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

5.2 细胞的能量“货币”ATP 授课人：陈慧 注：ATP≠能量，ATP是一种有机物，不是能量，能量储存在ATP中。 注解即考点1 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。 讨论：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？ 答：主要是相互传递信号，以便繁衍后代。 答：萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 答：有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 问题探讨 教材问题探讨中，引用诗人杜牧的诗句，展现了一个年轻的寂寞深宫女子拿着扇子追赶飞舞着萤火虫的画面，这些内容不适合问，可以教师直接讲述。提到萤火虫，其发光的生物学意义是什么？萤火虫发光是由于萤火虫体内含有特殊的发光物质即荧光素。并且在发光的过程中存在能量转化，一些有机物中储存的化学能转变成光能。 课堂导入 资料： 萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，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。 发光的化学反应式为： 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 其实，发光的原理是(读课本)。 核糖 腺嘌呤 磷酸基团 1分子腺苷，3分子磷酸基团 一、ATP的结构 1. 中文名称— 2. 化学组成— 3. 英文名称— 4. 元素组成— 5. 结构简式— 6. ATP简式中A、P、–、~ 分别代表什么？ 腺苷(A) 腺苷三磷酸 ATP C、H、O、N、P 腺嘌呤核糖核苷酸 （见教材第86页—相关信息） 判断题： 1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。（ ） × A–P～P～P A代表 腺苷 P代表 磷酸 – 代表普通化学键 ~ 代表特殊化学键 注：ATP中含有1个普通化学键， 2个特殊化学键。键断裂释放能量：普通化学键 ＜ 特殊化学键。 ATP是一种高能磷酸化合物 水解酶 A–P～P～P A–P～P + Pi + 能量 ADP 腺苷二磷酸 不稳定,易断裂,也易形成 1molATP水解释放的能量高达30.54KJ。 判断题： ATP分子中所有化学键都存储着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物。（ ） × ATP的特点 ①高能量 ②不稳定 直接能源物质 ---ATP 主要能源物质 --糖类 良好储能物质 脂肪 生命活动主要承担者 蛋白质 含易于断裂的, “特殊化学键”,断裂后放能 不含易于断裂 “特殊化学键” 细 胞 内 供 能 的 顺 序 P P P ~ ~ 核糖 腺嘌呤 P 核糖 腺嘌呤 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷三磷酸与腺嘌呤核糖核苷酸的区别： ATP ATP脱去两个磷酸基团后，形成的物质为RNA的基本单位之一。 核糖 磷酸 腺嘌呤 磷酸 磷酸 ～ ～ 腺苷（A） AMP（腺苷一磷酸） ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） 注意：AMP是 RNA 的基本组成单位之一 远离腺苷的特殊化学键易断裂，也容易重新形成。 腺嘌呤 核糖核苷酸 含氮碱基中的A——腺嘌呤 ATP中的A ——腺苷（腺嘌呤＋核糖） ①腺苷 ②腺嘌呤 脱氧核苷酸 ③腺嘌呤 核糖核苷酸 ④腺嘌呤 如下图所示，圆圈中的“A”依次表示 二、ATP与ADP相互转化 资料1：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，每分钟消耗的ATP 可达0.5kg/min。 资料2：成人体内ATP总量约50~75g，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。 ATP 消耗量大 ATP 含量很少 矛盾 二、ATP与ADP相互转化 【提出问题】生物体如何解决ATP含量少，但总需求量很大的矛盾呢？ 资料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。 ATP合成和水解都非常迅速 ATP的特点：③含量少，转化迅速 ATP在细胞内的含量很少，但在细胞内的转化是十分迅速的，构成稳定的供能环境。 ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。 ATP与ADP的转化机制，在所有细胞中都是一样的，体现了生物界的统一性。 ATP ADP ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 ATP和ADP可以相互转化。 ATP合成的能量来源及ATP水解的能量去路？ 练习教材，请写出ATP水解反应式、ATP合成反应式 注意：ATP的形成过程有水生成 13 1. ATP合成过程中能量来源 ADP + 动物和人等 绿色植物 呼吸作用 呼吸作用 光合 作用 酶 能量 + Pi 资料：对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，合成ATP的能量来自于呼吸作用时有机物的分解释放能量（化学能）；对于绿色植物来说，除了依赖呼吸作用所释放的能量外，在叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP还利用了光能。 ATP 产生ATP的场所： 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP+Pi+能量 酶 ATP ATP 酶 ADP+Pi+能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光能(光合作用)，呼吸作用 特殊化学键水解 能量去路 形成特殊化学键 用于各项需能生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 问题思考：ATP与ADP的相互转化过程是可逆反应吗？ ATP与ADP相互转化过程中，物质可逆，能量不可逆，催化的酶和反应场所不同，因此，不是可逆反应。 ATP ADP+Pi+能量 ATP水解酶 吸能反应与放能反应 ATP的水解是放能反应 ATP ADP+Pi+能量 ATP合成酶 ATP的合成是吸能反应 能量 其他化学反应 ATP的水解与吸能反应相联系 能量 储存在ATP中的能量 ATP的合成与放能反应相联系 吸能反应 放能反应 化学反应 需要吸收能量 会释放能量 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。 用于各种运动，如肌细胞收缩 用于大脑思考 用于细胞内各种物质合成 生物发光、发电 主动运输 A B C + ATP 反应物 生成物 运动蛋白 蛋白质发生移动 ATP ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的？ 2. ATP水解的能量去路： 三、ATP的利用 实例：ATP为主动运输供能 催化ATP水解的酶 载体蛋白的磷酸化 载体蛋白空间结构变化，释放运输的物质 载体蛋白的功能？ 催化 运输 ATP中能量的转化形式 对ATP认识上的易错点 1、如图是生命活动的直接能源物质ATP的结构式，其中能作为RNA基本单位的是（　　　） A. ①　　　　B. ②　　　　C. ③　　　　D. ④ B 应用探究 21 　　2、下列对ATP水解与合成的叙述，错误的是（　　　）　 　　A. ATP与ADP相互快速转化依赖酶的高效性 　　B. 细胞分裂时ATP水解和合成都加快 　　C. ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少， ATP与ADP时刻不停地进行相互转化 　　D. 加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加 　　E. ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应 　　F. 磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 D 应用探究 　　3、（多选）下列生理过程或生命活动中，不消耗ATP的是（　　　） 　　　　 　　A. 氧气进入组织细胞 　　B. 叶绿体基质中将C3还原为糖 　　C. 脊髓的神经中枢中突触小体分泌神经递质 　　D. 淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 　　E. 细胞中由氨基酸合成新的肽链 　　F. 吞噬细胞吞噬病原体的过程 　　G. 含羞草受到刺激时小叶合拢 　　H. 萤火虫发光细胞发出荧光 ADG 应用探究 谢谢观看！ $$