5.2细胞的能量“货币”ATP 课件 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

第2节 细胞的能量“通货”—ATP 任务 1 2 3 ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用 理解ATP与ADP是怎样相互转化？有什么意义？ 细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量 想一想： 在生命系统中 主要的能源物质： 主要的储能物质： 糖 类 脂 肪 糖类、脂肪、蛋白质 生物体内的能源物质： 能为细胞内的直接能源物质是什么？ 为什么ATP能直接为细胞内生命活动提供能量？ 结论：ATP是使腓肠肌收缩的直接能源物质 ATP是一种高能磷酸化合物 任务一·阅读教材P86，观察ATP结构式，思考： 1、ATP由哪些化学元素组成？ 4、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？ 3、如何简化ATP的结构？ 2、ATP为什么称为三磷酸腺苷？ ATP结构式 C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 腺苷 磷酸 磷酸 磷酸 O- C O C C H H OH OH C C O P O P O P O- O O- O O- O N C N C C C N C N N H H H H H H H H ~ ~ 含有1个腺苷（A）和3个磷酸基团（P） ~ ~ 特殊的化学键 A–P～P～P 5 其他分子 P 腺嘌呤 核糖 P P ~ ~ 由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而互相排斥等原因，使得这种特殊的化学键不稳定。 能量 ATP ADP （二磷酸腺苷） 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。 ATP水解酶 1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ; （水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物） ATP是一种高能磷酸化合物 (腺嘌呤核糖核苷酸) 腺苷一磷酸，AMP 腺苷二磷酸，ADP 腺苷三磷酸，ATP ATP是一种高能磷酸化合物 任务二·阅读教材P86-87，构建模型 活动一·写出ATP合成和ATP水解反应式，构建ATP与ADP相互转化的反应式模型 A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 水解酶 Pi 能量 ATP 水解酶 ADP + Pi + 能量 合成酶 Pi 能量 ATP与ADP可以相互转化 ATP ADP + Pi + 能量 合成酶 问题1、ATP如何满足细对能量的需求？ 8 1、成年人体内ATP的总量约为2~10 mg，在安静状态时，肌肉内ATP的所放 能量只能维持肌肉收缩1~2 s。 2、成年人在安静的状态下一天需要消耗的ATP为40 kg，在活动的状态下 ATP的消耗可达0.5 kg/min。 3、每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解。 【资料】 【思考1】从上述资料1和2来看，ATP在细胞中有什么特点？ 含量少、需求大 【思考2】分析资料3，细胞如何解决这一矛盾？ 迅速转化，且处于动态平衡之中 ATP与ADP可以相互转化 问题2、合成ATP的能量来源？ A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 水解酶 Pi 能量 合成酶 Pi 能量 动物、人等 呼吸作用 绿色植物 光合作用 呼吸作用 ATP与ADP可以相互转化 问题3、ATP水解能量的去路？ 用于各项生命活动 糖类等有机物氧化分解释放的能量 光反应中光合色素吸收的光能 ATP的利用 问题4、ATP如何为生命活动提供能量？ 活动二·举例说出利用ATP的实例 ATP的利用 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Ca2+ 与其相应位点结合时，其酶活性就被激活。 在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外。 1 2 3 ATP为主动运输供能示意图 ATP的利用 任务三·阅读教材P89，构建放能反应与吸能反应间的能量转换模型 高能化合物 低能化合物 能量 高能化合物 能量 低能化合物 直接利用？ 放能反应 吸能反应 总是与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量。 总是与ATP合成反应相联系,释放的能量贮存在ATP中。 糖类、脂肪 CO2+H2O 蛋白质 氨基酸 ATP是细胞的能量“货币” 糖类、脂肪等有机物氧化分解 ATP 吸能反应 放能反应 蛋白质合成等 ATP是一种高能磷酸化合物 储存大量的能量，但不能被直接利用 储存的能量相对来说少，但能被直接利用 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 体现了生物界的统一性，种类繁多的生物有着共同起源 科学前沿 活动三·阅读P87小字部分，思考讨论 【思考2】通过以上资料，你从进化的角度看，还能得到什么信息？ 【思考1】萤火虫的发光原理是什么？A