5.2细胞的能量“货币”ATP课件-高一上学期生物人教版必修1

问题探讨《秋夕》——杜牧银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。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？3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。相互传递求偶信号，以便繁衍后代。

腹部细胞内一些有机物中储存的化学能转变为光能，使其发光。实验：探究萤火虫发光的直接供能物质实验设计：用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟荧光消失，然后……123415min荧光消失12342mL蒸馏水2mL葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mL？溶液暗处无荧光出现有荧光出现糖类、脂肪等有机物中稳定的化学能，不易被生命活动利用。需要另一种能直接给细胞的生命活动提供能量的有机物。——ATP结论：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。（教材86页）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结构与功能相适应，ATP有什么样的结构可以作为直接的能源物质？ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质

第五章细胞的能量供应和利用

第2节

细胞的能量“货币”ATP学习目标1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点,认同ATP的结构与其功能相适应。(生命观念)2.通过对ATP与ADP相互转化的模型构建；理解ATP是细胞生命活动的直接能源物质。（科学思维）3.关注ATP在医学上的运用。（社会责任）【合作探究一】阅读P86第三自然段及旁栏“相关信息”，完成以下问题。一、ATP是一种高能磷酸化合物ATP的中文名称、元素组成是什么？ATP的结构简式是什么，结构简式中的A、T、P、～分别代表什么？与碱基中的“A”是同一种物质吗？请以构建ATP的结构模型。为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？腺嘌呤核糖腺苷A三个磷酸基团1.ATP的中文名称：腺苷三磷酸（ATP)O-COCCHHOHOHCCOPOPOPO-OO-OO-ONCNCCCNCNNHHHHHHHH腺苷三磷酸（ATP)2.ATP的组成元素：C、H、O、N、P3.ATP的结构简式：A-P～P～P4.A、T、P、～的含义：A表示：腺苷（腺嘌呤＋核糖）T表示：三P表示：磷酸基团～表示：特殊的化学键(RNA的基本组成单位之一)腺苷一磷酸，AMP腺苷二磷酸，ADP腺苷三磷酸，ATP5.结构模型：请以构建ATP的结构模型:ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能,因此，β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂ADP相互排斥的磷酸基团减少，势能降低磷酸基团携带转移的“势能”与其他分子结合H2OADP腺苷二磷酸磷酸能量高达30.54kJ/mol酶6.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？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注意：ATP是一种物质，不是能量。化合物结构简式“A”含义ATP 核苷酸

DNA

RNA

不同化合物中“A”的辨析腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤三磷酸腺苷二钠（片剂）【适应症】

用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全等的辅助治疗。【药物原理】

当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，腺苷三磷酸（ATP）即分解成腺苷二磷酸及磷酸基，同时释放出能量。

与生活联系资料分析ATP消耗量大ATP含量很少矛盾研究显示，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，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。1成人体内ATP总量约2-10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。

2少量的ATP如何实现细胞内能量供应？二、ATP和ADP的相互转化一个ATP的励志演说（视频）ATP如何实现细胞内能量供应？1、ATP含量很少，但需求量很大，ATP如何持续供能？2、从资料中你能得出生物体中的ATP有什么特点？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.特点：1、结构特点：不稳定、能量高！2、ATP在细胞内的含量及其生成速度：含量少，转化快.根据视频回答以下问题ATPADPATP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？3、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（1）对于正常的细胞来说，ATP和ADP这种相互转化，时刻不停的发生并处于动态平衡当中。（ATP和ADP相互转化的速率越快，单位时间供能越多。细胞中ATP的含量降为0即意味着细胞的死亡。）

转化的特点能量能量能量能量平静状态：剧烈运动状态：（2）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。反应反应类型酶的类型场所能量来源能量去向ATP

ADP+Pi+能量ATP水解酶ATP合成酶ADP+Pi

+能量ATP水解反应合成反应ATP水解酶ATP合成酶活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等特殊的化学键有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于特殊的化学键中ATP与ADP的相互转化过程是可逆反应吗？（3）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。完成下列表格并回答相应问题：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ABC+ATP反应物生成物运动蛋白蛋白质发生移动ATPATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的？三、ATP的利用2、ATP水解的能量去路：ATP用于肌肉收缩所有生命活动都由ATP直接供能吗?GTP、CTP、UTP、NADPH等实例：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水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。ATP用于主动运输载体蛋白的磷酸化。载体蛋白空间结构发生变化ATP水解酶被激活。Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外在ATP酶的作用下，ATP水解。磷酸基团与载体蛋白结合Ca2+与其运输的载体蛋白相应位点结合

（主动运输为例看图5-7排序)答案：7-3-5-6-1-2-4ATP用于主动运输吸能反应总是与____________相联系，由ATP水解提供能量；放能反应总是与____________相联系，释放的能量贮存在ATP中。ATP的水解ATP的合成呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）释放能量(放能反应)合成ATP蛋白质的合成吸收能量(吸能反应)水解ATPATP的合成－－放能反应ATP的水解－－吸能反应笔记(89页)：三、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。ATP是细胞的能量“货币”。糖类、脂肪等有机物ＡＴＰ储存有大量的能量，但不能被直接利用储存的能量相对来说少，但能被直接利用能量≈≈注意：ATP中的能量叫做活跃的化学能有机物中的化学能叫做稳定的化学能荧光素能量激活的荧光素荧光素酶+氧氧化荧光素发出荧光萤火虫发光原理思维拓展培育出一种发光的“荧光树”需要哪些物质呢？荧光素、能量、荧光素酶、氧科学家们是如何提供这些物质的呢？

科学家运用萤火虫发光的原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物再黑暗中发光，从而培育出一种发光的“荧光树”。思维拓展资料：ATP荧光检测仪，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。提示：几乎所有生物活细胞中含有的ATP的量都很少可看作一个定值。你认为ATP荧光检测仪有何用途？四、ATP的应用ATP生物荧光检测仪对食品卫生的保证为什么可以根据ATP的含量判断样品中微生物的多少呢？能量来源直接的能源物质主要的能源物质生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终的能量来源ATP脂肪糖原淀粉太阳能糖类总结A—P~P~P①腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸（DNA的基本单位）腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本单位）TACGATGC②AH④AOH⑤AUGC③辨一辨：腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸课堂小结一、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~PC．A~P~P—P

D．A~P~P~P2.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．腺苷三磷酸练习与应用BD一、概念检测3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，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练习与应用BC二、拓展应用1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。练习与应用吸能反应,如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量,是吸能反应,这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应,如丙酮酸的氧化分解能够释放能量,是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,还用于ADP转化为ATP的反应,储存在ATP中。二、拓展应用2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。练习与应用在储存能量方面,ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点，一