5.2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

生活中應用最廣泛的是什么形式的能量？電能用途來源相當于中介細胞中有很多與能量有關的物質(zhì)，也有很多生命活動需要能量。ATP胞吞和胞吐（需要能量）主動運輸（需要能量）糖類是主要的能源物質(zhì)脂肪是良好的儲能物質(zhì)細胞中有很多與能量有關的物質(zhì)，也有很多生命活動需要能量。能量中介直接供能細胞的能量“貨幣”—ATP為什么可以直接供能？任務一、小組合作，構建ATP的結構。研讀教材86頁，構建ATP的結構，并思考下列問題：1.組成ATP的元素有哪些？2.ATP結構簡式中的A、T、P分別代表什么？何如區(qū)分腺嘌呤和腺苷？3.根據(jù)ATP的結構，想一想ATP為什么能夠作為直接的能源物質(zhì)？腺苷A腺苷一磷酸腺苷二磷酸腺苷三磷酸腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的組成單位)AMPADPATP核糖腺嘌呤磷酸基團問題：1.組成ATP的元素有哪些？答：C、H、O、N、P2.ATP結構簡式中的A、T、P分別代表什么？何如區(qū)分腺嘌呤和腺苷？答：A代表“腺苷”，T代表“三”，P代表“磷酸基團”。腺苷包括腺嘌呤和核糖。3.根據(jù)ATP的結構，想一想ATP為什么能夠作為直接的能源物質(zhì)？答：因為磷酸基團都帶負電而相互排斥，使得這種特殊的化學鍵很不穩(wěn)定，斷裂后會釋放大量的能量。分泌蛋白的合成和運輸過程。主動運輸需要ATP提供能量主要由線粒體供能合成ATP直接供能任務二、探究ATP和ADP的相互轉化資料1.成年人體內(nèi)ATP的總量約2~10mg，在安靜的狀態(tài)下一天需要消耗的ATP為48kg，在活動的狀況下ATP的消耗可達0.5kg/min;在安靜狀態(tài)時，肌肉內(nèi)ATP的所釋放能量只能維持肌肉收縮1~2s。資料2.人體每個細胞每秒鐘可以合成約1000萬個ATP，且同時有等量的ATP被水解成ADP。問題1.ATP在細胞內(nèi)的含量多嗎？消耗量大嗎？問題2.ATP作為直接的提供能量的物質(zhì)，生物體如何補充生命活動所需要的大量的ATP呢？答：含量較少且消耗量大。問題2.ATP作為直接的提供能量的物質(zhì)，生物體如何補充生命活動所需要的大量的ATP呢？答：ADP和ATP相互轉化十分迅速，ATP不斷地被消耗，又在不斷地形成，從而保證ATP的含量的穩(wěn)定。ADP＋能量①

＋

PiATP

ATPADP＋

能量②

＋

Pi①②注意：酶①和酶②是不同的，酶①為ATP合成酶，酶②為ATP水解酶。根據(jù)上圖，請在學案上寫出ATP的合成和水解反應式ATP的合成：ATP的水解：所有生物的細胞內(nèi)都可發(fā)生，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。ATP的合成：ADP＋能量①

＋

PiATPATP的水解：

ATPADP＋

能量②

＋

Pi任務三、ATP的合成和利用請研讀教材87頁圖5-5和88頁圖5-6、5-7及相關內(nèi)容，回答下列問題：1.能量①可以來自于細胞中的那些生命活動的過程？2.能量②可以用于細胞中哪些生命活動？①②1.能量①可以來自于細胞中的那些生命活動的過程？還有真菌和大多數(shù)細菌答：對于綠色植物來說，能量①可以來自光能和呼吸作用所釋放的化學能；對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，能量①均來自于呼吸作用所釋放的化學能。ATP的合成與放能反應（如呼吸作用過程葡萄糖的分解）相聯(lián)系ATP的合成過程①發(fā)光(螢火蟲)大腦的思考主動運輸?shù)倪^程ATP利用舉例ATP的水解與吸能反應相聯(lián)系ATP的水解：

ATPADP＋

能量②

＋

Pi可用于各項需要能量的生命活動

1．參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當膜內(nèi)側的Ca2+與其相應位點結合時，其酶活性就被激活。

2．在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團脫離下來與載體蛋白結合，這一過程伴隨著能量的轉移，這就是載體蛋白的磷酸化。

3．載體蛋白磷酸化導致其空間結構發(fā)生變化，使Ca2+的結合位點轉向膜外側，將Ca2+釋放到膜外。ATP為主動運輸供能示意圖資料3.1mol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，而是要將能量轉化到ATP中再利用呢？拿存折或者支票去超市買一些生活用品，付款方便嗎？資料3.1mol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，而是要將能量轉化到ATP中再利用呢？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?！帧址奖懔魍ㄙY料3：1mol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1.細胞為什么不直接利用葡萄糖等有機物的能量，而是要將能量轉化到ATP中再利用呢？所以我們可以認為ATP是細胞的能量“貨幣”（直接能源物質(zhì)）反應ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反應類型酶的類型場所能量來源能量去向酶酶水解反應合成反應水解酶合成酶活細胞所有部位線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)等特殊的化學鍵有機物中的化學能、光能用于各項生命活動儲存于特殊的化學鍵鍵中結論：物質(zhì)是可逆的，反應、能量是不可逆的

一、ATP的結構：結構簡式為A–P～P～P，組成元素為C、H、O、N、P。課堂小結二、ATP的合成和水解：三、ATP的利用：作為直接的能源物質(zhì)用于各項需要能量的生命活動。6.分析ATP與ADP相互轉化示意圖，回答問題：（1）圖中Pi代表磷酸，則B為

，C為_____。（2）E1不是物質(zhì)，對于人、動物、真菌和大多數(shù)細菌體來說，E1來自____________，