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

第5章 细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量“货币”ATP 1.通过对ATP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； 2.通过小组讨论，能归纳、概述ATP和ADP的相互转化及意义； 3.通过对生活实例的讨论分析，能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因。 学习目标 问题讨论 【相关资料】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。 荧光素 激活的荧光素 氧化荧光素 荧光素酶 氧气 荧光 能量 主要的 能源物质？ 糖类 主要的 储能物质？ 脂肪 这些物质能为萤火虫发光直接供能吗? ？ 导 15min 荧光消失 暗处 A B C D ２ｍL葡萄糖溶液 ２ｍL ？溶液 ２ｍL脂肪溶液 ２ｍL蒸馏水 有荧光 出现 无荧光 出现 无荧光 出现 无荧光 出现 ATP 直接能源物质 实验探究 导 ATP的生理功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 细胞中一些需要能量的过程 萤火虫发光 主动运输 胞吞胞吐 物质合成 肌纤维收缩 直接提供能量的物质都是 ATP 主要的能源物质： 良好的储能物质： 糖类 脂肪 导 5 一、阅读教材86-89页，完成导学案[基础感知]部分，在教材上进行勾画，并思考导学案上以下问题： （1） 组成ATP分子的化学元素有哪些？其结构式可简写成什么？ （2） ATP结构式中的“A”指的是什么？由什么组成？“P”代表什么？ATP的中文名称是什么？ （3）ATP末端具有转移势能的原因是什么？ （4）分别写出ATP水解释放能量和ATP合成贮存能量的反应式。 （5）参与ATP水解和ATP合成的酶是否相同？为什么？ （6）ATP水解释放能量时是将哪一个键断裂？ （7）植物体合成ATP所需能量来源于什么过程？动物和人呢？ （8）ATP在细胞生命活动中哪些方面被利用？请举例说明。 （9）细胞内的吸能反应一般与ATP水解的反应有关还是与ATP合成的反应有关？放能反应呢？ 二、独立思考深入学习部分 ＊存在的疑问写在导学案【我有问题要问】 思 在合作中解决问题 讨论重点： 导学案上的【深入学习】 要求： 拿起资料，全员参与， 求同解疑，注重效率。 议-展 （1）上图中①②③④⑥的结构分别是什么？（2）联想前面对RNA的学习，你认为ATP和RNA存在什么关系？（3）结合教材87页相关文字，想一想生物体对ATP的需求量大，而其在生物体中的含量少，生物体是如何解决这一矛盾的呢？ 一、ATP的结构和功能 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P 腺嘌呤核糖核苷酸 (AMP） 腺苷二磷酸 （ADP） 腺苷（A) AMP是RNA组成单位之一 ATP并不是细胞内唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物体内有很多种，如存在于细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 ATP的含量很少需要量却很多，生物体是如何解决这一矛盾？ ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP转化速率很快，从而保证细胞内能量的供应。 评 8 两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥 ATP中的特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能 ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化 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30.54KJ。所以说ATP是一种高能磷酸化合物 二、ATP供能的原理 评 光 合 作 用 呼 吸 作 用 能量 ADP + Pi + ATP 酶 有机物 氧化分解 呼 吸 作 用 ADP转化成ATP的过程中，所需能量从哪里来呢？ 评 ADP ATP ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 光合作用 呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体 反应场所 用于各项生命活动， 如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等 反应场所 生物体的需能部位 对细胞的正常生活来说， ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 三、ATP和ADP的相互转化 评 11 【思考】ATP与ADP的相互转化是否可逆？ 反应式 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP 场所 生物体的需能部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体 物质变化 反应 反应 能量变化 能量 能量 能量来源 特殊化学键的断裂 特点 时刻不停地发生，并且处于 之中 水解 吸收 合成 释放 细胞呼吸释放的能量 光能 动态平衡 酶1 酶2 注: ATP和ADP相互转化的过程应判断为不是可逆的，从两者相互转化的反应式来看“物质是可逆的，能量是不可逆的”因为(1)所需的酶种类不同；(2)能量的来源和去向不同。(3)反应发生的场所不同； 评 12 ①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 ① ② ③ ATP的利用举例 ②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。 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+释放到膜外侧。 四、ATP的利用 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，发生活性变化，空间结构也被改变，因而可以参与各种化学反应。 评 吸能反应 蛋白质的合成 葡萄糖的氧化分解 ATP 储存 水解放能 细胞内的化学反应 四、ATP的利用 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。 放能反应 评 ATP 全称：腺苷三磷酸 结构简式： A-P～P～P ATP的来源： ATP与ADP相互转化: ATP的利用：需要能量的各项生命活动 光合作用 呼吸作用 ATP ADP+Pi+能量 酶1 酶2 总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。 课堂小结 结 1.下列图示能正确表示ATP的是 A. B. C. D. √ ATP的分子结构式可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P代表磷酸基团，正确的连接方式为A项。 课堂检测 2.下列关于ATP分子的叙述，正确的是 A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团 B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素 C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂 D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似 √ 课堂检测 $$