5.2 细胞的能量“货币”ATP（课件）-2026-2027学年高一生物同步优质精讲课件（人教版必修1）

酶的发现： ①意大利科学家斯巴兰扎尼用实验证明：胃具有化学性消化的作用; ②德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶; ③美国科学家萨姆纳通过提取了脲酶并用化学实验证明脲酶是一种蛋白质; ④20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用 探究温度对酶活性影响时，先让反应物和酶在相同的温度下保温一段时间，再进行混合，否则混合时影响自变量的控制（即需要先保温再混合） 利用淀粉酶探究温度对酶活性影响时：能否选择斐林试剂作为检测材料？不能。斐林试剂需水浴加热，而本实验需严格控制温度 探究pH对酶活性影响时：能不能使用淀粉和淀粉酶？不能，淀粉在酸性条件下也会水解 用蔗糖、淀粉和淀粉酶验证酶的专一性时：能否使用碘液进行检测？不能，碘液不能检测蔗糖是否发生水解 问题探讨 “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？ 萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号，以便繁衍后代。 萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 萤火虫的尾部发光器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 + 能量 + O2 氧化荧光素 + H2O 荧光素酶 发出荧光 从哪里来？ P89 小字 5.2 细胞的能量“货币”ATP 1.依据ATP的分子简式说出ATP的分子结构和特点 2.根据ATP和ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用 学习目标 三组荧光均消失 A B C ２ｍL葡萄糖溶液 ２ｍL生理盐水 有荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 2ml荧光素溶液 15min 暗处 观察 暗处 ２ｍL ATP溶液 自变量 因变量 对照组 实验组 实验组 实验组 对照组 结论：萤火虫发光的直接供能物质是 。 ATP 蛋白质—— 脂肪—— 糖类—— ATP—— 细胞能源物质 “不动产” “定期存款” “活期存款” “现金” 一、 ATP的功能 细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但直接给细胞的生命活动提供能量的却是另一种有机物——ATP。P86第一段 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 但并非唯一，还有CTP/GTP/dATP等等 二、ATP是一种高能磷酸化合物 CH O H H H OH H OH HC N N N C C C NH2 C H H O P O－ O O P O－ O ～ O P O－ O ～ O－ 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 磷酸基团 磷酸基团 化学结构 特殊的化学键 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 2.组成元素 C、H、O、N、P 1.化学组成 1分子腺嘌呤+1分子核糖+3分子磷酸基团 (1)ATP的组成结构 2.两个相邻磷酸都带 电相互 ，使得”~” ， 具有较高的 ，末端磷酸基团 ， 从而使后者 。 3.ATP水解是 的过程，1molATP水解能量高达 ， 所以说ATP是 。 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 1.ATP的结构简式： 。 A表示 ，A＝ , T表示 , P表示 ，～ 表示 。 ATP中大量化学能储存在 中 负 排斥 容易断裂 转移势能 释放能量 30.54KJ 高能磷酸化合物 A–P~P~P 腺苷 磷酸基团 特殊化学键 腺嘌呤＋核糖 三 特殊化学键 挟能量与其他分子结合 发生变化 1.只有ATP能作为直接能源物质吗？ 2.ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？ 3.ATP彻底水解会得到哪些成分？ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？ 腺嘌呤A 核糖 P P P ~ ~ 腺 苷: A 腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本单位之一) A- P 腺苷二磷酸 （ADP）A- P~P 腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P 练习：化合物中“A”的辨析 通过资料能得到什么结论? 1.一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，而人体中ATP的总量只有约2mg。 含量少 2.一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。 消耗大 3.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的 ATP，发现其含量变化不大，但部分 ATP的末端 P已带上放射性标记。 ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡中。 此外，ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内是一样的，体现了生物界的统一性，生物具有共同祖先的证据之一 三、ATP与ADP可以相互转化 ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 三、ATP与ADP可以相互转化 1.ATP和ADP的相互转化中所需酶相同吗？ 2.合成ATP的能量从哪里来？ 光合作用 呼吸作用 能量去向？ 图5-5 ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 主动运输 肌肉收缩 运动蛋白 蛋白质发生移动 ATP A B C + ATP 物质合成 反应物 生成物 ATP 肌细胞收缩（机械能） 电鳐放电（电能） 参与Ca2+主动运输的载体蛋白是 。 当Ca2+与其相应位点结合时， 。 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 ，这就是 . 载体蛋白磷酸化导致其 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，这些蛋白质分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因此可以参与各种化学反应。 能催化ATP水解的酶 能量的转移 载体蛋白的磷酸化 空间结构 酶活性被激活 15 ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 三、ATP与ADP可以相互转化 1.ATP和ADP的转化是可逆反应吗？ 2. ATP的合成、水解伴随着吸能反应还是放能反应？ No！物质可逆，但能量不可逆，酶不同，场所不同 ATP是细胞内流通的能量“货币” P89第一段概念图： ①吸能反应一般与 相联系，由 提供能量。 ②放能反应一般与 相联系，释放的能量储存在 中。 ③能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通 。 ATP水解 ATP ATP水解 ATP合成 ATP分子 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP+Pi+能量→ATP ATP→ADP+Pi+能量 能量来源 光能（光合作用）、 化学能（细胞呼吸） 储存在特殊化学键中的能量 能量去路 形成特殊的化学键 用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 联系 （1）ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP和ADP总是处于一种动态平衡 （2）ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中所需的酶、能量的来源和去路及反应场所不完全相同 （3）合成ATP的过程中有水生成，水解ATP的过程中有水消耗 1. 下列有关ATP的叙述，错误的是（ ） A.人体在剧烈运动时，细胞内产生ATP的速率加快，吸能反应也增强 B.人体在紧张状态下，细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率 C.ATP中的能量可以来自光能或化学能，也可以转化为光能或化学能 D.ATP转化成ADP的过程消耗水 B 2.下图为dATP（d表示脱氧）的结构示意图，dATP水解后能参与DNA 的合成。想要让新合成的DNA分子被32P标记，下列相关说法正确的是（ ） A. 应用32P标记最末端的磷酸基团 B. dATP在DNA合成时既能作为原料，也能提供能量 C. dATP中的“T”指的是dATP含有3个特殊的化学键 D. dATP中含有特殊的化学键，是主要的能源物质 P P P ~ ~ 脱氧 核糖 A B 磷酸基团 3. ATP(甲)是生命活动的直接能源物质,据下图判断下列正确的是(　　) A.在主动运输过程中, 细胞内乙的含量会明显增加 B.丙中不含磷酸键, 是DNA基本组成单位之一 C.丁由腺嘌呤和核糖组成, 而戊可用于甲的合成 D.甲→乙和乙→丙过程中, 起催化作用的酶空间结构相同 C 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 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 3.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 D B B 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 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 Tencent APD MTS $