細(xì)胞的能量貨幣ATP課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.2細(xì)胞的能量“貨幣”ATP腺苷三磷酸（ATP）“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。”讓我們重溫唐代詩人杜牧這情景交融的詩句，想象夜空中與星光媲美的點(diǎn)點(diǎn)流螢，思考有關(guān)生物學(xué)問題。問題探討討論1.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？3.螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？

螢火蟲尾部的發(fā)光細(xì)胞中含有熒光素和熒光素酶,在ATP提供能量的前提下,熒光素酶可催化熒光素轉(zhuǎn)化為能發(fā)出熒光的氧化熒光素。【螢火蟲的發(fā)光原理】作為能源物質(zhì)的葡萄糖，是為生命活動(dòng)直接供能嗎？ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。知識(shí)回顧1、細(xì)胞生命活動(dòng)所需的主要能源物質(zhì)，被稱為“生命燃料”的是

；2、動(dòng)物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)是

；3、植物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)是

；4、細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)是

。脂肪葡萄糖糖原淀粉一、ATP是一種高能磷酸化合物思考：ATP是什么？(1)ATP的功能ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。腺苷三磷酸（ATP）一、ATP是一種高能磷酸化合物【思考】結(jié)合以上信息，猜測(cè)ATP中的“A”、“T”、“P”分別代表什么？【信息】ATP的英文全稱是adenosinetriphosphate。adenosine是腺苷，由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成，tri是“三”的意思。phosphate是磷酸鹽。腺苷三磷酸一、ATP是一種高能磷酸化合物（1）ATP的中文名：腺苷三磷酸（2）ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A-P~P~P（3）ATP的結(jié)構(gòu)：腺嘌呤＋核糖＋3分子磷酸【信息】ATP的結(jié)構(gòu)式如下圖所示：腺嘌呤核糖磷酸基團(tuán)(3個(gè))腺苷=腺嘌呤+核糖【思考】結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)式，請(qǐng)問構(gòu)成ATP的元素有哪些？我們前面學(xué)過哪些物質(zhì)也含有這些元素？元素組成：C、H、O、N、P磷脂、DNA、RNA一、ATP是一種高能磷酸化合物腺苷三磷酸（ATP）腺嘌呤A-腺苷（腺嘌呤+核糖）核糖普通化學(xué)鍵特殊化學(xué)鍵磷酸基團(tuán)元素組成C、H、O、N、P化學(xué)組成1分子腺嘌呤；1分子核糖；3分子磷酸基團(tuán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A—P～P～P一、ATP是一種高能磷酸化合物（3）ATP的結(jié)構(gòu)：腺嘌呤＋核糖＋3分子磷酸一、ATP是一種高能磷酸化合物ATP的結(jié)構(gòu)與前面所學(xué)的哪種物質(zhì)類似？由此你想到了什么？核糖結(jié)合ATP的模型，討論以下問題：（3min后搶答）1.該模型中的A指什么？請(qǐng)?jiān)趫D中框出腺苷。2.ATP分子去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后是什么物質(zhì)？該物質(zhì)的名稱是什么？3.ATP徹底水解會(huì)得到多少種成分？分別是什么？4.ATP分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定嗎？為什么？一、ATP是一種高能磷酸化合物核糖腺苷腺苷二磷酸（ADP）腺苷一磷酸腺苷三磷酸(ATP)RNA的基本單位之一(腺嘌呤核糖核苷酸)核糖一、ATP是一種高能磷酸化合物【信息】ATP分子中由于相鄰兩個(gè)磷酸基團(tuán)都帶有負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合。【信息】ATP水解釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol。（

提示：一般將水解時(shí)能夠釋放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物）【思考】通過以上兩個(gè)信息，你能嘗試總結(jié)ATP分子有什么特點(diǎn)嗎？不穩(wěn)定高能量如何理解ATP是一種高能磷酸化合物？如何理解ATP是一種高能磷酸化合物？注意：ATP水解的過程是一個(gè)釋放能量的過程，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。思考：ATP為何能作為直接能源物質(zhì)？【小試牛刀】2、能準(zhǔn)確表示ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是（）A.A-P-P~PB.A-P~P~PC.A~P~P-PD.A~P~P~P1、下列物質(zhì)中，能直接為生命活動(dòng)提供能量的是（）A.脂肪酸B.氨基酸C.腺苷二磷酸D.腺苷三磷酸3、若ATP脫去了兩個(gè)磷酸基團(tuán),該物質(zhì)就是組成RNA的基本單位之一，其名稱及所含的高能磷酸鍵數(shù)目為()A.腺嘌呤核糖核苷酸，0B.鳥嘌呤核糖核苷酸，1C.胞嘧啶核糖核苷酸，0D.尿嘧啶核糖核苷酸，14、據(jù)圖分析，正確的是（）A.圖中的A代表腺苷，b、c為高能磷酸鍵B.

a是構(gòu)成DNA的基本單位之一C.ATP是生物體內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)D.

圖中的”“代表核糖【小試牛刀】5、如圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.

ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為A-

P~P~PB.ATP的水解，主要是指圖中②處的水解C.圖中虛線部分的名稱是腺苷D.圖中①處的化學(xué)鍵斷裂，ATP轉(zhuǎn)化為ADP【小試牛刀】旺仔牛奶一百元五十元辣條一包旺仔雙倍繼續(xù)努力棒棒糖繼續(xù)努力雞蛋一個(gè)紙巾一箱開始抽獎(jiǎng)得分高者可獲一次抽獎(jiǎng)機(jī)會(huì)旺仔牛奶一百元五十元辣條一包旺仔雙倍繼續(xù)努力棒棒糖繼續(xù)努力雞蛋一個(gè)紙巾一箱開始抽獎(jiǎng)得分高者可獲一次抽獎(jiǎng)機(jī)會(huì)

經(jīng)測(cè)定，一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，每分鐘將有0.5Kg的ATP發(fā)生水解，而人體內(nèi)ATP的總量?jī)H有2mg。②ATP怎樣來解決這一矛盾的？思考：①由上述信息，我們可以知道生物內(nèi)ATP的含量是多還是少？二.ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化二.ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP與ADP的轉(zhuǎn)化ATP水解后轉(zhuǎn)化為比ATP穩(wěn)定的化合物——ADP（腺苷二磷酸），脫離下來的磷酸基團(tuán)如果未轉(zhuǎn)移給其他分子，成為游離的磷酸（Pi）。在有關(guān)酶的作用下，ADP可以接受能量，同時(shí)與Pi結(jié)合，重新轉(zhuǎn)化成ATP。合成過程核糖P腺嘌呤PP核糖P腺嘌呤P能量PiPi能量水解過程合成酶水解酶統(tǒng)一性二.ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化二.ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP與ADP轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)對(duì)細(xì)胞的正常生活來說，ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化，是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處動(dòng)態(tài)平衡之中的。據(jù)測(cè)算，一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP，足見其轉(zhuǎn)化速率很快，轉(zhuǎn)化時(shí)釋放的能量，就可以供運(yùn)動(dòng)之需。能量從哪里補(bǔ)充？ADP+Pi+酶ATP能量光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用水解酶合成酶ATPADP+Pi+能量ADPATP二.ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化【思考】這是一個(gè)可逆反應(yīng)嗎？細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的。三、ATP的利用電鰩一次放電電壓可達(dá)到300~500V，足以把附近的魚電死。據(jù)計(jì)算，1萬條電鰩的電能聚集在一起，足夠使1列電力機(jī)車運(yùn)行幾分鐘。用于生物放電（電能）

ABC+ATPATP用于物質(zhì)的合成（化學(xué)能）三、ATP的利用蛋白質(zhì)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架運(yùn)動(dòng)方向用于肌肉收縮（機(jī)械能）胞外胞內(nèi)胞外胞內(nèi)胞外胞內(nèi)ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能

主動(dòng)運(yùn)輸?shù)暮芏噍d體蛋白，在結(jié)合被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)之外，同時(shí)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(tuán)發(fā)生磷酸化而改變，物質(zhì)運(yùn)輸完成后又可通過去磷酸化恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)，以此反復(fù)循環(huán)。三、ATP的利用激活酶活性被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)與載體蛋白相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合，激活載體蛋白的酶活性載體蛋白磷酸化在載體蛋白的作用下，ATP水解產(chǎn)生的末端磷酸基團(tuán)與載體蛋白結(jié)合，發(fā)生磷酸化，這一過程伴隨著能量轉(zhuǎn)移

載體蛋白空間結(jié)構(gòu)改變載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變，物質(zhì)實(shí)現(xiàn)逆濃度跨膜運(yùn)輸提示：ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化,這些分子被磷酸化后,空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,活性也被改變,因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能ATP可以為各項(xiàng)生命活動(dòng)直接供能用于主動(dòng)運(yùn)輸（滲透能）用于生物放電（電能）用于生物發(fā)光（電能）用于肌肉收縮（機(jī)械能）用于細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)用于大腦思考（電能）如何理解ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”？糖類、脂肪等有機(jī)物