5.2 细胞的能量“货币”ATP-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修二

第5章 细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量“货币”ATP 高中必修 1 分子与细胞 1.通过对ATP的化学组成和结构特点的学习，认同ATP的结构与其功能相适应。（生命观念） 2.ATP与ADP之间的相互转化；理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。（科学思维） 素养目标 SZ-LWH 1min 萤火虫发光的奥秘 情境视频 SZ-LWH 相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 腹部后端细胞内有荧光素。 3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 萤火虫腹部细胞内一些有机物储存着化学能，转变成光能后，萤火虫才能发光。 银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。 天街夜色凉如水，卧看牛郎织女星。 ——杜牧《秋夕》 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 讨论 问题探讨 PAGE 能源物质: 储能物质： 脂肪 糖类 荧光素 + 能量 + O2 氧化荧光素 + H2O 荧光素酶 (发出荧光) 资料1： 萤火虫的尾部发光器中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 问题1：萤火虫的发光原理？ 主动运输提供能量: ATP 从哪里来？ 【思考】细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 问题探讨 PAGE 萤火虫发光器实验 1.本实验的自变量是什么？如何设计实验组与对照组？ 2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？ 3.预测实验结果是什么？ 添加物质的种类（葡萄糖/脂肪/ATP）。 消耗自身原本存在的提供能量的物质，防止自身能源物质对结果造成干扰。 添加ATP的试管中出现荧光。 问题2：什么物质为萤火虫发光直接提供能量？ 问题探讨 PAGE 研磨液 荧光消失 一段时间后 荧光消失 15min 暗处 ① ② ③ ④ 2mL 蒸馏水 2mL 葡萄糖溶液 2mL 脂肪溶液 2mL ATP溶液 观察 无荧光 无荧光 无荧光 暗处 有荧光 ATP为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量。 实验结论： 问题2：什么物质为萤火虫发光直接提供能量？ ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 设计实验 问题探讨 PAGE 1.ATP的中文名称？有什么功能？ 2.ATP有什么样的结构特点？ 3.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ 为什么说ATP是细胞的能量“货币”？ 请思考 一、ATP是一种高能磷酸化合物 PAGE ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 有机物中的化学能 ATP中的化学能 耗能的 生命过程 细胞中流通的能量“货币” 一、ATP是一种高能磷酸化合物 PAGE 蛋白质—— 脂肪—— 糖类—— ATP—— 细胞能源物质的比喻 “不动产” “定期存款” “活期存款” “现金” 结构与功能相适应，ATP有什么样的结构可以作为直接的能源物质？ 细胞中流通的能量“货币” 一、ATP是一种高能磷酸化合物 PAGE AMP（腺苷一磷酸） 腺苷（A） ADP（腺苷二磷酸） 腺苷三磷酸 ①.中文名称： ②.组成元素： C、H、O、N、P ③.结构简式： 腺苷 磷酸基团 特殊的化学键 A—P～P～P 腺嘌呤 核糖 问题3：ATP具有什么结构？ 阅读课本第86页第三段，回答以下三个问题： ATP（腺苷三磷酸） 一、ATP是一种高能磷酸化合物 PAGE A : P : ～: —: 组成元素： 中文名称： 左图中的A： C、H、O、N、P 腺苷三磷酸 腺嘌呤 A—P～P～P 腺苷 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键 ATP结构式 ATP模型图 ATP结构简式 ~ ~ P P P A 一、ATP是一种高能磷酸化合物 PAGE α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液： 然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。 ①甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团， ②乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团， P P P α 位 β位 γ位 资料 该实验说明什么？ 一、ATP是一种高能磷酸化合物 PAGE 资料 β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。 ATP H2O H ADP 腺苷二磷酸 O P OH O- O- 能量高达30.54kJ/mol ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。 ADP相互排斥的磷酸基团减少，势能降低 磷酸基团携带转移的“势能”与其他分子结合 酶 磷酸 水 P P P P P P α 位