5.2 细胞的能量“货币”ATP-【精华备课】2023-2024学年高一生物上学期同步教学课件（2019人教版必修1）

新人教版 高一 第五章 细胞的能量供应和利用 5.2 细胞的能量“货币”ATP 新教材关于ATP的表述如下：ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P ~ P ~ P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团， ~ 代表一种特殊的化学键。 新教材变化之处 在实验教科书中，ATP被称为“三磷酸腺苷”，在新教材中，ATP被称为“腺苷三磷酸”，其实这两种称呼都可以，但细胞生物学、生物化学和分子生物学等领域专业书籍，都称ATP为“腺苷三磷酸”。 其实ATP供能是非常复杂的一个问题，我们旧教材讲的是释放能量，而在新教材讲的是ATP有一种特殊的化学键，它这个供能是一种叫能化的过程，或者说是磷酸化的过程。也就是说这个磷酸与受体结合就是一个供能的过程。怎么理解呢？这个分子基团或者电子基团它们处于不同的位置，所具有的能量是不一样的，例如电子由低轨道向高轨道上运行，那自然就是吸能，由高轨道向低轨道运行，那就是释放能量，比如释放光子。从这一点我们可以看出，电子位于不同的位置上，它就具有不同的能量。我们在生物化学反应中称之为自由能，它是以一种自由能的形式存在的。 ATP供能的理解 那么，ATP中的磷酸基团本身是带负电，两个带负电的磷酸基团之间会相互排斥，就会形成不太稳定的一种化合物，在ATP酶的作用下，这个磷酸基团自然而然就会脱离ATP而与受体结合，就相当于（磷酸基团）带着一种能量与受体结合，磷酸基团本身有一些自由能，再加上ATP本身有一定质量，于是就导致了受体的空间结构发生改变。比如说（受体）空间结构原先是那样的，那么磷酸化一结合，就会导致其整个的构象发生改变了。原来是钾离子在这（细胞外），然后因为受体的构象发生改变了，受体就与钾离子结合并将其翻转过来带进细胞内了，钾离子就进来了，可以这样理解。也就是说，ATP的供能，我们可以理解为就是一种磷酸化的过程。 ATP供能的理解 问题探讨 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”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，思考有关生物学问题。 讨论 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？ 萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号，以便繁衍后代。 萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 问题探讨 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”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，思考有关生物学问题。 讨论 3.在萤火虫发光的过程中能量转化吗？ 有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能，只有在转变为光能时才能发光。 一、ATP是一种高能磷酸化合物 ATP 1.ATP的中文名称： 腺苷三磷酸 腺苷 adenosine tri 三 phosphate 磷酸 2.ATP的结构简式： A—P~P~P ~ 代表一种特殊的化学键。 3.ATP是高能磷酸化合物 A—P~P~P 这种化学键不稳定 两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥 末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势 具有较高 转移势能 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ， 所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 ATP ADP + Pi + 能量 酶 与其他分子结合 4.ATP的结构 核糖 腺嘌呤 P (腺嘌呤核糖核苷酸) ~ P ~ P 1 2 3 腺苷（A） 高能磷酸键（30.54 kJ/mol） 腺苷一磷酸，AMP 腺苷二磷酸，ADP 腺苷三磷酸，ATP 4.ATP的结构 是组成RNA的基本单位之一 RNA与ATP的联系 (1)元素组成都是C、H、O、N、P。 (2)ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分，即AMP，是组成RNA的基本单位之一，如下图所示： 5.各种A的辨析 ①____________________ ②______________ ③_______________ ④__________________ ⑤________________⑥_____________________ 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 教材隐性知识：源于必修1 P86“相关信息”： ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系 腺苷 腺苷 腺嘌呤 脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤 脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 下面各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？ ①=③=⑤，代表腺嘌呤核糖核苷酸 ④=②，代表腺苷 A 一、ATP是一种高能磷酸化合物 6.ATP功能 ATP是细胞内生命活动的直接能源物质。 (1)实验证据 一、ATP是一种高能磷酸化合物 6.ATP功能 ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理(P8