【課件】細胞的能量“貨幣”ATP課件2022-2023學年高一上學期生物人教版必修1

第五章

細胞的能量供應和利用

第2節(jié)

細胞的能量“貨幣”ATP1．螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？2．螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質嗎？3．在螢火蟲發(fā)光的過程中有能量轉化嗎？主要是相互傳遞信號，以便繁衍后代。螢火蟲腹部后端細胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質。有，螢火蟲腹部細胞內(nèi)一些有機物中儲存的化學能轉變成光能，使螢火蟲發(fā)光。葡萄糖？脂肪？ATP？任務一：探究螢火蟲發(fā)光的直接供能物質螢火蟲發(fā)光器研磨制成粉末實驗材料實驗器具試管、量筒、滴管等實驗試劑蒸餾水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液等ABCD2mLATP溶液2mL脂肪溶液2mL蒸餾水暗處2mL葡萄糖溶液任務一：探究螢火蟲發(fā)光的直接供能物質熒光消失暗處15min有熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)熒光消失ABCD2mLATP溶液2mL脂肪溶液2mL蒸餾水15min暗處暗處實驗結論：ATP是直接供能物質2mL葡萄糖溶液任務一：探究螢火蟲發(fā)光的直接供能物質

自主閱讀P86頁第三自然段并結合“相關信息”，完成以下問題，并構建ATP的物理模型1、ATP的中文名稱？ATP由哪些部分組成？2、ATP的組成元素？3、ATP的結構簡式如何書寫？4、A、T、P、—、～分別代表什么？5、ATP如何釋放能量？6、為什么說ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？一、ATP的結構任務二：構建ATP結構物理模型核糖磷酸基團腺嘌呤腺苷（A）ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）腺苷磷酸基團特殊的化學鍵普通的化學鍵A—P～P～P一、ATP的結構C、H、O、N、P末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，具有較高的轉移勢能。1分子腺苷和3分子磷酸基團化學組成元素組成結構簡式ATP的結構式特點：不穩(wěn)定、易在酶的作用下斷裂酶＋＋30.54kJ/molATPADP磷酸能量高能磷酸化合物一、ATP的結構水解時釋放的能量20.92kJ以上的化合物稱為高能化合物【資料1】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45kg；成人細胞內(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?！举Y料2】

用32P標記磷酸基團加入細胞培養(yǎng)液中，短時間內(nèi)快速分離出ATP，ATP的總量變化不大，但大部分ATP末端磷酸基團卻已經(jīng)帶上放射性標記。研究表明，細胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP且同時有等量ATP被水解。【資料3】氰化鉀是一種細胞呼吸抑制劑，能阻止人體內(nèi)ATP的合成，人中毒后3-6min內(nèi)死亡。ATP消耗量大但ATP含量很少ATP和ADP可以相互轉化并且十分迅速

對細胞的正常生活來說，ATP和ADP的相互轉化是時刻不停地發(fā)生且處于動態(tài)平衡的。（87頁第一段）

二、ATP與ADP可以相互轉化任務三：通過資料分析解釋ATP與ADP的關系水解合成ATP與ADP互相轉化示意圖二、ATP與ADP可以相互轉化探究活動三：構建ATP與ADP相互轉化概念模型水解合成ATP與ADP互相轉化示意圖二、ATP與ADP可以相互轉化探究活動三：構建ATP與ADP相互轉化概念模型生物發(fā)光主動運輸物質合成肌肉收縮大腦思考呼吸作用光合作用ATPADP能量能量合成ATP的能量來源ATP中的化學能光合作用呼吸作用糖類等有機物中的化學能光能能量二、ATP與ADP可以相互轉化實例1：肌肉收縮化學能機械能三、ATP的利用肌動蛋白肌球蛋白ATP水解釋放的能量可用于各項生命活動實例2：主動運輸三、ATP的利用ATPATP水解Ca2＋釋放到膜外Ca2＋主動運輸載體蛋白Pi與載體蛋白結合載體空間結構改變物質從ATP獲得磷酸基團的過程稱為磷酸化，蛋白質分子被磷酸化后，空間結構發(fā)生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學反應。ATP的供能機制三、ATP的利用水解合成生物發(fā)光主動運輸物質合成肌肉收縮大腦思考呼吸作用光合作用ATPADP能量能量思考：ATP與ADP相互轉化是可逆反應嗎？不是。原因：兩個過程所用的酶不同，能量的來源和去路也不同。三、ATP的利用水解合成ATPADP能量能量低能化合物低能化合物高能化合物高能化合物吸能反應氨基酸蛋白質葡萄糖H2O、CO2放能反應ATP是細胞內(nèi)吸能反應和放能反應間能量流通的物質載體，是細胞的能量“貨幣”三、ATP的利用賣菜買咖啡貨幣細胞中流通的能量“貨幣”三、ATP的利用資料4：1mol的葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2870KJ的能量，1mol的ATP水解可以釋放30.54KJ的能量。主動運輸2個鈣離子需要消耗1個ATP，細胞膜上的離子泵運輸3個鈉離子和2個鉀離子也需要消耗1個ATP。問題：細胞為什么不直接利用葡萄糖、脂肪等有機物的能量，而是要將能量轉移到ATP中再利用呢？三、ATP的利用糖類、脂肪等有機物儲存有大量的能量，相當于存折和支票中大額度的錢，但不方便直接利用。ATP儲存的能量相對來說少，且容易合成和水解，因此方便直接利用?！帧諥TP是驅動細胞生命活動的直接能源物質三、ATP的利用

應用：科學家運用這一原理，將熒光素酶基因導入植物后，再用熒光素溶液澆灌植物……原理：四、科學前沿能量熒光素酶＋氧氣熒光素激活的熒光素熒光氧化熒光素發(fā)出四、科學前沿將熒光素酶基因導入植物后，再用熒光素溶液澆灌植物，使轉基因植物在黑暗中發(fā)光，從而培育出一種能發(fā)光的“熒光樹”。白天，陽光照射，公園與普通公園一模一樣。晚上，這些樹就自動發(fā)光。公園里不需要路燈，一片通明。而且，光照非常柔和。未來，夜間發(fā)光的樹可能會成為街燈的天然替代品。1．ATP是細胞生命活動的直接能源物質，下面關于ATP的敘述，錯誤的是（

）A．細胞質和細胞核中都有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B2.生物體內(nèi)能量代謝中ATP的合成和利用過程如下圖所示。以下說法不正確的是（）A.動植物體內(nèi)都有呼吸作用為ATP的合成提供能量B.①過程和②過程的酶和場所不同C.c表示吸收的能量，d表示釋放的能量，兩者形式相同D.ATP中的“A”與RNA中的堿基A含義相同C

化合物結構簡式“A”含義共同點

ATP 腺嘌呤核糖核苷酸

DNA RNA

拓展延伸：不同化合物中“A”的含義不同腺苷(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所有“A”的共同點是都含有腺嘌呤核糖3．下列是細胞內(nèi)的化學反應,其中需要消耗ATP的有()①細胞通過主動運輸吸收K+②肌肉收縮③蛋白質的分泌④螢火蟲發(fā)光⑤大腦思考⑥蔗糖的合成⑦植物細胞的質壁分離和復原過程A.①②③④⑤⑥⑦B.①②④⑤⑥C.①②③④⑤⑥ D.①②④⑤

C謝謝聆聽GTP、UTP