细胞的能量货币ATP高一上学期生物人教版必修1

第五章

第二节细胞的能量“货币”ATP

讨论:1.萤火虫发光的原因及生物学意义是什么?2.萤火虫体内特殊的发光物质是什么?3.萤火虫发光的过程是怎样的，有能量的转换吗?问题探讨萤火虫探究：萤火虫发光的奥秘1.萤火虫发光的原因及生物学意义是什么？

生物学意义：求偶信号、警戒作用、照明作用。3.荧光素发光中过程中的能量发生了怎样的转化？

化学能转化成了光能探究：萤火虫发光的奥秘

能量

荧光素+氧气

氧化荧光素

荧光素氧化酶ATP

如何设计实验证明使萤火虫发光的直接能源物质ATP，而不是葡萄糖呢？萤火虫，试管，滴管，蒸馏水，适宜浓度的葡萄糖溶液，适宜浓度的ATP溶液等需要的材料实验目的：探究荧光素发光的直接能源物质实验材料：实验步骤：探究：萤火虫发光的奥秘1.荧光素提取：用小刀将数十只萤火虫发光器取下，干燥后研磨成粉末备用；2.取荧光素均分成三等份加入到三只试管中，并同时向每支试管中加入少量（2ml）蒸馏水使之混合成溶液，编号A、B、C，并置于暗处静置15min.；探究：萤火虫发光的奥秘❓刚开始可见试管内淡黄色荧光出现，约过15min后，荧光消失。置于暗处ABC①等量且适量的荧光素+2ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+2ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+2ml蒸馏水3.静置15min后，往A、B、C中分别加入2ml蒸馏水、2ml适宜浓度的葡萄糖溶液和2ml适宜浓度的ATP溶液；探究：萤火虫发光的奥秘4.将3支试管置于暗处，观察记录三支试管发光情况。置于暗处ABC②2ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+2ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+2ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+2ml蒸馏水②2ml适宜浓度的葡萄糖溶液②2ml适宜浓度的ATP溶液ABC②2ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+1ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+1ml蒸馏水①等量且适量的荧光素+1ml蒸馏水②2ml适宜浓度的葡萄糖溶液②2ml适宜浓度的ATP溶液结果预测：①若只有C试管发出荧光，A、B试管不发光②若只有B试管发出荧光，A、C试管不发光③若B、C试管均发出荧光，A试管不发光荧光素发光的直接能源物质是ATP荧光素发光的直接能源物质是葡萄糖荧光素发光的直接能源物质是葡萄糖和ATP探究：萤火虫发光的奥秘AB蒸馏水2mlATP注射液2ml从A、B、C试管的实验现象中你得出的结论是?ATP能为萤火虫的发光直接提供能量，而葡萄糖不能C葡萄糖溶液2mlABC实验结果加入等量的荧光素试剂探究：萤火虫发光的奥秘ATP是细胞内的“能量通货”糖类、脂肪储存能量较多

1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870KJ的能量ATP储存能量较少

1molATP水解释放的能量达30.54KJ蛋白质也含有较多能量

1g蛋白质可以提供16.7KJ的能量，相当于1g葡萄糖所能提供的能量，但一般不作为能源物质为细胞供能≈≈≈1、中文名称2、元素组成3、结构简式如何书写？4、简式中A、P、—、～分别代表什么？5、A具体指什么结构，包含哪几部分，

跟我们以前学过的A有什么区别？6、ATP中的能量储存在哪儿？7、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？ATP是一种高能磷酸化合物

ATP能直接供能与它的结构密切相关,那么ATP分子的结构有什么特点呢?(自主阅读P86页第三自然段，讨论完成以下问题（理解后记忆）~~~~组成元素C、H、O、N、P化学组成1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团结构简式A－P～P～P腺苷(A)腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）结构特点远离腺苷的特殊化学键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成只有两个特殊的化学键RNA基本单位之一(腺嘌呤核糖核苷酸)

中文名称腺苷三磷酸ATP是一种高能磷酸化合物A-P~P~PATP的两个特殊化学键一样吗?27.6kJ/mol30.54kJ/mol能量越高，越不稳定，高能磷酸键越容易水解！ATP是一种高能磷酸化合物1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。ATP水解酶+Pi+能量A-P~P~PA-P~PADP磷酸分子

ATP作为生命活动的直接能源物质，在供能时，如何释放能量？其产物又是什么？ATP与ADP可以相互转化资料1：一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg,在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5kg/min。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2-10mg，只能供肌肉收缩1~2S所需的能量。ATP在体内含量低，但需求量大！通过阅读资料1，我们知道ATP在体内的含量有怎样的特点？ATP与ADP可以相互转化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。

反应式：ATPADP＋Pi＋能量酶1酶2①ATP与ADP可以相互转化时刻不停的发生且处于动态平衡之中ATP、ADP在细胞内含量少，但是转化迅速。从而实现细胞大量能量的需求。②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。ATP与ADP可以相互转化合成ATP需要的能量来自哪里?ATP合成ATP水解反应式所需酶

ATP合酶ATP水解酶能量来源光合作用的光能、呼吸作用将有机物分解释放的能量特殊化学键中的转移势能能量去路形成特殊的化学键一些生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体；生物体内需能部位，如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等。ATPADP＋Pi＋能量ATP水解酶ADP＋Pi＋能量

ATP

ATP合成酶ATP与ADP可以相互转化能量ATP水解酶ATPADP+Pi+ATP合成酶思考：ATP与ADP之间的转化反应是可逆反应吗？

可逆反应：指在相同的条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应物质可逆，能量不可逆！合成ATP的能量来源：呼吸作用（释放的化学能）、光合作用（吸收的光能）ATP水解的能量来源：高能磷酸键的水解ATP与ADP可以相互转化ATP与ADP相互转化是细胞中吸能反应和放能反应的桥梁①细胞中的放能反应与ATP合成相联系。放能反应吸能反应②细胞中的吸能反应与ATP水解相联系。③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。细胞呼吸(有机物氧化分解)、光合作用的光反应有机物合成、主动运输、胞吞胞吐、蛋白质磷酸化、肌肉收缩等一般的合成代谢反应是吸能反应一般的分解代谢反应是放能反应肌细胞收缩（机械能）电鳐放电（电能）A-P～P～P酶能量A-P～P+Pi+ATP水解：萤火虫发光（光能）维持体温、肌细胞收缩、大脑思考......主动运输ATP水解释放的能量可用于各项生命活动ATP水解释放的能量是如何用于各项生命活动的呢？生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。~~鸟嘌呤(GTP)尿嘧啶(UTP)胞嘧啶(CTP)替换拓展：ATP不是唯一的直接能源物质，除ATP外，还有UTP、GTP和CTP。UTP是由一个尿嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的；GTP是由一个鸟嘌呤、一个核糖、三个磷酸连接而成的；CTP是由一个胞嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的。每个分子去掉两个磷酸基团后都是构成RNA的基本单位，它们的关系如下图所示：这四种物质中，ATP是生物体的直接能源物质，当人体在运动、吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质时都会消耗ATP，ATP是能量“货币”。GTP可用于合成蛋白质，CTP可用于合成脂质，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)。拓展：1、细胞中的许多反应是吸能反应，例如氨