【高中生物】細(xì)胞的能量“貨幣”ATP課件 2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第2節(jié)第5章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用>>>2019人教版高中生物學(xué)必修1課件導(dǎo)入問題探討“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水，臥看牽牛織女星?！弊屛覀冎販靥拼娙硕拍吝@情景交融的詩句，想象夜空中與星光媲美的點(diǎn)點(diǎn)流螢，思考有關(guān)的生物學(xué)問題。1、螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2、螢火蟲發(fā)光的原理是什么？?

相互傳遞信號，以便繁衍后代。螢火蟲問題探討螢火蟲的發(fā)光原理：【資料】螢火蟲尾部的發(fā)光細(xì)胞中含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。熒光素發(fā)生氧化反應(yīng)熒光素酶O2氧化熒光素發(fā)出熒光能量激活？問題細(xì)胞內(nèi)哪些物質(zhì)有可能為螢火蟲發(fā)光提供能量呢？問題探討實(shí)驗(yàn)探究用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器切下，干燥后研磨成粉末，取4等份分別裝入4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，然后進(jìn)行如下操作：★

結(jié)論：ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)生物體進(jìn)行生命活動的主要能源物質(zhì)：生物體良好的儲能物質(zhì)：植物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)：動物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)：生物體的最終能源物質(zhì)：細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)：溫故知新糖類（葡萄糖）脂肪淀粉糖原太陽能ATPATP由哪些化學(xué)元素組成？ATP的中文全稱是什么？名稱由來？如何簡化ATP的結(jié)構(gòu)？為什么說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？自主學(xué)習(xí)請同學(xué)們自主閱讀教材P86，思考下列問題：ATP是一種高能磷酸化合物ATP是一種高能磷酸化合物1、ATP的組成元素：C、H、O、N、P2、ATP的中文全稱及由來：腺苷三磷酸A代表“腺苷”T代表“三”P代表“磷酸”腺苷ATP（腺苷三磷酸）假如用表示腺嘌呤、表示核糖、代表磷酸基團(tuán)，嘗試構(gòu)建ATP模型?！獳-P~P~PPPPP～特殊的化學(xué)鍵3、ATP的結(jié)構(gòu)簡式：（A：腺苷

P：磷酸基團(tuán)

—：普通化學(xué)鍵

~：特殊的化學(xué)鍵）ATP是一種高能磷酸化合物問題：哪個結(jié)構(gòu)與腺嘌呤核糖核苷酸相同？ATP是一種高能磷酸化合物腺苷腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）>>>AMP，即合成RNA的原料之一。ATP是一種高能磷酸化合物ATP是一種高能磷酸化合物思考：正確區(qū)分不同化合物中“A“的含義物質(zhì)結(jié)構(gòu)“A”的含義A-P~P~P腺苷（腺嘌呤+核糖）腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸AATP是一種高能磷酸化合物為什么說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？ADPATP酶其他分子P磷酸化兩個相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢能能量30.54kJ/molATP是一種高能磷酸化合物趁熱打鐵：當(dāng)其他條件均可滿足時，20個腺苷和90個磷酸最多可以組成的ATP個數(shù)和ATP分子中所含的特殊化學(xué)鍵個數(shù)分別是（

）A．20個和30個

B．20個和40個C．40個和40個

D．30個和60個解析：20個腺苷最多可以組成20個ATP，90個磷酸基團(tuán)最多可以組成30個ATP，因此，20個腺苷和90個磷酸基團(tuán)最多可以組成20個ATP；每個ATP含有兩個特殊化學(xué)鍵，因此最多含有特殊化學(xué)鍵的數(shù)目為20×2＝40（個）。故選B。B嘗試寫出ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式ATP如何滿足細(xì)胞對能量的需求？合成ATP的能量來源是什么？嘗試說出利用ATP的實(shí)例ATP如何為主動運(yùn)輸提供能量？了解細(xì)胞中的吸能和放能反應(yīng)自主學(xué)習(xí)請同學(xué)們自主閱讀教材P86-89，思考下列問題：ADPATPATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化能量Pi能量Pi合成水解ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ADP＋Pi能量＋酶ATP綠色植物人、動物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌呼吸作用呼吸作用光合作用ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPATP+Pi+能量水解酶合成酶問題：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP合成與ATP水解的比較ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP含量很少，如何滿足細(xì)胞對能量的需求？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、研究顯示，一個成年人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運(yùn)動的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP。3、每個細(xì)胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP，且同時有等量的ATP被水解。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中！ATP含量很少ATP消耗量大ATP合成和水解都非常迅速ATP的利用主動運(yùn)輸大腦思考電鰩發(fā)電物質(zhì)合成肌肉收縮ATPATP的利用注意：不是全部！【GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等】細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的活動都是由ATP提供能量的ATP的利用?以ATP為主動運(yùn)輸供能為例ATP的利用?ATP為主動運(yùn)輸供能示意圖參與Ca2+主動運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使載體蛋白磷酸化載體蛋白的磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，Ca2+釋放到膜外。ATP的利用放能反應(yīng)葡萄糖的氧化分解吸能反應(yīng)蛋白質(zhì)的合成能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”歸納·總結(jié)小試牛刀1、螢火蟲腹部的發(fā)光器由部分組織細(xì)胞構(gòu)成，離體的發(fā)光器會逐漸失去發(fā)光能力。將發(fā)光器研磨液分為兩組，分別滴加等體積的ATP溶液和葡萄糖溶液后，ATP組立即重新出現(xiàn)熒光，葡萄糖組重新出現(xiàn)熒光的時間滯后。下列敘述不正確的是（

）CA.

發(fā)光器離體后細(xì)胞內(nèi)能源物質(zhì)逐漸耗盡B.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明ATP是直接的能源物質(zhì)C.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明葡萄糖不能作為能源物質(zhì)D.

有機(jī)物中的化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為光能小試牛刀2、下圖為ATP（甲）在多種酶催化下連續(xù)水解的過程示意圖。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述正確的是（

）CA.甲→乙和乙→丙過程中，起催化作用的酶的空間結(jié)構(gòu)相同B.人體在劇烈運(yùn)動的過程中，細(xì)胞內(nèi)乙的含量會明顯增加C.丙中不含特殊的化學(xué)鍵，是RNA的基本組成單位之一D.丁與戊均為脫氧核苷酸的組成成分，可用于DNA的合成3、(不定項(xiàng))ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)。下列有關(guān)ATP的敘述錯誤的是（

）BCA.

ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化過程中所需的酶不同B.

許多放能反應(yīng)與ATP的水解相聯(lián)系，吸能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系C.

人在緊張時，細(xì)胞內(nèi)ATP的合成速率與ADP的產(chǎn)生速率難以保持動態(tài)平衡D.

參與Ca2+主動運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白同時能催化ATP的水解解析：ADP與ATP相互轉(zhuǎn)化過程中所需的酶不同，ATP→ADP過程所需酶為ATP水解酶，ADP→ATP過程所需酶為ATP合成酶，A正確；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，B錯誤；正常條件下，細(xì)胞中ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化始終處于動態(tài)平衡之中，人在緊張時，細(xì)胞中ATP的合成速率與ADP的產(chǎn)生速率(ATP的水解速率)仍可保持動態(tài)平衡，C錯誤；參與Ca2+主動運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶，可催化ATP水解，D正確。小試牛刀4、圖中Ras蛋白是分布在細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)。已知Ras蛋白與信號傳導(dǎo)有關(guān)，Ras蛋白結(jié)合GDP時為失活態(tài)，結(jié)合GTP時為活化態(tài)。當(dāng)細(xì)胞外存在信號分子時，Ras蛋白釋放出自身的GDP并結(jié)合GTP，從而由失活態(tài)向活化態(tài)轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)將細(xì)胞外信號向細(xì)胞內(nèi)傳遞過程。(1)胞外信號分子作用于細(xì)胞膜表面，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生新的信號傳遞，體現(xiàn)了細(xì)胞膜進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流的功能；Ras蛋白由核糖體合成后，還需經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工。