5.2細(xì)胞的能量“貨幣”ATP課件高一上學(xué)期生物人教版必修12

細(xì)胞的能量“貨幣”ATP⒈螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？⒉螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？⒊螢火蟲(chóng)發(fā)光的過(guò)程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？主要是相互傳遞求偶信號(hào)，以便交尾，繁衍后代。腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素是其特有的發(fā)光物質(zhì)。有。其腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲(chǔ)存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變成光能時(shí)，螢火蟲(chóng)才能發(fā)光。問(wèn)題探討

螢火蟲(chóng)的尾部發(fā)光器中有熒光素和熒光素酶。熒光素接受能量后就被激活，在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。資料1：熒光素+能量+O2

氧化熒光素+H2O熒光素酶發(fā)出熒光從哪里來(lái)？細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)——在細(xì)胞內(nèi)，哪些物質(zhì)能夠提供能量？細(xì)胞良好的儲(chǔ)能物質(zhì)——葡萄糖脂肪主要能源物質(zhì)——糖類

這些物質(zhì)能否直接為螢火蟲(chóng)發(fā)光提供能量？請(qǐng)問(wèn)螢火蟲(chóng)尾部細(xì)胞發(fā)光的直接能源物質(zhì)是什么？一、ATP是一種高能磷酸化合物ATP

探究螢火蟲(chóng)發(fā)光的直接能源物質(zhì)熒光細(xì)胞提取液小資料：科學(xué)家用小刀將數(shù)十只螢火蟲(chóng)的發(fā)光器割下,干燥后研磨成粉末,各加入少量水使之混合,置于暗處,可見(jiàn)試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn),約過(guò)15分鐘熒光消失后備用（即：熒光細(xì)胞提取液）。消耗掉原有的能量

如果向提取液加入新的物質(zhì)后又重新發(fā)光，那一定是新加入的物質(zhì)提供的能量！新加入的物質(zhì)就是直接供能物質(zhì)具備發(fā)光的條件根據(jù)資料，你獲取了哪些信息？請(qǐng)你分享！【探究活動(dòng)一】熒光消失暗處ABCD２ｍｌ葡萄糖溶液２ｍｌATP溶液２ｍｌ脂肪溶液２ｍｌ蒸餾水15min暗處有熒光無(wú)熒光無(wú)熒光無(wú)熒光結(jié)論：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)(葡萄糖、脂肪不能為螢火蟲(chóng)的發(fā)光器直接供能)螢火蟲(chóng)發(fā)光器的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)一、ATP是一種高能磷酸化合物一、ATP是一種高能磷酸化合物1、ATP的生理功能：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的

直接能源物質(zhì)

有機(jī)物中的化學(xué)能ATP中的化學(xué)能耗能的生命過(guò)程細(xì)胞中流通的能量“貨幣”【探究活動(dòng)二】：閱讀課本P86頁(yè)思考以下問(wèn)題，小組合作運(yùn)用正確的化學(xué)鍵構(gòu)建ATP的結(jié)構(gòu)模型、標(biāo)注結(jié)構(gòu)名稱并回答下列問(wèn)題

磷酸核糖腺嘌呤磷酸磷酸1、ATP的中文名稱是什么？2、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如何書(shū)寫(xiě)？3、ATP的元素有哪些？4、ATP簡(jiǎn)式中A、P、～分別代表什么？5、為什么ATP可以提供能量？6、ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？一、ATP是一種高能磷酸化合物2、ATP的中文名稱:腺苷三磷酸1個(gè)腺苷（1個(gè)核糖+1個(gè)腺嘌呤)+3個(gè)磷酸基團(tuán)3、組成元素：一、ATP分子是一種高能磷酸化合物C、Ｈ、O、N、P1、ATP的生理功能~~腺嘌呤核糖腺苷(A)磷酸基團(tuán)（P）A—P~P~PPPP4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：特殊的化學(xué)鍵一、ATP是一種高能磷酸化合物PPP~~核糖腺嘌呤P核糖腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸（構(gòu)成RNA的基本單位）②腺苷三磷酸（ATP)與腺嘌呤核糖核苷酸的區(qū)別：ATP（去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)）類比腺苷三磷酸的簡(jiǎn)圖，腺苷連接兩個(gè)磷酸基團(tuán)和連接一個(gè)磷酸基團(tuán)形成的化合物又分別叫什么？AP~P~P核糖腺嘌呤腺苷（A）AMP（腺苷一磷酸）ADP（腺苷二磷酸）ATP（腺苷三磷酸）（RNA的基本組成單位之一）①ATP的水解產(chǎn)物ATP中帶負(fù)電的磷酸基團(tuán)之間相互排斥而具有較高的勢(shì)能ADP中相互排斥的磷酸基團(tuán)減少，勢(shì)能降低+HO-C-C--O-C-C-磷酸基團(tuán)攜帶著轉(zhuǎn)移的“勢(shì)能”與其他分子結(jié)合，使其變得活躍5.為什么ATP可以提供能量呢？一、ATP是一種高能磷酸化合物高能磷酸化合物：是指水解1mol該物質(zhì)能釋放千焦以上能量的磷酸化合物。

高能磷酸化合物：除了ATP，還有ADP；磷酸肌酸等1molATP水解時(shí)釋放的能量高達(dá)千焦6、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）不穩(wěn)定

2）高能量：

ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。注意：ATP是一種物質(zhì)，不是能量，能量?jī)?chǔ)存在ATP的化學(xué)鍵中。

除了ATP以外，還有其他的能源物質(zhì)嗎？GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTPdATPATP化合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式“A”含義共同點(diǎn)ATP 核苷酸

DNA

RNA

③不同化合物中“A”的辨析腺苷(由腺嘌呤和核糖組成)腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤所有“A”的共同點(diǎn)是都含有腺嘌呤二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化結(jié)論：ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量少，轉(zhuǎn)化快ATP消耗量大ATP含量很少矛盾ATP合成

和水解都非常

迅速二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化【探究活動(dòng)三】閱讀課本P86頁(yè)最后一段和P87頁(yè)，以小組為單位完成以下任務(wù)：1.根據(jù)ATP結(jié)構(gòu)模型,請(qǐng)同學(xué)們構(gòu)建ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的結(jié)構(gòu)模型，并寫(xiě)出轉(zhuǎn)化方程式。2.在ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過(guò)程中，所需要的能量從哪里來(lái)？3.在ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過(guò)程中，所產(chǎn)生的能量用于哪里？可逆反應(yīng)嗎？

光合作用呼吸作用放能反應(yīng)主動(dòng)運(yùn)輸電鰩發(fā)電肌肉收縮大腦思考螢火蟲(chóng)發(fā)光各項(xiàng)生命活動(dòng)物質(zhì)合成吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)有關(guān)放能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)有關(guān)ATP合成：ATP水解：提供用于二：ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化1、轉(zhuǎn)化的過(guò)程吸能反應(yīng)

化學(xué)中可逆反應(yīng)的特點(diǎn)是：正逆反應(yīng)都能在同一條件下同時(shí)進(jìn)行。請(qǐng)思考：ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎？思考討論第二節(jié)二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化合成酶ADP能量1ATP水解酶

1.從反應(yīng)條件看：ATP的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶；ATP的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。酶具有專一性，因此反應(yīng)條件不同。

2.從能量來(lái)源看：ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在特殊化學(xué)鍵中的化學(xué)能，用于生命活動(dòng)；合成ATP的能量來(lái)自生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能和太陽(yáng)光能。因此能量來(lái)源不同(能量不可逆，而物質(zhì)可逆)。

3.從合成與分解場(chǎng)所看：ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；ATP分解的場(chǎng)所相對(duì)較多。因此合成與分解的場(chǎng)所不同。不是可逆反應(yīng)第二節(jié)二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化思考討論P(yáng)i能量2Pi項(xiàng)目ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式______________________________________________________所需酶_________________________________能量來(lái)源________(光合作用)、_________(細(xì)胞呼吸)儲(chǔ)存在_____________中的能量能量去路儲(chǔ)存于形成的______________中用于___________________反應(yīng)場(chǎng)所_____________________________生物體的需能部位ADP+Pi+能量ATP合成酶ATP水解酶酶ATPADP+Pi+能量酶ATP光能化學(xué)能特殊化學(xué)鍵特殊化學(xué)鍵各項(xiàng)生命活動(dòng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體第二節(jié)二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP合成與ATP水解的比較：二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

（2）ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所用生物細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性（1）ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處在動(dòng)態(tài)平衡之中。3.ATP與ADP轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)O2供給量ATP生成量無(wú)氧呼吸O2供給增多，有氧呼吸增強(qiáng)ATP產(chǎn)生量不再增加限制:酶,

ADP,Pi,etcATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系用于大腦思考（電能）用于肌細(xì)胞收縮（機(jī)械能）葡萄糖+果糖蔗糖酶用于細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)用于生物放電（電能）用于生物發(fā)光（電能）用于主動(dòng)運(yùn)輸（滲透能）電鰩三、ATP的利用

1、ATP利用舉例細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的。三ATP的利用ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（蛋白質(zhì)分子）等磷酸化，導(dǎo)致膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)，這在細(xì)胞中是常見(jiàn)的。參與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白，本身具備催化ATP水解的能力。ATPADP水解合成吸能反應(yīng)等放能反應(yīng)等能量能量2、放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)三、ATP的利用

2）放能反應(yīng)：一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中1）吸能反應(yīng)：一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量3、能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通ATP是細(xì)胞內(nèi)流通能量的“貨幣”糖類、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量但不能被直接利用ATP儲(chǔ)存的能量相對(duì)來(lái)說(shuō)少，但能被直接利用三、ATP的利用能源來(lái)源直接能源物質(zhì)主要能源物質(zhì)生物體內(nèi)主要儲(chǔ)能物質(zhì)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)植物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)最終能源ATP糖類脂肪糖原淀粉太陽(yáng)能能源物質(zhì)小結(jié)：應(yīng)用：科學(xué)家運(yùn)用這一原理，將熒光素酶基因?qū)胫参锖?，再用熒光素溶液澆灌植物，使轉(zhuǎn)基因植物在黑暗中發(fā)光，從而培育出一種能發(fā)光的“熒光樹(shù)”。熒光素酶氧化熒光素能量（發(fā)出熒光）激活性熒光素+O2熒光素科技前沿ATP中文名稱：三磷酸腺苷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A-P～P～PATP的能量來(lái)源：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化:ATP的利用：用于各項(xiàng)生命活動(dòng)光合作用呼吸作用課堂小結(jié)總結(jié)：正是由于細(xì)胞內(nèi)具有ATP這種能量“貨幣”，細(xì)胞才能及時(shí)而持續(xù)地滿足各項(xiàng)生命活動(dòng)對(duì)能量的需求。元素組成：C、H、O、N、P（不是可逆反應(yīng)）練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)1.能準(zhǔn)確表示ATP中三個(gè)磷酸基團(tuán)之間，以及磷酸基團(tuán)和腺苷之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是（

）A.A-P-P~PB.A-P~P~PC.A~P~P-PD.A~P~P~P2.下列物質(zhì)中，能夠直接給細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量的是

A.脂肪酸B.氨基酸

C.腺苷二磷酸D.腺苷三磷酸第二節(jié)BD直接能源物質(zhì)，下面關(guān)于ATP的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A.細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布

合成所需的能量由磷酸提供可以水解為ADP和磷酸

D.正常細(xì)胞中ATP與ADP的比值相對(duì)穩(wěn)定4.離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，它在跨膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)離不開(kāi)ATP的水解。下列敘述正確的是（

）A.離子通過(guò)離子泵的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散B.離子通過(guò)離子泵的跨膜運(yùn)輸是順濃度梯度進(jìn)行的C.動(dòng)物一氧化碳中毒會(huì)降低離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率D.加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)提高離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率第二節(jié)練習(xí)與應(yīng)用BC二、拓展應(yīng)用吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)各舉出一個(gè)實(shí)例，并說(shuō)明這些實(shí)例分別與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系?！敬鸢浮课芊磻?yīng)，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)需要消耗能量，是吸能反應(yīng)，這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時(shí)釋放能量來(lái)提供的。放能反應(yīng)，如丙酮酸的氧化分解能夠釋放能量，是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外，還用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲(chǔ)存在ATP中。2.同樣是能源物質(zhì)，ATP與葡萄糖具有不同的特點(diǎn)。請(qǐng)你概括出ATP具有哪些特點(diǎn)?！敬鸢浮吭趦?chǔ)存能量方面，ATP同葡萄