5.2 细胞的能量“货币”ATP 课件-(共29张PPT2份视频)2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修1

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第五章 细胞的能量供应和利用学习目标：1.说出ATP的化学组成和特点，理解ATP是一种高能磷酸化合物2.掌握ATP与ADP的转化3.理解ATP在细胞生命活动中作用5.2细胞的能量“货币”ATP腹部后端细胞内有荧光素。相互传递求偶信号，以便繁衍后代。有。腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光1、萤火虫发光的生物学意义是什么？2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3、在萤火虫发光过程中有能量转化吗？荧光素酶＋O2荧光素+能量激活的荧光素荧光氧化荧光素发出问题探讨“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情境交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。秋夕——杜牧银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。能量荧光素酶＋氧气荧光素激活的荧光素荧光氧化荧光素发出为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量物质是什么？直接来源？糖类？脂肪？ATP 葡萄糖——细胞生命活动所需要的主要能源物质脂肪—细胞内良好的储能物质探究提供能量实验结论：ATP是直接供能物质离体萤火虫发光器一段时间内继续发光一段时间后荧光消失研磨液加一定量ATP溶液加等量葡萄糖溶液立即发出荧光不发荧光不发荧光不发荧光加等量脂肪溶液加等量无菌水实验:探究萤火虫发光的直接供能物质任务一:自主阅读P86页第三自然段并结合“相关信息”，完成以下问题1、ATP的中文名称？2、ATP由哪些部分组成？2、ATP的组成元素？4、ATP的结构简式如何书写？A、T、P、—、～分别代表什么？5、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？5、ATP的水解产物，与RNA的基本组成单位有何关联？6、ATP如何释放能量？一、ATP是一种高能磷酸化合物核糖腺嘌呤磷酸基团组成：1分子腺苷，3分子磷酸基团1、ATP中文名称：2、ATP结构式：腺苷（A）一、ATP是一种高能磷酸化合物3、ATP元素组成：C、H、O、N、P腺苷三磷酸（新人教版）三磷酸腺苷（人教版）4.ATP的结构简式：A、T、P、—、~分别代表了什么含义？A-P~P~P腺苷普通化学键特殊的化学键磷酸基团远离A的特殊的化学键不稳定，存在离开ATP的趋势，即转移势能，若水解，则释放出大量能量.一、ATP是一种高能磷酸化合物AP ~ P ~ P核糖腺嘌呤腺苷（A）AMP（腺苷一磷酸）ADP（腺苷二磷酸）ATP（腺苷三磷酸）（RNA的基本组成单位之一）5.ATP的水解产物一、ATP是一种高能磷酸化合物6. ATP供能原理：→磷酸基团趋向于分开相互排斥有较高的转移势能，储存在”～”中→远离腺苷的磷酸基团容易断开+酶两个相邻磷酸基团带负电荷→磷酸基团携带着部分转移势能与其他分子结合，使其变得活跃一、ATP是一种高能磷酸化合物APA-P～P～P….AT G C….….TAC G….….AU G C….腺嘌呤脱氧核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸核糖AP~PP~腺嘌呤腺苷腺苷7.ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义一、ATP是一种高能磷酸化合物ATP消耗量大【资料3】每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量ATP 被水解任务二:通过资料分析解释ATP与ADP的关系P87一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。【资料1】【资料2】成人细胞内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。ATP含量很少ATP合成和水解都非常迅速二、ATP与ADP的相互转化ATP在细胞内的含量是很少的，但在细胞内ATP和ADP的相互转化是十分迅速的，且处在动态平衡之中。ATPADP能量能量水解合成P87图5-4ATP与ADP互相转化示意图二、ATP与ADP可以互相转化去路各项生命活动1.转化过程：二、ATP与ADP的相互转化能量从哪里来呢？ATP中活跃的化学能光合作用呼吸作用糖类等有机物中稳定的化学能光能能量医生通常给术后不能进食的病人注射葡萄糖生理盐水进行补充能量；人们的主食米饭，面食的主要成分是淀粉；植物在光照条件下，叶绿体能合成ATP，也能制造糖类，植物在无光情况下，叶绿体不能合成ATP，也不能制造糖类。【资料4】二、ATP与ADP的相互转化二、ATP与ADP可以互相转化光合作用呼吸作用呼吸作用绿 色 植 物主要来源动物、人、真菌、多数细菌去路各项生命活动二、ATP与ADP的相互转化2.ATP的合成真菌和大多数细菌二、ATP与ADP可以互相转化光合作用呼吸作用呼吸作用绿 色 植 物主要来源动物、人、真菌、多数细菌去路各项生命活动二、ATP与ADP的相互转化3.ATP的水解ATPADP + Pi +能量能量将用于何处？ATP水解酶用于生物大多数需要能量的生命活动二、ATP与ADP可以互相转化光合作用呼吸作用呼吸作用绿 色 植 物主要来源动物、人、真菌、多数细菌去路各项生命活动二、ATP与ADP的相互转化思考1：ATP－ADP的相互转化是可逆反应吗？ATP合成酶ATPATP水解酶ADP+P i+能量酶（反应条件）不同不是可逆反应能量来源不同反 应ATP ADP + Pi +能量ADP + Pi +能量ATP反应类型酶的类型场　　所能量来源能量去向酶1酶2二、ATP与ADP可以互相转化水解反应合成反应水解酶合成酶活细胞多种场所线粒体、叶绿体、细胞质基质等特殊化学键有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于特殊化学键中结论 ：不属于可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所、酶也不同二、ATP与ADP的相互转化4.ATP合成与ATP水解的比较：1.ATP的利用实例渗透能大脑思考电鳗发电Ca2+ATP主动运输生物发光肌肉收缩物质合成光能电能电能机械能化学能渗透能三、ATP的利用P882.ATP为主动运输供能原理(1) Ca2+载体蛋白(ATP水解酶)被激活。(2)载体蛋白磷酸化。(3)载体蛋白空间结构变化，Ca2+的结合位点转向膜外侧。(4)载体蛋白去磷酸化—构型恢复。三、ATP的利用下列生理过程中，不消耗ATP的一组是（　　）A.蛋白质的合成和加工B.染色体的复制和运动C.CO2还原和胰岛素分泌D.质壁分离和复原【解析】蛋白质的合成和加工、染色体的复制和运动、胰岛素的分泌都需要消耗能量。CO2的还原需要消耗光反应产生的ATP。质壁分离与复原是由水分子通过渗透作用进出液泡而导致的，该过程不消耗ATP。D三、ATP的利用吸能反应放能反应蛋白质的合成等葡萄糖等有机物的氧化分解ATP储存水解放能吸能反应(伴随ATP水解)由ATP水解提供能量。如:蛋白质的合成。放能反应(伴随ATP合成)释放的能量贮存在ATP中。如:葡萄糖氧化分解细胞中的化学反应四、ATP是细胞内流通能量的“货币”1.ATP合成、水解与吸能、放能反应关系放能反应吸能反应葡萄糖等氧化分解释放能量蛋白质合成等吸收能量ATP与ADP互相转化示意图问题：细胞为什么不直接利用葡萄糖、脂肪等有机物的能量，而是要将能量转移到ATP中再利用呢？三、ATP的利用糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，相当于存折和支票中大额度的钱，但不方便直接利用。ATP储存的能量相对来说少，且容易合成和水解，因此方便直接利用。≈≈ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质四、ATP是细胞内流通能量的“货币”2.为什么ATP称为能量“货币”在植物、动物、真菌和细菌的细胞内，都是以ATP作为能量的“货币”的，这说明了生物界的统一性。能源来源直接能源物质主要能源物质生物体内良好的储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源ATP糖类（葡萄糖）脂肪糖原淀粉太阳能ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP≠能量；ATP是直接能源物质！四、ATP是细胞内流通能量的“货币”3.能量相关概念辨析课堂小结课后作业1.完成5.2《ATP是细胞内流通能量的“货币”》“练习与应用”（P89）2.预习5.3《细胞呼吸的原理和应用》预习要求:①教材有圈点；②完成“同步作业”③准备好橡皮泥等实验材料自我评价1．荧火虫发光所用的能量直接来自( )A．葡萄糖B.磷酸肌酸C.脂肪D. ATP2.一分子ATP中，含有的特殊化学键和磷酸基团的数目分别为（ ）A．3和3 B．3和2 C．2和3 D．2和23.下列有关ATP的叙述，正确的是( )A．它的分子简式是A～P—P—PB．含有三个特殊化学键C．ATP转变为ADP的反应是可逆的D．ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多DCD四、细胞的能量“货币”ATP自我评价4.关于ATP与ADP相互转化的叙述，正确的是( )A．物质和能量的变化是可逆的B．物质和能量的变化均不可逆C．物质变化可逆，能量变化不可逆D．物质变化不可逆，能量变化可逆5.细胞内消耗ATP的过程是( )A．根毛细胞渗透吸水B．蛋白质的合成C．质壁分离及其复原D．甘油进入小肠绒毛上皮细胞CB四、细胞的能量“货币”ATP一、概念检测1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是( )A.A—P—P~P B.A—P~P~P C. A~P~P—P D. A~P~P~P2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（ ）A.脂肪酸 B.氨基酸 C.腺苷二磷酸 D.腺苷三磷酸3.下面关于ATP的叙述，错误的是（ ）A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布B.ATP合成所需的能量由磷酸提供C.ATP可以水解为ADP和磷酸D.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（ ）A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率DB练习与应用（P89）BC二、拓展应用1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。吸能反应,如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量,是吸能反应,这一反应所需要的能量是由 ATP 水解为 ADP 时释放能量来提供的。放能反应,如丙酮酸的氧化分解能够释放能量,是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,还用于 ADP 转化为 ATP 的反应,储存在ATP中。2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。在储存能量方面,ATP 同葡萄糖相比具有以下两个特点，一是 ATP 分子中含有的化学能比较少,一分子 ATP 转化为 ADP 时释放的化学能 约只是一分 子葡萄糖的1/94;二是 ATP 分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为 ATP 分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性 这对你理解生物的进化有什么启示 植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP,这可以从一个侧面说明生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同起源。练习与应用（P89）