生物人教版（2023）必修1 5.2細胞的能量“貨幣”ATP（共24張ppt1個視頻）

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細胞的能量“貨幣”ATP

螢火蟲的尾部發(fā)光細胞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)生化學反應，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。

資料1：

熒光素發(fā)光原理：

在細胞內(nèi)哪些物質比較有可能為螢火蟲尾部細胞的發(fā)光提供能量？

葡萄糖

脂肪

誰為螢火蟲尾部細胞的發(fā)光直接提供能量呢？

熒光消失

暗處

A

B

C

２ｍｌ蒸餾水

有熒光

出現(xiàn)

無熒光

出現(xiàn)

直接能源物質

15min

暗處

D

２ｍｌ葡萄糖溶液

無熒光

出現(xiàn)

無熒光

出現(xiàn)

２ｍｌ脂肪溶液

２ｍｌATP溶液

四支試管中分別放入等量的發(fā)光器粉末和生理鹽水

螢火蟲等許多昆蟲干重中，含蛋白質60%左右，糖類和脂肪一般不到20%，而ATP通常不到0.6%。

資料2：

為什么螢火蟲選擇含量最少的ATP來直接供能？

結構

一、ATP的結構

1.ATP元素組成及中文名稱是？

2.ATP的結構簡式是？

3.ATP的能量儲存在哪？

4.為什么ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？

~

~

①ATP的中文名稱叫什么？組成元素有哪些？

1.ATP的中文名稱：

C、H、O、N、P

2.ATP的組成元素:

腺苷三磷酸

ATP（腺苷三磷酸）

~

~

腺苷A

②ATP的結構簡式如何書寫？各符號分別代表什么含義？

核糖

P

P

P

~

~

腺苷

3.ATP的結構簡式:

A—P～P～P

A:

P:

～:

—:

腺苷

磷酸基團

普通的化學鍵

特殊的化學鍵

磷酸基團

特殊化學鍵，具有較高的轉移勢能

腺嘌呤

③為什么說ATP是一種高能磷酸化合物？ATP是如何實現(xiàn)能量轉移的？

核糖

P

P

P

~

~

ATP水解時，脫離下來的挾帶能量與其他分子結合，從而實現(xiàn)能量的轉移，ATP水解就是的過程，1molATP水解時釋放30.54kJ能量。

ATP中兩個相鄰的磷酸基團帶有而相互排斥，使得這種化學鍵不穩(wěn)定，末端的磷酸基團有較高的。

負電荷

轉移勢能

釋放能量

磷酸基團

腺嘌呤

④腺苷連接兩個磷酸基團后的名稱叫什么？若連接一個磷酸基團后的名稱又叫什么？它是哪種物質的基本單位？

核糖

P

P

P

~

~

腺苷一磷酸(AMP)

腺苷二磷酸(ADP)

RNA的組成單位之一

腺苷三磷酸(ATP)

腺嘌呤核糖核苷酸

腺嘌呤

1)①②③④中的A依次代表的物質是______________

。

2)ATP脫掉兩個磷酸基團后就是中的A。

腺苷、腺嘌呤、

腺嘌呤脫氧核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸

④

螢火蟲等許多昆蟲干重中，含蛋白質60%左右，糖類和脂肪一般不到20%，而ATP通常不到0.6%。

資料2：

為什么螢火蟲選擇含量最少的ATP來直接功能？

ATP是一種高能磷酸化合物

螢火蟲體內(nèi)微量的ATP如何滿足螢火蟲整晚發(fā)光的需要？

【思考】ATP在細胞中的含量很少，但是消耗量卻很大，如何解決這一矛盾呢？

人體每天所消耗的能量需要水解100～150mol的ATP(相當于50～75Kg)；在劇烈運動的情況下，ATP的消耗約達0.5kg/min；而人體中ATP的總量只有大約2mg,劇烈運動時只能維持3S左右

資料3：

研究人員把少量末端用放射性磷ATP（32P標記）加入酵母提取液中，在幾分鐘時間內(nèi)，大約一半的32P放射活性出現(xiàn)在Pi（磷酸）中

資料4：

ATP主要水解最外側的特殊化學鍵

A–P～P～P

A–P～P～32P

發(fā)生了什么？

32P

研究人員用32P標記磷酸加入細胞培養(yǎng)液中，短時間內(nèi)快速分離出細胞的ATP，結果ATP濃度變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團卻已帶有放射性標記。這一事實證明了什么？

資料5：

A–P～P

32P

～

P

～

ADP可以合成ATP

安靜狀態(tài)時

劇烈運動時

二、ATP與ADP的相互轉化

能量

能量

能量

能量

細胞單位時間內(nèi)需要的能量多少是由ATP和ADP相互轉化速度快慢決定的，ATP的含量處于動態(tài)平衡

A-P~P~P

(ATP)

A-P~P

(ADP)

能量

Pi

ATP水解酶

ATP合成酶

能量

Pi

ATPADP+Pi+能量

水解酶

合成酶

能量從哪里來？

二、ATP與ADP的相互轉化

能量的去向？

二、ATP與ADP的相互轉化

綠色植物

光合作用

呼吸作用

人、動物、真菌、大多數(shù)細菌

呼吸作用

A-P~P

(ADP)

能量

ATP合成酶

Pi

A-P~P~P

(ATP)

5.細胞內(nèi)的吸能反應(化學能）

如：葡萄糖+果糖蔗糖

ATP

1.生物發(fā)電、發(fā)光

3.大腦的思考:電能

2.肌肉收縮

(機械能）

4.細胞的主動運輸（滲透能）

三、ATP的利用

ATP如何為生命活動提供能量？

A-P~P~P

(ATP)

A-P~P

(ADP)

Pi

ATP水解酶

能量

轉運活動（主動運輸）

ATP如何為生命活動提供能量？

Ca2+與載體蛋白結合

載體蛋白的酶活性被激活

催化ATP水解

Pi挾能量與載體蛋白結合導致其磷酸化

載體蛋白空間結構改變

Ca2+釋放到膜外

A-P~P~P

(ATP)

A-P~P

(ADP)

Pi

ATP水解酶

能量

A-P~P~P

(ATP)

A-P~P

(ADP)

能量

Pi

能量

Pi

用于各項生命活動

光合作用呼吸作用

不是可逆反應：“物質可逆，能量不可逆”

(1)所需的酶種類不同；(2)能量的來源和去向不同；

ATP

合成酶

ATP

水解酶

ATPADP+Pi+能量

水解酶

合成酶

呼吸

作用

光合

作用

放

能

反

應

吸

能

反

應

ATP

ADP

ATP

水解酶

ATP

合成酶

Pi

能量

能量

Pi

(1)吸能反應總是與相聯(lián)系，由ATP提供能量；

放能反應總是與____________相聯(lián)系，釋放的能量貯存在ATP中。能量通過ATP在吸能與放能之間進行流通

ATP的水解

ATP的合成

四、吸能反應與放能反應

糖類、脂肪等有機物儲存有大量的能量，但不能被直接利用。

ATP儲存的能量相對較少，但能被直接利用。

細胞呼