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1-1

細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第2節(jié)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?！?.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？螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義主要是相互傳遞信號，以便繁衍后代。螢火蟲腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質(zhì)。3.在螢火蟲發(fā)光的過程中能量轉(zhuǎn)化嗎？有，螢火蟲腹部細(xì)胞內(nèi)有一些有機(jī)物中儲存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽軙r(shí)才能發(fā)光。熒光素+能量+O2

氧化熒光素?zé)晒馑孛福òl(fā)出熒光）

螢火蟲發(fā)光需要

能量！主要能源物質(zhì)？主要儲能物質(zhì)？糖類脂肪這兩類物質(zhì)能直接提供能量給螢火蟲發(fā)光嗎?如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？自變量？因變量？問題探討【實(shí)驗(yàn)方法】熒光消失2mL

蒸餾水15min暗處放置觀察2mL脂肪溶液無熒光無熒光無熒光暗處有熒光2mLATP溶液①②③④2mL

葡萄糖溶液將離體熒光蟲發(fā)光器研磨成粉末，然后制成熒光素試劑

細(xì)胞中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，但是直接給生命活動提供能量的物質(zhì)———ATP一、ATP是一種高能磷酸化合物ATP1.ATP的中文名稱：腺苷三磷酸腺苷adenosinetri三phosphate磷酸2.ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A—P~P~P~代表一種特殊的化學(xué)鍵。3.ATP是高能磷酸化合物A—P~P~P這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定兩個相鄰磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP與其他分子結(jié)合的趨勢具有較高轉(zhuǎn)移勢能1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。ATPADP+Pi+能量酶與其他分子結(jié)合核糖腺嘌呤P(腺嘌呤核糖核苷酸)~P~P123腺苷（A）高能磷酸鍵（30.54kJ/mol）腺苷一磷酸，AMP腺苷二磷酸，ADP腺苷三磷酸，ATPATP的結(jié)構(gòu)是組成RNA的基本單位之一4.各種A的辨析腺苷（腺嘌呤+核糖）腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸2.下列關(guān)于ATP分子的敘述，正確的是A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基團(tuán)B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素C.1molATP水解，釋放出30.54kJ的能量來自兩個特殊化學(xué)鍵的斷裂D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的結(jié)構(gòu)與核苷酸很相似√二、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化一個成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達(dá)0.5kg/min。而細(xì)胞內(nèi)ATP、ADP的總量僅有2-10mg。人體細(xì)胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP，這意味著每個ATP分子每天要被重復(fù)利用2000-3000次。從這則資料中，你能得出生物體內(nèi)的ATP有什么特點(diǎn)？含量低，轉(zhuǎn)化快，不能長時(shí)間儲存二、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化螢火蟲發(fā)光主動運(yùn)輸胞吞胞吐物質(zhì)合成肌纖維收縮綠色植物等：光合作用的光能、呼吸作用有機(jī)物分解釋放的能量人、動物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌：呼吸作用有機(jī)物分解釋放的能量電鰩放電(1)源于必修1P87“圖5－4”：①ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化

(填“是”或“不是”)一個可逆反應(yīng)。分析原因：②人體內(nèi)ATP的含量很少，但在劇烈運(yùn)動時(shí)，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP釋放能量，以供運(yùn)動之需，但人體內(nèi)ATP總含量并沒有太大變化，請分析原因：_____________________________________________________________。不是從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的ATP與ADP時(shí)刻不停地發(fā)生快速相互轉(zhuǎn)化，并且處于動態(tài)平衡之中(2)源于必修1P89“拓展應(yīng)用”：在植物、動物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的，由此說明：生物界具有統(tǒng)一性，也說明種類繁多的生物有著共同的起源二、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化A-P～P

～P酶能量A-P～P+Pi+ATP水解：三、ATP的利用★ATP水解釋放的能量

用于各項(xiàng)生命活動①參與Ca2+主動運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。三、ATP的利用ATP為主動運(yùn)輸提供能量①②③ATP水解釋放的

使

等分子

化。這些分子被

后，發(fā)生

變化，

也被改變，因而可以參與各種

。磷酸蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)活性化學(xué)反應(yīng)磷酸化磷酸基團(tuán)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的橋梁放能反應(yīng)吸能反應(yīng)①細(xì)胞中的放能反應(yīng)與ATP合成相聯(lián)系。②細(xì)胞中的吸能反應(yīng)與ATP水解相聯(lián)系。③能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)放能反應(yīng)之間流通。有機(jī)物合成、主動運(yùn)輸、胞吞胞吐、蛋白質(zhì)磷酸化、肌肉收縮等細(xì)胞呼吸(有機(jī)物氧化分解)、光合作用的光反應(yīng)1molATP水解時(shí)釋放的能量高達(dá)30.54千焦。1mol葡萄糖徹底氧化分解后，釋放出2870KJ的能量，計(jì)算：1分子葡萄糖徹底氧化分解釋放的能量是1分子ATP水解釋放能量的多少倍？94倍理解:ATP是細(xì)胞的能量“通貨”糖類、脂肪等有機(jī)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≈≈理解:ATP是細(xì)胞的能量“通貨”有關(guān)能源物質(zhì)的總結(jié)主要能源物質(zhì)糖類生物體內(nèi)最佳的儲能物質(zhì)脂肪動物細(xì)胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)糖原植物細(xì)胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)淀粉生命活動直接能量物質(zhì)ATP最終能量來源太陽能在《名偵探柯南》中，就有多次涉及氧化物的案件，其致命原理就是掐斷了人體ATP的供應(yīng)導(dǎo)致死亡，幾分鐘就會見效。聯(lián)系生活：ATP熒光檢測儀基于螢火蟲發(fā)光原理，利用“熒光素酶—熒光素體系”快速檢測三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活細(xì)胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明樣品中(食品、藥品、水體等)微生物與其他生物殘余的多少，用于判斷衛(wèi)生狀況。熒光素+O2+ATP氧化熒光素(發(fā)出熒光)熒光素酶熒光強(qiáng)度越強(qiáng)→ATP含量越多→微生物數(shù)量越多聯(lián)系生活：ATP熒光檢測儀2.ATP的其他功能1.ATP水解掉兩個磷酸基團(tuán)后，形成AMP，作為合成RNA的原料。ATP注射液是一種用于心功能不全、腦出血后遺癥等疾病的輔助治療藥物，是作為細(xì)胞間傳遞信息的信號分子而起作用，并不是為細(xì)胞提供能量。ATP合成ATP分解

條件_______酶

________

__酶

能量來源有氧呼吸分解有機(jī)物中穩(wěn)定的________和光合作用中吸收的______儲存在ATP____________

中的活躍的化學(xué)能

能量去向

與什么反應(yīng)相聯(lián)系光能ATP水解化學(xué)能高能鍵儲存在ATP中形成高能鍵各項(xiàng)生命活動ATP合成放能反應(yīng)吸能反應(yīng)小結(jié)：二、拓展應(yīng)用1.就細(xì)胞中的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)各舉出一個實(shí)例，并說明這些實(shí)例分別與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系。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(shí)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(diǎn)。請你概括出ATP具有哪些特點(diǎn)。一是ATP分子中含有的化學(xué)能比較少,一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時(shí)釋放的化學(xué)能?約只是一分?子葡萄糖的1/94;二是ATP分子中所含的是活躍的化學(xué)能,而葡萄糖分子中所含的是穩(wěn)定的化學(xué)能。葡萄糖分子中穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化為ATP分子中活躍的化學(xué)能,才能被細(xì)胞利用。二、拓展應(yīng)用3.在植物、動物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)，都是以AP作為能量“貨幣”的，這是否也說明生物界的統(tǒng)一性?這對你理解生物的進(jìn)化有什么啟示?植物、動物、細(xì)菌和真菌等生物的細(xì)胞內(nèi)都具有能量“貨幣”ATP,這可以從一個側(cè)?面說明生物界具有統(tǒng)一性,也反映種類繁多的生物有著共同起源。1、ATP的結(jié)構(gòu)簡式:A—P~P~P2、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化:ATPADP+Pi

+能量

ATP合成酶ATP水解酶4、ATP的利用:直接用于各項(xiàng)生命活動3、ATP的形成途徑:

光合作用、呼吸作用

小結(jié)：(1)ATP是細(xì)胞內(nèi)主要的能源物質(zhì)(

)(2)ATP由1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)構(gòu)成(

)(3)ATP是高能磷酸化合物，含3個特殊化學(xué)鍵，其中末端的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢能(

)×××(4)吸能反應(yīng)伴隨著ATP的合成，放能反應(yīng)伴隨著ATP的水解(

)(5)人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡(

)(6)載體蛋白磷酸化不會使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(

)×××3.下列有關(guān)ATP的敘述中，不正確的是A.ATP的合成一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系B.ATP中的能量可以來源于光能、化學(xué)能C.細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)一般需要消耗ATPD.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”√1.下列關(guān)于水稻細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述錯誤的是()A.能與ADP相互轉(zhuǎn)化B.只能由細(xì)胞呼吸產(chǎn)生C.可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量D.釋放的磷酸基團(tuán)能與某些蛋白質(zhì)結(jié)合 2、下列對ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的敘述,正確的是()

A.ATP水解和合成時(shí)物質(zhì)和能量是可逆的

B.ATP水解時(shí)釋放能量,合成ATP時(shí)儲存能量

C.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是一個動態(tài)平衡的過程

D.植物細(xì)胞和動物細(xì)胞發(fā)生ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的生理過程一樣BC▌下列哪些生理活動不會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ADP增加的是（）A.小腸吸收K+和Na+B.腎小管對葡萄糖的吸收C.甘油進(jìn)入小腸D.核糖體合成蛋白質(zhì)▌下圖是ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化圖，可以確定()A.A為ATP，B為ADPB.酶1和酶2是同一種酶C.X1和X2是同一種物質(zhì)D.能量1和2的來源相同CC4.如圖是細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)在人體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量來自_____作用，右側(cè)的能量用于_________(舉一例)。呼吸大腦思考(2)在綠色植物體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量來自_____作用和_____作用。呼吸光合(3)從圖中可知，在適宜的溫度和酶的作用下，ADP轉(zhuǎn)變成ATP時(shí)還需要的條件是__________。將ADP轉(zhuǎn)化為ATP的圖示改寫成反應(yīng)式的形式_______________________。能量和PiADP＋能量(4)經(jīng)測定，正常成年人靜止?fàn)顟B(tài)下24h將有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量僅為2～10mmol/L，為滿足能量需要，生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是_________________________