5.2 細胞的能量貨幣ATP課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第5章細胞的能量供應(yīng)和利用

第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP問題探究1.螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么?2.螢火蟲體內(nèi)有特殊的熒光物質(zhì)嗎?3.在螢火蟲發(fā)光的過程中有能量轉(zhuǎn)化嗎?問題探究螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義主要是相互傳遞信號,以便繁衍后代。螢火蟲腹部后端細胞內(nèi)的熒光素,是其特有的發(fā)光物質(zhì)。有。螢火蟲腹部細胞內(nèi)一些有機物中儲存的化學(xué)能,只有在轉(zhuǎn)變成光能時,螢火蟲才能發(fā)光。假如現(xiàn)在我們有一些螢火蟲的發(fā)光器,還有葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP制劑、生理鹽水和蒸餾水,你能不能設(shè)計實驗來驗證細胞中的直接能源物質(zhì)是ATP而不是葡萄糖和脂肪?（學(xué)案第二頁）細胞中的直接能源物質(zhì)是ATP而不是葡萄糖和脂肪①取材、分組、編號將搗碎的發(fā)光器分成等量的A、B、C、D四組。分別加入等量的生理鹽水制成溶液。②處理變量向四組試管中分別加入等量蒸餾水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP制劑③預(yù)期結(jié)果置于暗處,A、B、C組無熒光出現(xiàn)，D組試管發(fā)出熒光。④實驗結(jié)論先將試管置于暗處,可見試管內(nèi)有熒光出現(xiàn),約15分鐘熒光消失后自變量：能源物質(zhì)的種類（排除體內(nèi)殘留的能源物質(zhì)對實驗結(jié)果的干擾）因變量：能否為細胞直接提供能源【歸納總結(jié)】生物體內(nèi)的能源物質(zhì)辨析1．能源物質(zhì)：2．直接能源物質(zhì)：3.重要的能源物質(zhì)：3．儲能物質(zhì)：5．最終能量來源：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、ATP糖類脂肪、淀粉(植物細胞)、糖原(動物細胞)ATP太陽能見學(xué)案，貼到課本上ATP→糖類→儲能物質(zhì)→蛋白質(zhì)小額現(xiàn)金信用卡定期存款不動產(chǎn)一：ATP的結(jié)構(gòu)C、H、O、N、P①②腺苷三磷酸(1)圖中①②③的結(jié)構(gòu)分別是：ATP的中文名稱是：腺苷是由圖中_____(填序號)組成(2)ATP的組成元素：（3）ATP的結(jié)構(gòu)簡式：（4）簡式中A、P、—、~分別代表:A—P~P~P。A代表腺苷,P代表磷酸基團,—代表普通化學(xué)鍵,~代表特殊化學(xué)鍵重點有兩個嘗試分析圖中A~F分別表示什么特殊的化學(xué)鍵腺嘌呤腺苷(A)腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)腺苷二磷酸(ADP)腺苷三磷酸(ATP)RNA的基本組成單位之一若將ATP完全水解，會得到:腺嘌呤、核糖、三分子磷酸基團【辨析】寫出圖中標出的“A”的含義[課堂練習(xí)]1.下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是()A．圖中的a是構(gòu)成DNA的基本單位之一B．圖中的A代表腺苷，b、c代表特殊的化學(xué)鍵C．ATP中的“A”與RNA中的堿基“A”表示的不是同一種物質(zhì)D．ATP與ADP的化學(xué)元素組成不同腺苷腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸C資料α、β和γ表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，現(xiàn)有甲、乙兩組ATP溶液，甲組用32P標記ATP的β位的磷酸基團，乙組用32P標記ATP的γ位的磷酸基團，然后分別加入等量的ATP水解酶，短時間后迅速分離溶液中游離的磷酸基團，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有乙組中游離的磷酸基團帶有放射性。(1)分析實驗結(jié)果，ATP中哪個化學(xué)鍵更容易斷裂β位與γ位磷酸基團之間的化學(xué)鍵更容易斷裂。因為ATP中兩個相鄰的磷酸基團帶有負電荷而相互排斥，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端的磷酸基團具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。二、ATP是一種高能磷酸化合物末端磷酸基團易斷裂結(jié)合P88圖5-7ATP為Ca2+主動運輸供能的資料總結(jié)ATP的供能機制①ATP水解釋放末端磷酸基團；②磷酸基團挾能量與蛋白質(zhì)等分子結(jié)合，使后者磷酸化;③分子磷酸化后，空間結(jié)構(gòu)和功能活性改變，可以參與反應(yīng)。1.參與鈣離子主動運輸?shù)妮d體蛋白的功能：2.圖中的載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化可逆嗎?3.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后,蛋白質(zhì)一定會變性嗎?4.什么叫載體蛋白的磷酸化?運輸鈣離子、催化ATP的水解可逆，可恢復(fù)原狀蛋白質(zhì)不一定會變性。載體蛋白磷酸化后，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，活性也被改變，因而可以參與特定的化學(xué)反應(yīng)。課本P88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(jié)合,這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移。課本p88圖小字(3)寫出ATP水解的反應(yīng)式。(4)ATP水解是釋放能量的過程還是儲存能量的過程?(5)ATP是高能磷酸化合物的原因：ATP――→ADP＋Pi(磷酸)＋能量酶釋放能量的過程1molATP水解釋放的能量高達30.54kJ【注意】ATP≠能量，ATP是一種物質(zhì)，不是能量，能量儲存在ATP中。(2)ATP的供能機制：ATP在

的作用下水解時，脫離下來的

挾能量與其他分子

，從而使后者發(fā)生變化。ATP水解酶末端磷酸基團結(jié)合載體蛋白的磷酸化伴隨著ATP的水解反應(yīng)。(6)（P89拓展應(yīng)用2）1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870kJ的能量，同樣是能源物質(zhì)，ATP與葡萄糖具有不同的特點。請你概括出ATP具有哪些特點。①ATP分子中含有的化學(xué)能比較少，一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的化學(xué)能大約只是一分子葡萄糖的1/94；②ATP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，才能被細胞利用。（2016課標1卷.29）有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團所處的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。回答下列問題；（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)在ATP的

（填“α”“β”或“γ”）位上。（2）若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的（填“α”“β”或“γ”）

位上。γα【拓展】直接能源物質(zhì)不是只有ATP，NTP和dNTP既是合成RNA、DNA的原料，也為反應(yīng)提供能量。三、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化生物體的下列生命活動都屬于吸能反應(yīng)，在不斷地消耗能量,這意味著ATP在不斷地水解。ATP在細胞內(nèi)的含量多嗎?主動運輸物質(zhì)合成肌肉收縮胞吞和胞吐生物放電生物發(fā)光細胞分裂……許多吸能反應(yīng)與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解提供能量生物體如何補充生命活動所需要的大量的ATP呢?資料1成人體內(nèi)的ATP的總量為2～10mg,在安靜的狀態(tài)下一天需要消耗的ATP為40kg,在活動狀態(tài)下ATP的消耗可達0.5kg/min;在安靜狀態(tài)時,肌肉內(nèi)ATP所釋放的能量只能維持肌肉收縮1～2s。細胞中ATP的含量很少資料2每個細胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP且同時有等量ATP被水解合成ATP的過程是儲存能量的過程,那么ATP合成過程中所需要的能量從哪里來呢?ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中的。A、B類生物分別是什么?綠色植物和光合細菌等動物、人、真菌和大多數(shù)細菌生物界的統(tǒng)一性許多放能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量儲存在ATP中，用來為吸能反應(yīng)直接供能。小組合作,列表比較ATP合成和水解的過程。ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎?物質(zhì)可逆，能量不可逆能量通過ATP分子在放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)之間流通。ATP是細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”,細胞中的直接能源物質(zhì)。觀察圖片,總結(jié)ATP的功能。意義：及時而持續(xù)地滿足細胞各項生命活動對能量的需求。核心總結(jié)[練習(xí)]ATP是一種高能磷酸化合物,如圖是ATP的“循環(huán)”示意圖。正確的是A.組成圖中“M”和“N”的元素與脂肪的組成元素相同B.圖中①過程消耗的能量1形式與②過程釋放的能量2形式不完全相同,①過程發(fā)生場所和催化的酶與②過程完全不相同C.ATP中全部的特殊