5.2 细胞的能量货币“ATP”-【易备课】2024-2025学年高一生物同步备课实用课件（人教版2019必修1）

第2节 细胞的能量货币“ATP” 贺老师 第5章 细胞的能量供应和利用 1 是什么生物在闪闪发光，点亮了这片夜空？ 是谁在闪闪发光，点亮了这片夜空？ 2 【相关资料】萤火虫的发光原理 【问题1】细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 荧光素 能量 激活的 荧光素 荧光素酶 氧气 氧化 荧光素 发出 荧光 ？ 细胞生命活动所需要的主要能源物质—— 细胞良好的储能物质—— 葡萄糖 脂肪 为主动运输提供能量的物质—— ATP 化学能 → 光能 萤火虫的尾部发光细胞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。 萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 3 【基本原理】 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 荧光素酶 （发出荧光） 自变量： 因变量： 无关变量： 添加的能源物质（葡萄糖/脂肪/ATP/？） 是否发光 温度、萤火虫发光器粉末的质量等 1.实验原理： 3.实验变量： 实验：探究萤火虫发光的直接供能物质 萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP制剂等 2.实验材料： 4 实验：探究萤火虫发光的直接供能物质 等量的萤火虫发光器粉末 ATP是萤火虫发光的直接供能物质。 6.实验结论： 5.实验结果： 4.实验过程： 加入的底物是 功能：直接供能物质 结构？？ 重复实验，每个条件做3组，避免偶然性 5 ATP的结构 腺苷（A） AMP（腺苷一磷酸） ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） 2.组成成分： A－P～P～P A: P: ～: —: 腺苷 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键 1.组成元素： 1分子腺嘌呤 1分子核糖 3分子磷酸基团 3.结构简式： C、H、O、N、P ~ ~ ATP的中文名：腺苷三磷酸 腺嘌呤核糖核苷简称腺苷 三磷酸指的是三个磷酸基团，那腺苷代表什么 6 【问题2】请从电荷角度出发，分析ATP分子的特点 ATP两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使连接两个磷酸基团的化学键不稳定，末端的磷酸基团有较高转移势能。 ATP水解的过程就是 的过程，1molATP水解时释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种 。 释放能量 高能磷酸化合物 ATP的结构 ~ ~ 不是能量 ATP ADP +Pi +能量 酶 7 【问题3】运动需要补充能量时，我们一般会喝葡萄糖， 不会直接喝ATP， ATP和葡萄糖在供能上有什么联系呢？ 你如何解释这个实验现象？使③号试管中荧光素发光的是什么物质？ 葡萄糖在酵母菌的作用分解下生成ATP为荧光素发光供能。 葡萄糖 ① 酵母菌 抽提液 ② ③ 在ADP转化成ATP的过程中，所需的能量从哪里来？ 8 葡萄糖等能源物质需要先转化为 ，再为生命活动直接供能。 主要能源物质 葡萄糖 主要储能物质 脂肪 其他能源物质 糖原、淀粉等 生命活动 直接 供能 直接能源物质 ATP 呼吸作用： ADP +Pi+能量 → 氧化分解 光合作用： ATP 糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用，ATP储存的能量相对来说少，但能被直接利用。 9 资料：1mol葡萄糖经细胞呼吸完全氧化分解共需几十步反应，能够释放2870kJ的能量，是ATP水解放能（30.54kJ）的约94倍。 【问题4】 ATP为什么适于作为细胞的直接能源物质？ 比较项目 葡萄糖 ATP 分解条件 放能多少 较复杂 （相对稳定） 易水解 （相对活跃） 过多 较多 ATP是细胞的能量“货币” 10 【问题5】哪些生命活动需要消耗ATP直接供能呢？ 生物发光 光能 大脑思考 电能 肌肉收缩 机械能 物质合成 化学能 囊泡运输 机械能 ①吸能反应总是与______________相联系，由ATP水解提供能量； ATP的水解 ATP的合成 ②放能反应总是与______________相联系，释放的能量贮存在ATP中。 11 【问题6】ATP水解释放的能量如何用于上述活动的呢？——以主动运输为例 开火车 12 【问题6】ATP水解释放的能量如何用于上述活动的呢？——以主动运输为例 与 结合，激活其酶活性 携转移势能与载体结合 载体蛋白空间结构改变 ATP ATP水解 Ca2＋释放到膜外 载体蛋白磷酸化 ①运输 ②作为ATP水解酶 载体蛋白 Pi 开火车 13 ATP 消耗量大 ATP 含量很少 矛盾 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，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。 1 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。 2 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 3 ATP与ADP的相互转化，时刻不停且处于动态平衡 ATP与ADP的相互转化 ATP在细胞内是否大量存在？ 【问题7】ATP是怎样解决含量少而消耗量大的矛盾？ 14 P P P ～ ～ 水解 能量 Pi P P ～ 合成 能量 Pi ATP 酶 酶 ADP +Pi +能量 ATP与ADP的相互转化 ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的 。 统一性 在静卧和运动时，ATP与ADP的相互转化有什么区别？ 15 【问题8】ATP、ADP的相互转化过程是可逆的吗？ 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 水解反应 合成反应 水解酶 合成酶 活细胞多种场所 线粒体、叶绿体、细胞质基质等 特殊化学键 有机物中的化学能、光能 用于各项生命活动 储存于特殊化学键中 结论 ：物质是可逆的，能量是不可逆的，场所、酶也不同 酶 酶 酶 16 课外拓展 【问题9】ATP只能作为直接能源物质? 资料:20世纪50年代，研究者发现ATP在神经系统的信息传递中，可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏中枢及外周神经系统等多个部位的细胞质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递 的 分子。 【问题10】还有其他的直接能源物质吗? 信号 其他直接能源物质： GTP、CTP、UTP dATP、dGTP、dCTP、dTTP 信息 如果将ATP中碱基A替换为 G、U、C，分别为鸟苷三磷酸，尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成 NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子组成dNTP家族，均为高能化合物。 17 生物体根本能源 生物体能源物质 生物体主要能源物质 细胞生命活动主要能源物质 细胞内良好储能物质 植物细胞内的储能物质 动物细胞内的储能物质 大多耗能生命活动的直接能源物质 太阳能 糖类、脂肪、蛋白质 糖类 葡萄糖 脂肪、淀粉 脂肪、糖原 脂肪 ATP 细胞内供能的顺序：糖类→脂肪→蛋白质 比较辨析 18 以下几种“A”所对应的含义 比较辨析 物质结构 物质名称 “A”的含义 核糖 A P ~ P P ~ ATP ….A U G C …. A-P～P ～P ATP 核糖 A P 腺苷（腺嘌呤+核糖） 腺嘌呤核糖核苷酸 DNA RNA 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 19 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) $$