5.2 细胞的能量“货币”ATP-2024-2025学年高一生物同步课堂精优课件（人教版2019必修1）

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？ 3．在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 萤火虫腹部后端细胞内的荧光素。 传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变为光能。 这种供能物质可能是? ATP？葡萄糖？ 问题探讨 荧光消失 2mL 蒸馏水 15min 暗处 观察 2mL 葡萄糖溶液 2mL ATP溶液 无荧光 无荧光 暗处 有荧光 ① ② ③ ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 探究生命活动的直接能源物质 探究·实践 2 1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。（重点） 2.熟记ATP和ADP相互转化的过程。（重点） 3.通过列举合成ATP和利用ATP的实例，阐述ATP是细胞的能量“货币”。(难点） 学习目标 5.2 细胞的能量“货币”ATP 阅读课本P86-89，思考并尝试回答下列问题： 自学指导 5分钟 1.ATP的中文名称是什么？“ATP分子的结构简式如何表示？“A、P、-、～ ”分别代表什么？ 2.ATP水解时哪个化学键比较容易断裂？ATP分子去掉1个和2个磷酸基团后分别是什么物质？其完全水解会得到哪些成分？ 3.ADP转化成ATP过程中，所需要的能量从哪里来？ ATP水解所释放的能量可以用于哪些生命活动？ 4.ATP为主动运输供能过程是怎样的？结合图5-7分析。 一、 ATP是一种高能磷酸化合物 1.ATP的中文名称： 。 腺苷三磷酸 2.元素组成： 。 C、H、O、N、P ATP 腺苷 adenosine tri 三 phosphate 磷酸 核糖 腺嘌呤 3个磷酸基团 腺苷（A） 一、 ATP是一种高能磷酸化合物 3.ATP的结构简式： 。 A–P～P～P A–P～P～P 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 特殊化学键 磷酸基团 普通化学键 （不稳定，易断裂，也易形成，蕴含大量能量） 思考： ATP水解时哪个化学键比较容易断裂？ATP分子去掉1个和2个磷酸基团后分别是什么物质？其完全水解会得到哪些成分？ 1molATP水解释放的能量是30.54kJ 水解酶 A–P～P～P A–P～P 能量 ADP 腺苷二磷酸 末端特殊化学键不稳定，易断裂，也易形成 ATP 合成酶 ATP水解 + A–P～P +Pi + 能量 A–P～P～P ATP的合成 磷酸 ——释放能量 ——储存能量 ATP与ADP可以互相转化 二、 ＋ H2O + Pi ATP与ADP可以互相转化 【资料】研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，ATP的消耗可达0.5kg/min。 【资料2】成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。 ATP消耗量多 但ATP含量很少 二、 ①时刻不停的发生且处于动态平衡之中； ATP、ADP在细胞内含量少，但是转化迅速。从而实现细胞大量能量的需求。 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。 ATP与ADP相互转化的特点： ATP ADP 能量 能量 水解 合成 ATP与ADP互相转化示意图 ATP与ADP可以互相转化 二、 放能反应 释放的能量 储存在ATP中 绿色植物、蓝细菌等： 光合作用，呼吸作用。 人、动物、真菌、大多数细菌：呼吸作用。 主动运输 肌肉收缩 生物发光发电 大脑思考 各种吸能反应 ③ATP与ADP相互转化过程中物质可逆，能量不可逆，催化的酶不相同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。 ATP为主动运输供能过程 ATP的利用 三、 ——以主动运输为例 ATP的利用 三、 ——以主动运输为例 1.膜内侧Ca2+与载体蛋白（ATP水解酶）结合,ATP水解酶活性被激活。 2.催化ATP水解，ATP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。 3.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。 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，从而参与各种化学反应。 ATP是细胞内流通的能量货币 四、 ①吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。(如蛋白质的_____） ②放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中,如葡萄糖的氧化分解 ③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。 合成 ATP 吸能 放能 水解 合成 细胞内的化学反应可分成 反应和 反应两大类。 放能反应 吸能反应 ATP与ADP互相转化的总结 反 应 ATP→ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量→ATP 反应类型 酶的类型 场　　所 能量来源 能量去向 酶 酶 水解反应 合成反应 水解酶 合成酶 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等 末端特殊化学键 有机物中的化学能、光能 用于各项生命活动 储存于末端特殊化学键中 结论 ：物质是可逆的，反应、能量是不可逆的 一个ATP的励志演说（视频） 14 当堂训练 1.下图表示ATP的结构,其中表示特殊化学键的是(　　)。 A.①② B.①③ C.②③ D.③④ 2.下列过程与ATP的水解无关的是(　　)。 A.运动蛋白的移动 B.Ca2+的主动运输 C.萤火虫发光 D.细胞渗透吸水 A D 3.下列关于ATP的叙述中,错误的是(　 　)。 A.ATP分子中含有三个特殊的化学键 B.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化 C.ATP分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸 D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质 4.在下列几种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是( )。 A A.①和② B.①和③ C.③和④ D.⑤和⑥ D 5.ATP是细胞生命活动的直接能量来源，下图所示的ATP分子结构图中哪个键的水解可以释放大量可被利用的能量？( )。 A. a B. b C. c D. a 和b 6.下图是ATP与ADP相互转化示意图，有关叙述错误的是( )。 A.ATP与ADP相互转化机制在生物界普遍存在 B.催化ATP合成与水解的酶在细胞中的分布不同 C.图解中两个能量的来源和形式完全不同 D.图解中的物质可以循环反复利用 A C 7.ATP是细胞内流通的能量“货币”。下列关于ATP的说法中，错误的是( )。 ①参与ATP形成的元素包括 C 、 H 、 O 、 N 、 P ②在叶绿体中产生的ATP用于合成糖类等有机物 ③洋葱鳞茎内表皮细胞中能形成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 ④ATP是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是细胞内唯一的直接能源物质 A.①③ B.③④ C.②③ D.②④ B 一、概念检测 1．能准确表示 ATP 中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是 （ ） A．A—P—P ~ P B．A—P ~ P ~ P C．A ~ P ~ P—P D．A ~ P ~ P ~P B 2．下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是 （ ） A．脂肪酸 B．氨基酸 C．腺苷二磷酸 D．腺苷三磷酸 D 典题演练 3．ATP 是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于 ATP 的叙述，错误的是 （ ） A．细胞质和细胞核中都有 ATP 的分布 B．ATP 合成所需的能量由磷酸提供 C．ATP 可以水解为 ADP 和磷酸 D．正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值相对稳定 B 典题演练 4．离子泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开 ATP 的水解。下列叙述正确的是 （ ） A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的 C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 C 典题演练 二、拓展应用 1．就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与 ATP 和 ADP 的相互转化有什么关系。 吸能反应,如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量,是吸能反应,这一反应所需要的能量是由 ATP 水解为 ADP 时释放能量来提供的。放能反应,如丙酮酸的氧化分解能够释放能量,是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,还用于 ADP 转化为 ATP 的反应,储存在 ATP 中。 典题演练 2．同样是能源物质，ATP 与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出 ATP 具有哪些特点。 在储存能量方面,ATP 同葡萄糖相比具有以下两个特点，一是 ATP 分子中含有的化学能比较少,一分子 ATP 转化为 ADP 时释放的化学能⼤约只是一分⼦子葡萄糖的 1/94;二是 ATP 分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为 ATP 分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。 典题演练 3．在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以 ATP 作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性？这对你理解生物的进化有什么启示？ 植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“币”ATP,这可以从一个侧⾯面说明生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同起源。 典题演练 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$