【課件】細胞的能量“貨幣”ATP 2023-2024學年高一上學期生物人教版必修1

1ATP20:59:48問題探討220:59:48問題探討討論：1.螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？3.螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？ 2.螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？熒光素+O2熒光素酶能量氧化熒光素+H2O傳遞求偶信號，以便交尾繁衍后代。腹部后端細胞內(nèi)有熒光素和熒光素酶。化學能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋?（發(fā)出熒光）20:59:481929年，德國科學家費斯克、羅曼分別獨立地從肌肉中首次發(fā)現(xiàn)了ATP；1935年，前蘇聯(lián)科學家弗拉基米爾首先注意到肌肉收縮需要ATP；1941年，美國科學家普曼闡明ATP是生物化學能量的普遍載體。思考：螢火蟲發(fā)光需要的能量直接由哪種物質(zhì)提供呢？葡萄糖？脂肪？......資料ATP?420:59:48暗處15min+２mLATP溶液+２mL葡萄糖溶液+２mL生理鹽水有熒光無熒光無熒光ABD+２mL脂肪溶液無熒光C取若干只螢火蟲的發(fā)光器，干燥后研磨成粉末，加水混合。暗處觀察5實驗結(jié)論：螢火蟲發(fā)光需要的直接能源物質(zhì)是ATP。ATP為什么能直接供能呢？20:59:48問題1：ATP有什么作用？腺嘌呤腺苷（A）

（1）ATP的組成元素有？化學組成有？核糖6磷酸基團ATP(腺苷三磷酸)問題2：ATP具備怎樣的結(jié)構(gòu)？3分子（2）ATP為什么叫腺苷三磷酸？（3）從電荷角度看，ATP分子具有什么特點？APPPAPP+Pi能量①合成酶能量②水解酶20:59:48②能量高①不穩(wěn)定③易分解易合成（相互轉(zhuǎn)化）ATPADPATP水解酶能量ATP合成酶能量ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖

對細胞的正常生活來說，ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化，是時刻不停地發(fā)生并且處動態(tài)平衡之中的。

ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，在所有生物的細胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。思考：成人體內(nèi)ATP的總量2~10mg，在安靜的狀態(tài)下一天需要消耗的ATP為40kg，在活動的狀態(tài)下ATP的消耗可達0.5kg/min；在安靜狀態(tài)時，肌肉內(nèi)ATP的所放能量只能維持肌肉收縮1~2s。生物體如何解決ATP含量少，但總需求量很大的矛盾呢？動物和人綠色植物呼吸作用光合作用

能量ADP+PiATP合成酶ATP呼吸作用ATP水解酶ADP+Pi能量發(fā)光、發(fā)電運動物質(zhì)合成物質(zhì)運輸......放能反應(yīng)吸能反應(yīng)（各項生命活動）（與ATP合成相聯(lián)系）（與ATP水解相聯(lián)系）能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通ATP是細胞的能量“貨幣”問題3：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程中能量的來源與去路？9問題4：ATP如何為生命活動供能？圖為Ca2+主動運輸過程，請觀察圖示，對下列內(nèi)容進行排序：①磷酸基團與載體蛋白結(jié)合②磷酸化導致載體蛋白空間結(jié)構(gòu)改變③Ca2+結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜另一側(cè)，將Ca2+釋放④Ca2+與載體蛋白結(jié)合位點結(jié)合⑤載體蛋白催化ATP水解的活性被激活⑥ATP水解④⑤⑥①②③④Ca2+與載體蛋白結(jié)合位點結(jié)合⑤載體蛋白催化ATP水解的活性被激活⑥ATP水解①磷酸基團與載體蛋白結(jié)合②磷酸化導致載體蛋白空間結(jié)構(gòu)改變③Ca2+結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜另一側(cè)，將Ca2+釋放主動運輸?shù)暮芏噍d體蛋白，在結(jié)合被運輸?shù)奈镔|(zhì)之外，同時還兼具ATP（水解）酶的作用，水解ATP之后自身結(jié)構(gòu)由于結(jié)合了磷酸基團發(fā)生磷酸化（與磷酸基團結(jié)合）而改變，物質(zhì)運輸完成后又可通過去磷酸化恢復原有結(jié)構(gòu)，以此反復循環(huán)。20:59:48ATP供能機制10思考：根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，可能還有哪些物質(zhì)可為生命活動供能？GTP、CTP、UTPdATP、dGTP、dCTP、dTTP20:59:48大膽想象：在生產(chǎn)實踐中可以怎么應(yīng)用螢火蟲發(fā)光這一原理呢培育出轉(zhuǎn)基因熒光樹

將熒光素酶基因?qū)胫参锖螅儆脽晒馑厝芤簼补嘀参?，使轉(zhuǎn)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”。熒光素酶＋氧氣熒光素激活的熒光素熒光氧化熒光素發(fā)出能量學習小結(jié)：ATP功能:細胞的直接能源物質(zhì)細胞的能量“貨幣”結(jié)構(gòu)光合作用細胞呼吸ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源與RNA的關(guān)系含量少轉(zhuǎn)化快光能電能機械能化學能吸能反應(yīng)合成元素:CHONP利用水解1.如圖為ATP分子的結(jié)構(gòu)式，ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式可以表示為A—P～P～P。下列說法不正確的是()

A.ATP分子中含有的元素有C、H、O、N、PB.在結(jié)構(gòu)簡式中的A對應(yīng)結(jié)構(gòu)式中的①和②，表示腺苷C.生命活動所需的能量通常來自化學鍵④D.斷裂化學鍵③形成的化合物之一是組成DNA的單體隨堂練習In-classpractice①②③④磷酸基團磷酸基團磷酸基團D1320:59:48小試牛刀：2.ATP(甲)是生命活動的直接能源物質(zhì)，據(jù)圖判斷有關(guān)敘述正確的是（

）

A.在主動運輸過程中，乙的含量會減少B.丙是DNA的基本組成單位之一C.丁是由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成D.甲→乙和乙→丙過程中，起催化作用的酶的空間結(jié)構(gòu)相同甲乙丙