资料简介 3.1ATP是细胞内的“能量通货”课件2023-2024学年高一上学期生物浙科版必修1.pptx 展开
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第三章 细胞的代谢
第一节 ATP是细胞内的“能量通货”
在生命系统中：
细胞主要能源物质：
最终的能量来源：
细胞中的储能物质：
那么直接给我们的生命活动提供能量的物质是什么呢？
糖类
油脂、淀粉、糖原
太阳能
PART 01
ATP是生命活动的直接能源物质
1.萤火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？
讨论：
1 萤火虫发光相互传递求偶信号，吸引异性交尾繁衍后代。
2、萤火虫身体后部有发光细胞,其细胞内有发光物质--荧光素
3.萤火虫发光的过程需要能量吗？
4、这个能量由什么物质提供呢？
荧光素
激活的荧光素
荧光素酶
氧气
氧化荧光素
发出
荧光
能量
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失
ATP是生命活动的直接能源物质
发光器粉末 发萤光 萤光消失 发萤光
加水
15min
加ATP
之后
之后
发光器粉末 发萤光 萤光消失 不发萤光
加水
15min
加葡萄糖
实验结论：
葡萄糖中的能量不能直接被利用，
ATP中的能量可以直接被利用
B
A
失去收缩功能的离体肌肉实验
葡萄糖溶液
ATP溶液
结果：
结论：
作为能源物质的葡萄糖不能直接被肌肉利用，而ATP可以。
A组肌肉没有收缩，B组肌肉收缩
ATP是生命活动的直接能源物质
ATP
能量分解并储存
水解释放能量
生物的生命活动
直接利用
能源物质
葡萄糖
ATP是生物体各项生命活动的直接能源物质
ATP是生命活动的直接能源物质
阅读P64-65，思考以下问题：
1、ATP的中文名称是什么？
2、ATP的结构简式如何书写？
3、ATP简式中A、P、—、～分别代表什么？
4、ATP是如何提供能量供生命活动使用？
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
1、ATP的中文名称：腺苷三磷酸
2.ATP的结构简式:
3. ATP结构简式中 A、T、P、~分别代表什么？
A – P～P～P
A：
腺苷（1个）
P：
磷酸基团
～：
高能磷酸键
=腺嘌呤+核糖
（3个）
（2个，不稳定，水解时可以释放出大量能量）
三个
T：
4、元素组成：
C、H、O、N、P
– ：
普通磷酸键
P
P
P
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
～
～
（1个，稳定）
5、分布：细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等
PART 02
细胞内ATP和ADP保持动态平衡
A–P～P～P
Pi
A–P～P
能量
ATP的水解:
ATP ADP + P i + 能量
ATP水解酶
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
6、ATP的特点：易于水解和再生
P
P
P
～
～
A–P～P
Pi
A–P
能量
ADP的水解：
ADP AMP + P i + 能量
ADP水解酶
AMP:
P
P
P
RNA基本单位之一
用于生物发光 （光能）
用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）
用于大脑思考（电能）
思考：ATP水解释放的能量用于哪些生命活动？
P
P
P
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
腺苷三磷酸
（ATP）
腺苷二磷酸
(ADP)
+
Pi
P
P
+
能量
ATP的水解反应
动物和人等
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
能量
ADP + Pi +
ATP
ATP合成酶
ATP的合成
能量
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量
Pi
ATP水解酶
Pi
ATP合成酶
动态平衡
3、ATP与ADP的相互转化
ATP—ADP循环:通过ATP合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应
ATP—ADP循环速度很快，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
7、ATP在细胞中含量：少而稳定
放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量一部分储存在ATP中;
ATP是吸能反应和放能反应的纽带
②放能反应：大分子→小分子
例如：多糖的氧化分解过程、多糖的水解过程
①吸能反应：小分子→大分子
例如：多糖的合成过程
吸能反应一般与ATP的水解相联系，由ATP供能；
所有活细胞内最重要的放能反应---细胞呼吸，
植物绿色细胞内最重要的吸能反应---光合作用。
吸能反应所需的能量一般来自放能反应！！
ATP的合成 ATP的水解
反应式
所需酶
能量 来源
反应 场所
ADP+Pi+能量 ATP
酶
ATP ADP+Pi+能量
酶
ATP合成酶
ATP水解酶
呼吸作用分解有机物释放的化学能和光合作用中吸收的光能
储存在ATP高能磷酸键中的化学能
线粒体、叶绿体、
细胞质基质等
细胞内所有需要能量来进行生命活动的部位
物质是可逆的，能量是不可逆的！
有人说，如果把糖类和脂肪比作存折，ATP则相当于现金。你认为这种比喻有道理吗
糖类、油脂等有机物
ATP
储存的能量很多且稳定，但不能直接被利用（稳定的化学能）
能直接被利用（活跃的化学能）
据计算，1mol葡萄糖所含的能量
是1mol ATP所含的能量的（ ）倍。
94
ATP是细胞的能量“通货”
组成元素：
结构简式：
ATP的水解：
ATP的功能：
ATP
C、H、O、N、P
ATP的合成：
腺苷三磷酸
ATP是吸能反应和放能反应的纽带。
细胞的能量“通货”
细胞生命活动的直接供能物质
ATP的发现史
1929年，德国化学家洛曼（Karl Lohmann， 1898—1978)首先发现ATP。
1935年，苏联生物学家恩格尔哈特（Vladimir Egnelhart， 1894—1984)发现肌肉收缩需要ATP。
1941年，美国生物化学家李普曼（Fritz Lipmann，1899—1986)等证明了ATP是细胞内化学能的主要载体。
1948年，英国化学家托德（Alexander Robertus Todd， 1907—1997)用化学方法合成了ATP，标志着科学界已经完全了解了ATP的结构。
李普曼、托德的研究成果使他们分别于1953年获得了诺贝尔生理学或医学奖，1957年获得了诺贝尔化学奖。
小资料
ATP是细胞内的“能量通货”
1. 在某细胞培养液中加入 的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP, 发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记。该现象不能说明（ )
A. ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
B. ATP是细胞内的直接能源物质
C. 该过程中ATP既有合成又有分解
D. 部分带有 的ATP是重新合成的
课堂练习
ATP是细胞内的“能量通货”
1. 在某细胞培养液中加入 的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP, 发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记。该现象不能说明（ )
A. ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
B. ATP是细胞内的直接能源物质
C. 该过程中ATP既有合成又有分解
D. 部分带有 的ATP是重新合成的
课堂练习
B
ATP是细胞内的“能量通货”
1.很多有机物可以为生物体生命活动提供能量。其中，细胞可直接利用的能源物质是（ )
A. 脂肪
B. 葡萄糖
C. 蛋白质
D. ATP
课堂练习
D
ATP是细胞内的“能量通货”
2. 人在静卧时24h内会消耗40kg ATP, 在激烈运动时每分钟可消耗0.5kg ATP.对这种现象的合理解释是（ ）
A. ATP大量水解为ADP
B. ADP可以快速生成ATP
C. ATP-ADP循环转化迅速
D. ATP分子中含有2个高能磷酸键
课堂练习
C
ATP是细胞内的“能量通货”
3. ATP水解为ADP, 可以用下图表示，图中X代表的是（ )
ATP ADP+X+能量
A.
B. 磷酸
C. 腺苷
D. 葡萄糖
课堂练习
B
酶
第三章 细胞的代谢
第一节 ATP是细胞内的“能量通货”
在生命系统中：
细胞主要能源物质：
最终的能量来源：
细胞中的储能物质：
那么直接给我们的生命活动提供能量的物质是什么呢？
糖类
油脂、淀粉、糖原
太阳能
PART 01
ATP是生命活动的直接能源物质
1.萤火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？
讨论：
1 萤火虫发光相互传递求偶信号，吸引异性交尾繁衍后代。
2、萤火虫身体后部有发光细胞,其细胞内有发光物质--荧光素
3.萤火虫发光的过程需要能量吗？
4、这个能量由什么物质提供呢？
荧光素
激活的荧光素
荧光素酶
氧气
氧化荧光素
发出
荧光
能量
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失
ATP是生命活动的直接能源物质
发光器粉末 发萤光 萤光消失 发萤光
加水
15min
加ATP
之后
之后
发光器粉末 发萤光 萤光消失 不发萤光
加水
15min
加葡萄糖
实验结论：
葡萄糖中的能量不能直接被利用，
ATP中的能量可以直接被利用
B
A
失去收缩功能的离体肌肉实验
葡萄糖溶液
ATP溶液
结果：
结论：
作为能源物质的葡萄糖不能直接被肌肉利用，而ATP可以。
A组肌肉没有收缩，B组肌肉收缩
ATP是生命活动的直接能源物质
ATP
能量分解并储存
水解释放能量
生物的生命活动
直接利用
能源物质
葡萄糖
ATP是生物体各项生命活动的直接能源物质
ATP是生命活动的直接能源物质
阅读P64-65，思考以下问题：
1、ATP的中文名称是什么？
2、ATP的结构简式如何书写？
3、ATP简式中A、P、—、～分别代表什么？
4、ATP是如何提供能量供生命活动使用？
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
1、ATP的中文名称：腺苷三磷酸
2.ATP的结构简式:
3. ATP结构简式中 A、T、P、~分别代表什么？
A – P～P～P
A：
腺苷（1个）
P：
磷酸基团
～：
高能磷酸键
=腺嘌呤+核糖
（3个）
（2个，不稳定，水解时可以释放出大量能量）
三个
T：
4、元素组成：
C、H、O、N、P
– ：
普通磷酸键
P
P
P
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
～
～
（1个，稳定）
5、分布：细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等
PART 02
细胞内ATP和ADP保持动态平衡
A–P～P～P
Pi
A–P～P
能量
ATP的水解:
ATP ADP + P i + 能量
ATP水解酶
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
6、ATP的特点：易于水解和再生
P
P
P
～
～
A–P～P
Pi
A–P
能量
ADP的水解：
ADP AMP + P i + 能量
ADP水解酶
AMP:
P
P
P
RNA基本单位之一
用于生物发光 （光能）
用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）
用于大脑思考（电能）
思考：ATP水解释放的能量用于哪些生命活动？
P
P
P
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
腺苷三磷酸
（ATP）
腺苷二磷酸
(ADP)
+
Pi
P
P
+
能量
ATP的水解反应
动物和人等
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
能量
ADP + Pi +
ATP
ATP合成酶
ATP的合成
能量
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量
Pi
ATP水解酶
Pi
ATP合成酶
动态平衡
3、ATP与ADP的相互转化
ATP—ADP循环:通过ATP合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应
ATP—ADP循环速度很快，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
7、ATP在细胞中含量：少而稳定
放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量一部分储存在ATP中;
ATP是吸能反应和放能反应的纽带
②放能反应：大分子→小分子
例如：多糖的氧化分解过程、多糖的水解过程
①吸能反应：小分子→大分子
例如：多糖的合成过程
吸能反应一般与ATP的水解相联系，由ATP供能；
所有活细胞内最重要的放能反应---细胞呼吸，
植物绿色细胞内最重要的吸能反应---光合作用。
吸能反应所需的能量一般来自放能反应！！
ATP的合成 ATP的水解
反应式
所需酶
能量 来源
反应 场所
ADP+Pi+能量 ATP
酶
ATP ADP+Pi+能量
酶
ATP合成酶
ATP水解酶
呼吸作用分解有机物释放的化学能和光合作用中吸收的光能
储存在ATP高能磷酸键中的化学能
线粒体、叶绿体、
细胞质基质等
细胞内所有需要能量来进行生命活动的部位
物质是可逆的，能量是不可逆的！
有人说，如果把糖类和脂肪比作存折，ATP则相当于现金。你认为这种比喻有道理吗
糖类、油脂等有机物
ATP
储存的能量很多且稳定，但不能直接被利用（稳定的化学能）
能直接被利用（活跃的化学能）
据计算，1mol葡萄糖所含的能量
是1mol ATP所含的能量的（ ）倍。
94
ATP是细胞的能量“通货”
组成元素：
结构简式：
ATP的水解：
ATP的功能：
ATP
C、H、O、N、P
ATP的合成：
腺苷三磷酸
ATP是吸能反应和放能反应的纽带。
细胞的能量“通货”
细胞生命活动的直接供能物质
ATP的发现史
1929年，德国化学家洛曼（Karl Lohmann， 1898—1978)首先发现ATP。
1935年，苏联生物学家恩格尔哈特（Vladimir Egnelhart， 1894—1984)发现肌肉收缩需要ATP。
1941年，美国生物化学家李普曼（Fritz Lipmann，1899—1986)等证明了ATP是细胞内化学能的主要载体。
1948年，英国化学家托德（Alexander Robertus Todd， 1907—1997)用化学方法合成了ATP，标志着科学界已经完全了解了ATP的结构。
李普曼、托德的研究成果使他们分别于1953年获得了诺贝尔生理学或医学奖，1957年获得了诺贝尔化学奖。
小资料
ATP是细胞内的“能量通货”
1. 在某细胞培养液中加入 的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP, 发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记。该现象不能说明（ )
A. ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
B. ATP是细胞内的直接能源物质
C. 该过程中ATP既有合成又有分解
D. 部分带有 的ATP是重新合成的
课堂练习
ATP是细胞内的“能量通货”
1. 在某细胞培养液中加入 的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP, 发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记。该现象不能说明（ )
A. ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
B. ATP是细胞内的直接能源物质
C. 该过程中ATP既有合成又有分解
D. 部分带有 的ATP是重新合成的
课堂练习
B
ATP是细胞内的“能量通货”
1.很多有机物可以为生物体生命活动提供能量。其中，细胞可直接利用的能源物质是（ )
A. 脂肪
B. 葡萄糖
C. 蛋白质
D. ATP
课堂练习
D
ATP是细胞内的“能量通货”
2. 人在静卧时24h内会消耗40kg ATP, 在激烈运动时每分钟可消耗0.5kg ATP.对这种现象的合理解释是（ ）
A. ATP大量水解为ADP
B. ADP可以快速生成ATP
C. ATP-ADP循环转化迅速
D. ATP分子中含有2个高能磷酸键
课堂练习
C
ATP是细胞内的“能量通货”
3. ATP水解为ADP, 可以用下图表示，图中X代表的是（ )
ATP ADP+X+能量
A.
B. 磷酸
C. 腺苷
D. 葡萄糖
课堂练习
B
酶
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