5.2 细胞的能量货币ATP课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章细胞的能量供应和利用

第2节细胞的能量“货币”ATP问题探究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荧光物质吗?3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗?问题探究萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号,以便繁衍后代。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素,是其特有的发光物质。有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能,只有在转变成光能时,萤火虫才能发光。假如现在我们有一些萤火虫的发光器,还有葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP制剂、生理盐水和蒸馏水,你能不能设计实验来验证细胞中的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖和脂肪?（学案第二页）细胞中的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖和脂肪①取材、分组、编号将捣碎的发光器分成等量的A、B、C、D四组。分别加入等量的生理盐水制成溶液。②处理变量向四组试管中分别加入等量蒸馏水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP制剂③预期结果置于暗处,A、B、C组无荧光出现，D组试管发出荧光。④实验结论先将试管置于暗处,可见试管内有荧光出现,约15分钟荧光消失后自变量：能源物质的种类（排除体内残留的能源物质对实验结果的干扰）因变量：能否为细胞直接提供能源【归纳总结】生物体内的能源物质辨析1．能源物质：2．直接能源物质：3.重要的能源物质：3．储能物质：5．最终能量来源：糖类、脂肪、蛋白质、ATP糖类脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)ATP太阳能见学案，贴到课本上ATP→糖类→储能物质→蛋白质小额现金信用卡定期存款不动产一：ATP的结构C、H、O、N、P①②腺苷三磷酸(1)图中①②③的结构分别是：ATP的中文名称是：腺苷是由图中_____(填序号)组成(2)ATP的组成元素：（3）ATP的结构简式：（4）简式中A、P、—、~分别代表:A—P~P~P。A代表腺苷,P代表磷酸基团,—代表普通化学键,~代表特殊化学键重点有两个尝试分析图中A~F分别表示什么特殊的化学键腺嘌呤腺苷(A)腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)腺苷二磷酸(ADP)腺苷三磷酸(ATP)RNA的基本组成单位之一若将ATP完全水解，会得到:腺嘌呤、核糖、三分子磷酸基团【辨析】写出图中标出的“A”的含义[课堂练习]1.下列有关ATP的叙述，正确的是()A．图中的a是构成DNA的基本单位之一B．图中的A代表腺苷，b、c代表特殊的化学键C．ATP中的“A”与RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质D．ATP与ADP的化学元素组成不同腺苷腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸C资料α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。(1)分析实验结果，ATP中哪个化学键更容易断裂β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。因为ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。二、ATP是一种高能磷酸化合物末端磷酸基团易断裂结合P88图5-7ATP为Ca2+主动运输供能的资料总结ATP的供能机制①ATP水解释放末端磷酸基团；②磷酸基团挟能量与蛋白质等分子结合，使后者磷酸化;③分子磷酸化后，空间结构和功能活性改变，可以参与反应。1.参与钙离子主动运输的载体蛋白的功能：2.图中的载体蛋白的空间结构发生变化可逆吗?3.蛋白质空间结构发生变化后,蛋白质一定会变性吗?4.什么叫载体蛋白的磷酸化?运输钙离子、催化ATP的水解可逆，可恢复原状蛋白质不一定会变性。载体蛋白磷酸化后，空间结构发生改变，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。课本P88在载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着能量的转移。课本p88图小字(3)写出ATP水解的反应式。(4)ATP水解是释放能量的过程还是储存能量的过程?(5)ATP是高能磷酸化合物的原因：ATP――→ADP＋Pi(磷酸)＋能量酶释放能量的过程1molATP水解释放的能量高达30.54kJ【注意】ATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。(2)ATP的供能机制：ATP在

的作用下水解时，脱离下来的

挟能量与其他分子

，从而使后者发生变化。ATP水解酶末端磷酸基团结合载体蛋白的磷酸化伴随着ATP的水解反应。(6)（P89拓展应用2）1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，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。①ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；②ATP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。（2016课标1卷.29）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。回答下列问题；（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的

（填“α”“β”或“γ”）位上。（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“α”“β”或“γ”）

位上。γα【拓展】直接能源物质不是只有ATP，NTP和dNTP既是合成RNA、DNA的原料，也为反应提供能量。三、ATP和ADP可以相互转化生物体的下列生命活动都属于吸能反应，在不断地消耗能量,这意味着ATP在不断地水解。ATP在细胞内的含量多吗?主动运输物质合成肌肉收缩胞吞和胞吐生物放电生物发光细胞分裂……许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP呢?资料1成人体内的ATP的总量为2～10mg,在安静的状态下一天需要消耗的ATP为40kg,在活动状态下ATP的消耗可达0.5kg/min;在安静状态时,肌肉内ATP所释放的能量只能维持肌肉收缩1～2s。细胞中ATP的含量很少资料2每个细胞每秒钟可合成约1000万个ATP且同时有等量ATP被水解合成ATP的过程是储存能量的过程,那么ATP合成过程中所需要的能量从哪里来呢?ATP和ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。A、B类生物分别是什么?绿色植物和光合细菌等动物、人、真菌和大多数细菌生物界的统一性许多放能反应与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。小组合作,列表比较ATP合成和水解的过程。ATP与ADP相互转化是可逆反应吗?物质可逆，能量不可逆能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。ATP是细胞内流通的能量“货币”,细胞中的直接能源物质。观察图片,总结ATP的功能。意义：及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。核心总结[练习]ATP是一种高能磷酸化合物,如图是ATP的“循环”示意图。正确的是A.组成图中“M”和“N”的元素与脂肪的组成元素相同B.图中①过程消耗的能量1形式与②过程释放的能量2形式不完全相同,①过程发生场所和催化的酶与②过程完全不相同C.ATP中全部的特殊