5.2 细胞的能量“货币”ATP 课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

1、萤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、萤火虫发光的过程有能量转化吗？ 问题探讨 传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 萤火虫腹部细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 + H2O 荧光 素酶 （发出荧光） 腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变为光能。 在细胞内，哪些物质能够提供能量？ 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—— ATP 这些物质能否直接为萤火虫发光提供能量？ 问题探讨 实验探究 实验材料：将离体荧光虫发光器研磨成粉末，然后制成荧光素试剂 实验试剂：蒸馏水、脂肪溶液、葡萄糖溶液、ATP注射液等 实验工具：烧杯、量筒、试管、玻璃棒等 请同学们分组讨论完成： 1、本实验的自变量是什么？ 2、该实验需要设置几组？ 实验原理： 2ml葡萄糖溶液 2mlATP溶液 2ml脂肪溶液 2ml蒸馏水 暗处 有荧光 出现 无荧光 出现 无荧光 出现 无荧光 出现 A B C D 取四支试管，分别加入等量的发光器粉末和蒸馏水 实验探究 暗处15min 荧光消失 第五章 细胞的能量供应和应用 第2节 细胞的能量“货币”ATP S z L w h 学习目标 学习目标 1.依据ATP的结构简式，说出ATP的化学组成和特点。 2.根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1.ATP由那些化合物组成（化学成分）？ 2.ATP的中文名称？ 3.ATP的组成元素？ 3.ATP的结构简式为？ 4.A、T、P、—、～分别代表什么？ 结合P86“相关信息”，阅读ATP是一种高能磷酸化合物一段， 讨论以下问题，并在书上勾画下来 ATP结构式 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1.化学组成： 腺嘌呤 核糖 3分子磷酸基团（P） 1分子腺苷（A） 腺苷三磷酸（ATP） 3分子磷酸基团（P） 2.中文名称： 3.组成元素： C、H、O、N、P 腺苷二磷酸 ADP 腺苷一磷酸 AMP 腺苷三磷酸 ATP 腺苷 A 注意：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。 一、ATP是一种高能磷酸化合物 4.结构模型分析： 无关变量：压强，试管洁净程度，过氧化氢是否新配制等 一、ATP是一种高能磷酸化合物 5.结构简式： A–P～P～P 腺苷 （腺嘌呤和核糖） 普通的化学键 特殊的化学键（2个） 磷酸基团（3个） 一、ATP是一种高能磷酸化合物 6.结构特点： 相邻的磷酸基团都带负电荷互相排斥 特殊的化学键不稳定 末端磷酸基团有离开ATP 而与其他分子结合的趋势 （即具有较高转移势能） 酶 P 核糖 A P Pi P 能量 其他分子 其他分子发生变化 一、ATP是一种高能磷酸化合物 6.结构特点： (1)ATP不稳定：末端磷酸基团具有较高的转移势能 (2)ATP水解的过程是释放能量的过程： 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ 水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫高能化合物 ——ATP是一种高能磷酸化合物 ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。 1.下列图示能正确表示ATP的是 A. B. C. D. √ 当堂检测 2.各种A的辨析 ①__________________ ②______________ ③_______________ ④__________________ ⑤________________ ⑥_________________ 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 当堂检测 3、下面各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？ A 当堂检测 ①：腺嘌呤核糖核苷酸 ④：腺苷 ⑥：腺嘌呤脱氧核糖 核苷酸 ②：腺苷 ③：腺嘌呤核糖核苷酸 ⑤：腺嘌呤核糖核苷酸 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的所释放的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 二、ATP和ADP可以相互转换 二、ATP和ADP可以相互转换 ATP 水解酶 ADP + Pi + 能量 ATP ADP + Pi + 能量 合成酶 ·阅读教材P86-87 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 二、ATP和ADP可以相互转换 思考：合成ATP的能量来源？ 能 量 ADP +Pi+ ATP 酶 有机物氧化分解释放的化学能 呼 吸 作 用 动物、人、真菌及大多数细菌等 光 合 作 用 光能 绿色植物 呼 吸 作 用 化学能 二、ATP和ADP可以相互转换 ATP水解与ADP合成是可逆反应吗？ 反应 ATP→ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量 → ATP 酶的类型 反应场所 能量去向 水解酶 合成酶 细胞质基质、线粒体、 叶绿体 用于各项 生命活动 储存在ATP中 广泛存在于细胞的各个部位 可逆反应的特点： 正逆反应都在同一条件下进行，ATP水解与ADP合成反应条件和反应场所都不一样。 三、ATP的利用 用于主动运输 ATP 用于生物放电 葡萄糖+果糖→蔗糖 酶 细胞内各种吸能反应 生物发光　　　　　　　　　　　　　　　　　 渗透能 电能 光能 用于各种运动，如肌细胞收缩 机械能 化学能 热能 用于恒定体温 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。 三、ATP的利用 四、ATP是细胞内流通的能量货币 细胞内的化学反应可分成 反应和 反应两大类。 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 放能反应 合 成 水 解 吸能反应 ATP 流 通 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。 四、ATP是细胞内流通的能量货币 能源来源 能量直接来源 能源物质 主要能源物质 生物体内重要储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 最终能源来源 ATP 糖类 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 五、有关能源物质的回顾与小结 糖类、脂质、蛋白质 ATP 全称：腺苷三磷酸 结构简式： A-P～P～P ATP合成的能量来源： ATP与ADP相互转化: ATP的利用：各项生命活动 光合作用 呼吸作用 ATP ADP+Pi+能量 水解酶 合成酶 吸能反应：与ATP的水解有关 放能反应：与ATP的合成有关 小结 1、下列有关ATP的叙述中，不正确的是 A.ATP的合成一般与放能反应相联系 B.ATP中的能量可以来源于光能、化学能 C.细胞内各种吸能反应一般需要消耗ATP D.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量” √ 练习与应用 ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质。 2.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 3.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 B C 练习与应用 $$