5.2細胞的能量“貨幣”ATP課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

問題探討《秋夕》——杜牧銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牽牛織女星。1、螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2、螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3、螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？腹部后端細胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質(zhì)。相互傳遞求偶信號，以便繁衍后代。

腹部細胞內(nèi)一些有機物中儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，使其發(fā)光。實驗：探究螢火蟲發(fā)光的直接供能物質(zhì)實驗設(shè)計：用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分別裝入四支試管，各加入少量水使之混合，置于暗處，可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)，約過15分鐘熒光消失，然后……123415min熒光消失12342mL蒸餾水2mL葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mL？溶液暗處無熒光出現(xiàn)有熒光出現(xiàn)糖類、脂肪等有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能，不易被生命活動利用。需要另一種能直接給細胞的生命活動提供能量的有機物?！狝TP結(jié)論：ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。（教材86頁）ATP中的能量可以被直接利用葡萄糖、脂肪等含有的能量多不能被直接利用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，ATP有什么樣的結(jié)構(gòu)可以作為直接的能源物質(zhì)？ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)

第五章細胞的能量供應(yīng)和利用

第2節(jié)

細胞的能量“貨幣”ATP學(xué)習(xí)目標1.依據(jù)ATP的分子簡式說出ATP的化學(xué)組成和特點,認同ATP的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)。(生命觀念)2.通過對ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的模型構(gòu)建；理解ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。（科學(xué)思維）3.關(guān)注ATP在醫(yī)學(xué)上的運用。（社會責(zé)任）【合作探究一】閱讀P86第三自然段及旁欄“相關(guān)信息”，完成以下問題。一、ATP是一種高能磷酸化合物ATP的中文名稱、元素組成是什么？ATP的結(jié)構(gòu)簡式是什么，結(jié)構(gòu)簡式中的A、T、P、～分別代表什么？與堿基中的“A”是同一種物質(zhì)嗎？請以構(gòu)建ATP的結(jié)構(gòu)模型。為什么說ATP是一種高能磷酸化合物？腺嘌呤核糖腺苷A三個磷酸基團1.ATP的中文名稱：腺苷三磷酸（ATP)O-COCCHHOHOHCCOPOPOPO-OO-OO-ONCNCCCNCNNHHHHHHHH腺苷三磷酸（ATP)2.ATP的組成元素：C、H、O、N、P3.ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A-P～P～P4.A、T、P、～的含義：A表示：腺苷（腺嘌呤＋核糖）T表示：三P表示：磷酸基團～表示：特殊的化學(xué)鍵(RNA的基本組成單位之一)腺苷一磷酸，AMP腺苷二磷酸，ADP腺苷三磷酸，ATP5.結(jié)構(gòu)模型：請以構(gòu)建ATP的結(jié)構(gòu)模型:ATP中兩個相鄰的磷酸基團帶有負電荷而相互排斥，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端的磷酸基團具有較高的轉(zhuǎn)移勢能,因此，β位與γ位磷酸基團之間的化學(xué)鍵更容易斷裂ADP相互排斥的磷酸基團減少，勢能降低磷酸基團攜帶轉(zhuǎn)移的“勢能”與其他分子結(jié)合H2OADP腺苷二磷酸磷酸能量高達30.54kJ/mol酶6.為什么說ATP是一種高能磷酸化合物？ATP水解的過程就是釋放能量的過程，1molATP水解釋放的能量高達30.54KJ。所以說ATP是一種高能磷酸化合物注意：ATP是一種物質(zhì)，不是能量?；衔锝Y(jié)構(gòu)簡式“A”含義ATP 核苷酸

DNA

RNA

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三磷酸腺苷二鈉（片劑）【適應(yīng)癥】

用于進行性肌萎縮、腦出血后遺癥、心功能不全等的輔助治療?！舅幬镌怼?/p>

當體內(nèi)吸收、分泌、肌肉收縮及進行生化合成反應(yīng)等需要能量時，腺苷三磷酸（ATP）即分解成腺苷二磷酸及磷酸基，同時釋放出能量。

與生活聯(lián)系資料分析ATP消耗量大ATP含量很少矛盾研究顯示，一個成年人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運動的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP。1成人體內(nèi)ATP總量約2-10mg，人體安靜狀態(tài)下，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1~2s。

2少量的ATP如何實現(xiàn)細胞內(nèi)能量供應(yīng)？二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化一個ATP的勵志演說（視頻）ATP如何實現(xiàn)細胞內(nèi)能量供應(yīng)？1、ATP含量很少，但需求量很大，ATP如何持續(xù)供能？2、從資料中你能得出生物體中的ATP有什么特點？每個細胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP且同時有等量ATP被水解.特點：1、結(jié)構(gòu)特點：不穩(wěn)定、能量高！2、ATP在細胞內(nèi)的含量及其生成速度：含量少，轉(zhuǎn)化快.根據(jù)視頻回答以下問題ATPADPATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化。ATP合成的能量來源及ATP水解的能量去路？3、請寫出ATP水解反應(yīng)式、ATP合成反應(yīng)式注意：ATP的形成過程有水生成1、ATP合成過程中能量來源ADP+動物和人等綠色植物呼吸作用呼吸作用光合作用酶能量+Pi資料：對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，合成ATP的能量來自于呼吸作用時有機物的分解釋放能量（化學(xué)能）；對于綠色植物來說，除了依賴呼吸作用所釋放的能量外，在葉綠體內(nèi)進行光合作用時，ADP轉(zhuǎn)化為ATP還利用了光能。ATP產(chǎn)生ATP的場所：細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體（1）對于正常的細胞來說，ATP和ADP這種相互轉(zhuǎn)化，時刻不停的發(fā)生并處于動態(tài)平衡當中。（ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的速率越快，單位時間供能越多。細胞中ATP的含量降為0即意味著細胞的死亡。）

轉(zhuǎn)化的特點能量能量能量能量平靜狀態(tài)：劇烈運動狀態(tài)：（2）ATP與ADP的轉(zhuǎn)化機制，在所有細胞中

都是一樣的，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。反應(yīng)反應(yīng)類型酶的類型場所能量來源能量去向ATP

ADP+Pi+能量ATP水解酶ATP合成酶ADP+Pi

+能量ATP水解反應(yīng)合成反應(yīng)ATP水解酶ATP合成酶活細胞所有部位線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)等特殊的化學(xué)鍵有機物中的化學(xué)能、光能用于各項生命活動儲存于特殊的化學(xué)鍵中ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程是可逆反應(yīng)嗎？（3）ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程中，物質(zhì)可逆，能量不可逆，催化的酶

和反應(yīng)場所不同，因此，不是可逆反應(yīng)。完成下列表格并回答相應(yīng)問題：用于各種運動，如肌細胞收縮用于大腦思考用于細胞內(nèi)各種物質(zhì)合成生物發(fā)光、發(fā)電主動運輸ABC+ATP反應(yīng)物生成物運動蛋白蛋白質(zhì)發(fā)生移動ATPATP水解釋放的能量是如何用于上述各種生命活動的？三、ATP的利用2、ATP水解的能量去路：ATP用于肌肉收縮所有生命活動都由ATP直接供能嗎?GTP、CTP、UTP、NADPH等實例：ATP為主動運輸供能催化ATP水解的酶載體蛋白的磷酸化載體蛋白空間結(jié)構(gòu)變化，釋放運輸?shù)奈镔|(zhì)載體蛋白的功能？催化運輸ATP水解釋放的磷酸基團使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，這在細胞中是常見的。這些分子被磷酸化后，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)。ATP用于主動運輸載體蛋白的磷酸化。載體蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化ATP水解酶被激活。Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外在ATP酶的作用下，ATP水解。磷酸基團與載體蛋白結(jié)合Ca2+與其運輸?shù)妮d體蛋白相應(yīng)位點結(jié)合

（主動運輸為例看圖5-7排序)答案：7-3-5-6-1-2-4ATP用于主動運輸吸能反應(yīng)總是與____________相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)總是與____________相聯(lián)系，釋放的能量貯存在ATP中。ATP的水解ATP的合成呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）釋放能量(放能反應(yīng))合成ATP蛋白質(zhì)的合成吸收能量(吸能反應(yīng))水解ATPATP的合成－－放能反應(yīng)ATP的水解－－吸能反應(yīng)筆記(89頁)：三、ATP的利用能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。ATP是細胞的能量“貨幣”。糖類、脂肪等有機物ＡＴＰ儲存有大量的能量，但不能被直接利用儲存的能量相對來說少，但能被直接利用能量≈≈注意：ATP中的能量叫做活躍的化學(xué)能有機物中的化學(xué)能叫做穩(wěn)定的化學(xué)能熒光素能量激活的熒光素?zé)晒馑孛?氧氧化熒光素發(fā)出熒光螢火蟲發(fā)光原理思維拓展培育出一種發(fā)光的“熒光樹”需要哪些物質(zhì)呢？熒光素、能量、熒光素酶、氧科學(xué)家們是如何提供這些物質(zhì)的呢？

科學(xué)家運用螢火蟲發(fā)光的原理，將熒光素酶基因?qū)胫参锖螅儆脽晒馑厝芤簼补嘀参?，使轉(zhuǎn)基因植物再黑暗中發(fā)光，從而培育出一種發(fā)光的“熒光樹”。思維拓展資料：ATP熒光檢測儀，利用“熒光素酶—熒光素體系”快速檢測三磷酸腺苷（ATP）。提示：幾乎所有生物活細胞中含有的ATP的量都很少可看作一個定值。你認為ATP熒光檢測儀有何用途？四、ATP的應(yīng)用ATP生物熒光檢測儀對食品衛(wèi)生的保證為什么可以根據(jù)ATP的含量判斷樣品中微生物的多少呢？能量來源直接的能源物質(zhì)主要的能源物質(zhì)生物體內(nèi)重要儲能物質(zhì)動物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)植物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)最終的能量來源ATP脂肪糖原淀粉太陽能糖類總結(jié)A—P~P~P①腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸（DNA的基本單位）腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本單位）TACGATGC②AH④AOH⑤AUGC③辨一辨：腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸課堂小結(jié)一、概念檢測1.能準確表示ATP中三個磷酸基團之間，以及磷酸基團和腺苷之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)簡式是（

）A．A—P—P~P

B．A—P~P~PC．A~P~P—P

D．A~P~P~P2.下列物質(zhì)中，能夠直接給細胞生命活動提供能量的是（

）A．脂肪酸

B．氨基酸C．腺苷二磷酸

D．腺苷三磷酸練習(xí)與應(yīng)用BD一、概念檢測3.ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)，下面關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是（

）A．細胞質(zhì)和細胞核中都有ATP的分布

B．ATP合成所需的能量由磷酸提供C．ATP可以水解為ADP和磷酸

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

）A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順濃度梯度進行的C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D．加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率練習(xí)與應(yīng)用BC二、拓展應(yīng)用1.就細胞中的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)各舉出一個實例，并說明這些實例分別與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系。練習(xí)與應(yīng)用吸能反應(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時釋放能量來提供的。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),儲存在ATP中。二、拓展應(yīng)用2.同樣是能源物質(zhì)，ATP與葡萄糖具有不同的特點。請你概括出ATP具有哪些特點。練習(xí)與應(yīng)用在儲存能量方面,ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點，一