么意義？ ATP ATP在體內(nèi)含量很少，只有不斷相互轉(zhuǎn)化，在體內(nèi)含量很少，只有不斷相互轉(zhuǎn)化，才能保證生命活動(dòng)所需能量源源不斷供才能保證生命活動(dòng)所需能量源源不斷供 給，給，從而構(gòu)成生物體內(nèi)穩(wěn)定的供能系統(tǒng)。從而構(gòu)成生物體內(nèi)穩(wěn)定的供能系統(tǒng)。這種相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是這種相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的共性。生物界的共性。ATP相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)流通的相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)流通的“小額鈔票小額鈔票”日常生活日常生活的零用錢，糖類、脂肪等相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)的的零用錢，糖類、脂肪等相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)的“存折存折”。吸能反應(yīng)吸能反應(yīng)放能反應(yīng)放能反應(yīng)合成合成水解水解（釋放能量）（釋放能量）（吸收能量）（吸收能量）能量流通能量流通理解理解:ATP是細(xì)胞的能量是細(xì)胞的能量“通貨通貨”糖類、脂肪等有機(jī)物糖類、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量，儲(chǔ)存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利用能量能量?jī)?chǔ)存的能量相對(duì)儲(chǔ)存的能量相對(duì)來(lái)說(shuō)少，但能被來(lái)說(shuō)少，但能被直接利用直接利用 ATP機(jī)械能（如肌細(xì)胞收縮）機(jī)械能（如肌細(xì)胞收縮）滲透能（如主動(dòng)運(yùn)輸）滲透能（如主動(dòng)運(yùn)輸）電能（如電鰻放電、大腦思考）電能（如電鰻放電、大腦思考）光能（如螢火蟲(chóng)發(fā)光）光能（如螢火蟲(chóng)發(fā)光）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶化學(xué)能（如蛋白質(zhì)合成）化學(xué)能（如蛋白質(zhì)合成）1. ATP轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 ADP 可表示如下：式中可表示如下：式中X代表（代表（ ）A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPi練一練練一練DA2. 對(duì)于反應(yīng)式：對(duì)于反應(yīng)式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正確的是（能量，以下提法正確的是（ ）A、物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的、物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的 B、物質(zhì)和能量都是可逆、物質(zhì)和能量都是可逆 的的C、物質(zhì)和能量都是不可逆的、物質(zhì)和能量都是不可逆的 D、物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的、物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的酶酶酶酶1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 AP P P2.ATP和和ADP相互轉(zhuǎn)換相互轉(zhuǎn)換ATP ADP+Pi + 能量能量 ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶3.ATP的利用的利用細(xì)胞的能量細(xì)胞的能量“通貨通貨”能源物質(zhì)：能源物質(zhì)：主要能源物質(zhì)：主要能源物質(zhì)：儲(chǔ)能物質(zhì)：儲(chǔ)能物質(zhì)：主要儲(chǔ)能物質(zhì)：主要儲(chǔ)能物質(zhì)：直接能源物質(zhì)：直接能源物質(zhì)：最終能源物質(zhì)：最終能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、ATP糖類糖類脂肪、淀粉（植物細(xì)胞）、糖原（動(dòng)物細(xì)胞）脂肪、淀粉（植物細(xì)胞）、糖原（動(dòng)物細(xì)胞）脂肪脂肪ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）太陽(yáng)能太陽(yáng)能2.吸能反應(yīng)：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)，需要吸能反應(yīng)：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)，需要消耗能量，是吸能反應(yīng)。所需要能量是由消耗能量，是吸能反應(yīng)。所需要能量是由ATP水解為水解為ADP時(shí)釋放能量來(lái)提供。時(shí)釋放能量來(lái)提供。放能反應(yīng)：如丙酮酸的氧化分解能夠釋放能量，是放放能反應(yīng)：如丙酮酸的氧化分解能夠釋放能量，是放能反應(yīng)。所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于能反應(yīng)。所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲(chǔ)存在的反應(yīng)，儲(chǔ)存在ATP中。中。3、具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：一是、具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：一是ATP分子中含有的化學(xué)能分子中含有的化學(xué)能比較少比較少，一分子，一分子ATP轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為ADP時(shí)釋放的化學(xué)能大約只是時(shí)釋放的化學(xué)能大約只是一分子葡萄糖的一分子葡萄糖的1/94；二是二是ATP分子中所含的是活躍的化學(xué)能，而葡萄糖分子分子中所含的是活躍的化學(xué)能，而葡萄糖分子中所含的是穩(wěn)定的化學(xué)能中所含的是穩(wěn)定的化學(xué)能。葡萄糖分子中穩(wěn)定的化學(xué)能只。葡萄糖分子中穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化為有轉(zhuǎn)化為ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞利用。分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞利用。拓展題拓展題植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌等生物的細(xì)胞內(nèi)植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌等生物的細(xì)胞內(nèi)都具有能量都具有能量“通貨通貨”ATP，這可以從一，這可以從一個(gè)側(cè)面?zhèn)€側(cè)面說(shuō)明生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類說(shuō)明生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類繁多的生物有著共同的起源。繁多的生物有著共同的起源。 C1、ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量及其生成是（在細(xì)胞內(nèi)的含量及其生成是（ ） A 、很多，很快、很多，很快 B 、很少，很慢、很少，很慢 C 、很多，很慢、很多，很慢 D 、很少，很快、很少，很快2、ATP之所以能作為能量的直接來(lái)源是因?yàn)椋ㄖ阅茏鳛槟芰康闹苯觼?lái)源是因?yàn)椋?） A.ATP在細(xì)胞中數(shù)量非常多在細(xì)胞中數(shù)量非常多 B、ATP中的高能磷酸鍵很穩(wěn)定中的高能磷酸鍵很穩(wěn)定 C、ATP中的高能磷酸鍵儲(chǔ)藏的能量多且很不穩(wěn)定中的高能磷酸鍵儲(chǔ)藏的能量多且很不穩(wěn)定 D、ATP是生物體內(nèi)惟一可以釋放能量的化合物是生物體內(nèi)惟一可以釋放能量的化合物3 3、下面是、下面是ATPATP在酶的作用下水解后的產(chǎn)物，表述正確的在酶的作用下水解后的產(chǎn)物，表述正確的是（是（ ）A A，A-PP+Pi+Pi+能量能量 B B，A-P-P+Pi+A-P-P+Pi+能量能量 C C，AP-P+Pi+-P+Pi+能量能量 D D，APP+Pi+Pi+能量能量 A A4 4、關(guān)于、關(guān)于“ “ ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量”的敘述，不正的敘述，不正確的是（確的是（ ）A A 上述反應(yīng)存在著能量的釋放和貯存上述反應(yīng)存在著能量的釋放和貯存B B 所有生物體內(nèi)所有生物體內(nèi)ADPADP轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成ATPATP所需的能量都來(lái)自所需的能量都來(lái)自呼吸作用呼吸作用C C 這一反應(yīng)無(wú)休止地在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行這一反應(yīng)無(wú)休止地在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行D D 這一過(guò)程保證了生命活動(dòng)的順利進(jìn)行這一過(guò)程保證了生命活動(dòng)的順利進(jìn)行酶酶酶酶B5 5、下列關(guān)于、下列關(guān)于ATPATP的描述中，正確的是（的描述中，正確的是（ ）A A、ATPATP分子中所有化學(xué)鍵都儲(chǔ)存著大量的能量，分子中所有化學(xué)鍵都儲(chǔ)存著大量的能量， 所以被稱為高能磷酸化合物所以被稱為高能磷酸化合物B B、三磷酸腺苷可簡(jiǎn)寫(xiě)為、三磷酸腺苷可簡(jiǎn)寫(xiě)為A-PPP C C、ATPATP中大量的能量都儲(chǔ)存在腺苷和磷酸基團(tuán)中中大量的能量都儲(chǔ)存在腺苷和磷酸基團(tuán)中D D、ATPATP中大量的能量?jī)?chǔ)存在高能磷酸鍵中中大量的能量?jī)?chǔ)存在高能磷酸鍵中D酶酶酶酶6 6精子在長(zhǎng)途跋涉尋找卵細(xì)胞的過(guò)程中，反精子在長(zhǎng)途跋涉尋找卵細(xì)胞的過(guò)程中，反應(yīng)式是應(yīng)式是ATP ADPATP ADPPiPi能量，有關(guān)的敘述能量，有關(guān)的敘述中，錯(cuò)誤的是中，錯(cuò)誤的是( )( )、在整個(gè)過(guò)程中，反應(yīng)式只向右進(jìn)行不向、在整個(gè)過(guò)程中，反應(yīng)式只向右進(jìn)行不向左進(jìn)行左進(jìn)行、在整個(gè)過(guò)程中，反應(yīng)式既向右進(jìn)行也向、在整個(gè)過(guò)程中，反應(yīng)式既向右進(jìn)行也向左進(jìn)行左進(jìn)行、反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行時(shí)的酶不同、反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行時(shí)的酶不同、反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行的能量不同、反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行的能量不同腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖腺苷腺苷磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)高能磷酸鍵高能磷酸鍵普通磷酸鍵普通磷酸鍵 ATPATP的結(jié)構(gòu)式的結(jié)構(gòu)式