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

5.2 细胞的能量“货币”ATP 必修一 第5章 细胞的能量供应和利用 授课人 : 叶新友 1. 通过对ATP化学组成和结构特点的学习,初步建立物质与能量相联系, 结构与功能相适应的观点(生命观念)。2. 通过资料分析,归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义(科学思维)。3. 通过ATP是萤火虫发光的直接能源物质的探究,掌握观察、提问和实验设计能力(科学探究)。 4.感受与ATP相关的科学技术在生活中的实际运用(社会责任)。 学习目标 银烛秋光冷画屏, 轻罗小扇扑流萤。 ——《秋夕》唐 杜牧 问题:什么物质直接为萤火虫发光提供能量呢? 荧光素 + 能量 + O2 氧化荧光素 + H2O 荧光素酶 葡萄糖 脂肪 ATP 【资料卡】 1934年, 罗曼在研究肌肉细胞的收缩机理时,发现了一种化合物。在肌肉细胞耗能的生理过程中总伴随该物质的分解放能。1935年, 罗曼确定了这种化合物的分子式为腺苷三磷酸(英文缩写为ATP)。 荧光素接受能量后就被激活,在荧光素酶的催化作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素,并且发出荧光。 【作出假设】 【实验方案】 萤火虫发光的直接能源物质是 。 【实验结果】 【实验结论】 ATP 是使萤火虫发光的直接能源物质。 加入2mL 葡萄糖溶液 加入2mL 脂肪溶液 加入2mL ATP溶液 加入2mL 蒸馏水 无荧光 有荧光 无荧光 无荧光 探究活动1:萤火虫发光的直接能源物质是什么? 【自变量】物质种类 【因变量】是否发出荧光 简单描述实验思路 预测实验结果( 将萤火虫的发光器细胞干燥后研磨成粉末,取四等份转入四支试管,加入少量水,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,待荧光消失后,在四支试管中分别加入等量的水、脂肪、葡萄糖、ATP在相同条件下的黑暗中观察实验现象。 ) 3 腺苷(A) ATP(腺苷三磷酸) ADP(腺苷二磷酸) AMP(腺苷一磷酸) 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 ATP的结构 ATP能作为萤火虫发光的直接能源物质,与其结构是分不开的 (1)具有较高的转移势能 两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥,使得“~”这一特殊化学键不稳定,磷酸基团有一种离开ATP的趋势,因此具有较高的转移势能。 (2)水解释放能量 当ATP在酶的作用下水解时,磷酸基团脱离下来,并伴随能量释放。 腺苷三磷酸结构简式: 腺苷 磷酸基团 特殊的化学键 A—P~P~P 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的结构 (3)是一种高能磷酸化合物 ATP水解的过程就是释放能量的过程,1molATP水解释放的能量高达30.54 kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 有两个特殊化学键,水解时断裂的是哪个化学键呢? 某研究小组利用32P标记ATP中的特定磷酸基团,将标记后的ATP加入到酵母提取液中,一段时间后检测液体中游离磷酸(Pi)放射性的有无。 32P标记的位置 培养液中游离磷酸(Pi)放射性 A-P~P~32P 有 A-P~32P~P 无 2.写出ATP的水解反应式。 资料分析:ATP的水解方式 1.ATP水解时,哪一个特殊化学键断裂? 实验以资料的形式呈现 6 某研究小组利用32P标记ATP中的特定磷酸基团,将标记后的ATP加入到酵母提取液中,一段时间后检测液体中游离磷酸(Pi)放射性的有无。 32P标记的位置 培养液中游离磷酸(Pi)放射性 A-P~P~32P 有 A-P~32P~P 无 2. 写出ATP的水解反应式。 ATP 酶 ADP + Pi +能量 P P P 水 解 能量 Pi ATP ADP P P 酶 资料分析:ATP的水解方式 1. ATP水解时,哪一个特殊化学键断裂? ATP水解释放的能量有什么作用呢? 7 直接提供能量的物质:ATP 细胞中绝大多数需要能量的生命活动 电鳐发电 大脑思考 物质合成 肌肉收缩 A B + C ATP的利用 其实细胞中绝大多数生命活动都是由ATP直接提供 8 ATP的供能方式(原理) ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢? 载体蛋白的磷酸化。 载体蛋白空间结构发生变化 ATP 水解酶被激活。 Ca2+ 的结合位点转向膜外侧,将Ca2+ 释放到膜外 在ATP酶的作用下,ATP水解。 磷酸基团与载体蛋白结合 Ca2+ 与其运输的载体蛋白相应位点结合 (主动运输为例看图5-7排序) 答案: 7-3-5-6-1-2-4 ATP用于主动运输 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与各种化学反应。 6班 思考:为什么对照组ATP和ADP含量没有变化,但实验组ATP含量