内容正文:
5.2 细胞的能量货币“ATP”
学习目标
课程标准
学习目标
1. 生命观念一一结构与功能观:说明ATP在细胞生命活动中的作用与其结构特点的关系。物质与能量观:阐明ATP是生命活动的直接供能物质,是生命系统中物质和能量的直观体现。进化与适应观:说明ATP作为能量通货是生物界新陈代谢的特点之一,体现了生物界的统一性。
2. 科学思维一一归纳与概括:结合ATP的结构特点,了解吸能反应和放能反应与ATP的水解和合成之间的关系。模型与建模:结合ATP和ADP的相互转化模型,认识ATP在细胞中作为能量“通货”的原因。
1.根据ATP分子简式说出ATP的化学组成和特点。
2.根据ATP和ADP的相互转化,解释ATP在细胞生命活动中的作用。
02
教材详解
温馨提示:请先预习通读课本
(一)基础知识梳理
识必备
1.生物生命活动的能量最终来源是 ,主要能源物质是 , 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
2.ATP是 的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成 ,其中A代表 ,由一分子的 和一分子 组成,P代表 ,~代表一种特殊的化学键,A—P可代表 。(注:ATP初步水解得 (A-P~P)和 ;继续水解得 (A-P)和 ;彻底水解得 、 和 。水解的程度与酶的种类相关)
3.对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,产生ATP的生理过程是 ,场所是 和 ;对于绿色植物来说,产生ATP的生理作用是 ,场所是 。
4.ATP在细胞中含量 ,转化 ,含量处于动态平衡。
5.细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的,有些是释放能量的。 反应一般与 的反应相联系,由ATP 提供能量;放能反应一般与 相联系,释放的能量储存在ATP中。
(二)课前聚焦
抓重点
1、为什么说ATP是细胞的能量“货币”?
2、ATP与ADP是怎样相互转化的?有什么意义?
3、细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量?
03
知识精讲
知识点01 ATP是一种高能磷酸化合物
1.元素组成:C,H,O,N,P
2.中文名称:腺苷三磷酸
3.结构简式:A—P~P~P
“—”代表普通化学键
“~”代表一种特殊的化学键
A
A
P P P
~
~
腺嘌呤
核糖
三个磷酸基团
腺苷(A)
腺苷三磷酸(ATP)
4.结构特点
不稳定:由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得“~”这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸集团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化
5.功能:ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
6.其他高能磷酸化合物:ACP, AGP, AUP, 磷酸肌酸
知识点02 ATP和ADP可以相互转化
1.转化过程:ATP的合成与分解(虽然物质相同,但酶不同,能量来源不同,所以两个反应不可逆)
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP+Pi+能量ATP
ATPADP+Pi+能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在特殊化学键中的能量
能量去路
储存在特殊化学键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
2.相互转化特点
(1)ATP在细胞内的含量很少。
(2)ATP和ADP相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的。
(3)ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性。
知识点03 ATP的利用
1.吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。
放能反应一般与 ATP的合成 相联系,释放的能量储存在ATP中。
2.主动运输、胞吞、胞吐、生物发电、生物发光、肌细胞收缩、物质合成、大脑思考所需能量的直接来源都是 ATP 。
3.主动运输
(1)参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的C