2020版新教材高中生物52细胞的能量“货币”ATP课件新人教版必修1.ppt
第2节细胞的能量“货币”ATP鄄城县第一中学 张际占一、一、ATPATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物1.1.名称名称:_:_。2.2.结构简式结构简式:A-P:A-PP PP P。含义分别是。含义分别是: :A A腺苷腺苷, ,由腺嘌呤和由腺嘌呤和_构成构成P P_核糖核糖磷酸基团磷酸基团一种特殊的化学键一种特殊的化学键腺苷三磷酸腺苷三磷酸3.ATP3.ATP的结构特点的结构特点: :(1)(1)细胞内的一种高能磷酸化合物细胞内的一种高能磷酸化合物:1 :1 molATPmolATP水解时释水解时释放的能量高达放的能量高达_ kJ,_ kJ,属于高能磷酸化合物。属于高能磷酸化合物。 (2)(2)化学性质不稳定化学性质不稳定: :末端磷酸基团有一种离开末端磷酸基团有一种离开ATPATP而与而与其他分子结合的趋势其他分子结合的趋势, ,也就是具有较高的也就是具有较高的_。4.4.功能功能: :驱动细胞生命活动的直接能源物质。驱动细胞生命活动的直接能源物质。30.5430.54转移势能转移势能知识点一知识点一ATPATP的结构和功能的结构和功能1.ATP1.ATP的结构的结构: :2.ATP2.ATP的利用的利用: :生理过程生理过程能量转化能量转化物质合成物质合成化学能化学能化学能化学能肌肉收缩肌肉收缩化学能化学能机械能机械能主动运输主动运输化学能化学能机械能机械能生物发光生物发光化学能化学能光能光能3.3.生物体内的能源物质生物体内的能源物质: :(1)(1)能源物质能源物质: :糖类、脂肪、蛋白质、糖类、脂肪、蛋白质、ATPATP。(2)(2)主要能源物质主要能源物质: :糖类。糖类。(3)(3)储能物质储能物质: :脂肪、淀粉脂肪、淀粉( (植物细胞植物细胞) )、糖原、糖原( (动物细胞动物细胞) )。(4)(4)主要储能物质主要储能物质: :脂肪。脂肪。(5)(5)直接能源物质直接能源物质:ATP:ATP。(6)(6)最终能量来源最终能量来源: :太阳能。太阳能。【思考思考讨论讨论】细胞中的各种有机物都是由各种元素组成的。细胞中的各种有机物都是由各种元素组成的。( (生命观念生命观念) )(1)(1)根据根据ATPATP的结构的结构, ,可推断可推断ATPATP的组成元素有哪些的组成元素有哪些? ?提示提示: :C C、H H、O O、N N、P P。 (2)(2)和和ATPATP的组成元素相同的物质有哪些的组成元素相同的物质有哪些?(?(试举试举2 2例例) )提示提示: :磷脂、核酸。磷脂、核酸。【素养案例素养案例】如图为如图为ATPATP分子的结构式分子的结构式,ATP,ATP分子的分子的结构简式可以表示为结构简式可以表示为APAPP PP P。下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () )A.A.生命活动所需的能量通常来自化学键生命活动所需的能量通常来自化学键B.B.在结构简式中的在结构简式中的A A对应结构式中的和对应结构式中的和, ,表示腺苷表示腺苷C.C.断裂化学键形成的化合物之一是组成断裂化学键形成的化合物之一是组成DNADNA的单体的单体D.ATPD.ATP分子中含有的元素有分子中含有的元素有C C、H H、O O、N N、P P【解析解析】选选C C。图中都是一种特殊的化学键。图中都是一种特殊的化学键, ,但通常是末端的化学键断裂但通常是末端的化学键断裂释放能量供生命活动所需释放能量供生命活动所需,A,A正确正确;A;A由腺嘌呤和核糖组成由腺嘌呤和核糖组成, ,表示腺苷表示腺苷,B,B正确正确; ;断断裂化学键形成的化合物之一是组成裂化学键形成的化合物之一是组成RNARNA的单体的单体,C,C错误错误;ATP;ATP分子中含有分子中含有C C、H H、O O、N N、P,DP,D正确。正确。【素养素养迁移迁移】如图是生命活动中最常用的直如图是生命活动中最常用的直接能源物质的结构式接能源物质的结构式, ,下列相下列相关描述正确的是关描述正确的是( () ) A.A.是腺嘌呤是腺嘌呤B.B.是腺嘌呤脱氧核苷酸是腺嘌呤脱氧核苷酸C.C.是是ADP,ADP,其末端的磷酸基团具有较高的转移势能其末端的磷酸基团具有较高的转移势能D.D.是是ATPATP【解析解析】选选D D。题图中包括腺嘌呤和核糖。题图中包括腺嘌呤和核糖, ,代表腺苷代表腺苷,A,A错误错误; ;包括腺嘌呤包括腺嘌呤、核糖和磷酸基团、核糖和磷酸基团, ,代表腺嘌呤核糖核苷酸代表腺嘌呤核糖核苷酸, ,属于属于RNARNA的基本单位的基本单位,B,B错误错误; ;的的结构简式是结构简式是APAPP,P,代表代表ADP,ATPADP,ATP中末端的磷酸基团具有较高的转移势能中末端的磷酸基团具有较高的转移势能,C,C错误错误; ;的结构简式是的结构简式是APAPP PP,P,代表代表ATP,DATP,D正确。正确。二、二、ATPATP与与ADPADP可以相互转化可以相互转化1.1.相互转化的反应式相互转化的反应式:_:_2.2.相互转化的特点相互转化的特点: :(1)ATP(1)ATP和和ADPADP的相互转化的相互转化_地发生地发生, ,且处于且处于_之中。之中。(2)ATP(2)ATP和和ADPADP相互转化的能量供应机制相互转化的能量供应机制, ,体现了生物界的体现了生物界的_。ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量。能量。时刻不停时刻不停动态平衡动态平衡统一性统一性3.ATP3.ATP合成的能量来源合成的能量来源: :(1)(1)动物、人、真菌和大多数细菌动物、人、真菌和大多数细菌: :呼吸作用中呼吸作用中_释放的能量。释放的能量。(2)(2)绿色植物绿色植物: :呼吸作用释放的能量和呼吸作用释放的能量和_。有机物分解有机物分解光能光能三、三、ATPATP的利用的利用1.ATP1.ATP是细胞内流通的能量是细胞内流通的能量“货币货币”: :(1)(1)吸能反应一般与吸能反应一般与ATP_ATP_的反应相联系。的反应相联系。(2)(2)放能反应一般与放能反应一般与ATPATP的的_相联系。相联系。(3)(3)能量通过能量通过_在吸能反应和放能反应之间流通。在吸能反应和放能反应之间流通。水解水解合成合成ATPATP【激疑激疑】萤火虫发光过程中能量的形式是如何变化的萤火虫发光过程中能量的形式是如何变化的? ?提示提示: :ATPATP中活跃的化学能转变成光能。中活跃的化学能转变成光能。 知识点二知识点二ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化1.ATP1.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化图解图解: :2.ATP2.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化表解表解: :项目项目ATPATP分解分解ATPATP合成合成反应式反应式ATPADP+Pi+ATPADP+Pi+能量能量能量能量+Pi+ADPATP+Pi+ADPATP类型类型水解反应水解反应合成反应合成反应条件条件水解酶水解酶合成酶合成酶场所场所活细胞内多种场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶绿体能量转化能量转化放能放能储能储能能量来源能量来源一种特殊的化学键一种特殊的化学键呼吸作用、光合作用呼吸作用、光合作用能量去向能量去向用于各项生命活动用于各项生命活动储存于储存于ATPATP中中【思考思考讨论讨论】经测定经测定,ATP,ATP在人体内的含量极少在人体内的含量极少, ,但一个成年人在静止但一个成年人在静止的状态下的状态下,24 h,24 h内约需要内约需要40 kg40 kg的的ATPATP提供能量提供能量, ,细胞是细胞是如何保持如何保持ATPATP含量相对稳定的含量相对稳定的?(?(科学思维科学思维) )提示提示: :依赖依赖ATPATP与与ADPADP之间的快速转化之间的快速转化, ,保持细胞内保持细胞内ATPATP含含量相对稳定。量相对稳定。 【素养案例素养案例】细胞内的能量供应机制如图所示细胞内的能量供应机制如图所示, ,下列说法中下列说法中错误的是错误的是( () )A.A.图中图中X X代表的是代表的是ATPATPB.ATPB.ATP与与ADPADP之间可以相互转化之间可以相互转化C.C.酶酶和酶和酶是同一种酶是同一种酶D.ATPD.ATP与与ADPADP相互转化的能量供应机制是生物界的统一性相互转化的能量供应机制是生物界的统一性【解析解析】选选C C。由图示箭头方向可知。由图示箭头方向可知, ,物质物质X X应表示应表示ATP,AATP,A正确正确; ;图中体现了图中体现了ATPATP与与ADPADP之间的相互转化之间的相互转化,B,B正确正确; ;酶具有专一性酶具有专一性, ,酶酶催化催化ATPATP的合成的合成, ,酶酶催化催化ATPATP的分解的分解, ,故二者为不同的酶故二者为不同的酶,C,C错误错误;ATP;ATP与与ADPADP相互转化的能量供应机制是相互转化的能量供应机制是生物界的统一性生物界的统一性,D,D正确。正确。【误区警示误区警示】 ATP ATP的合成与分解不是可逆反应的合成与分解不是可逆反应(1)ATP(1)ATP的合成与分解所需要的酶不同的合成与分解所需要的酶不同, ,反应场所不同。反应场所不同。(2)ATP(2)ATP水解释放的能量和合成水解释放的能量和合成ATPATP的能量不同。的能量不同。所以所以ATPATP的合成与分解在物质上是可逆的的合成与分解在物质上是可逆的, ,能量上是不可逆的。能量上是不可逆的。【补偿训练补偿训练】细胞所处的能量状态用细胞所处的能量状态用ATPATP、ADPADP和和AMPAMP之间的关系式来表示之间的关系式来表示, ,称为能荷称为能荷, ,公式如下公式如下: :能荷能荷=(ATP+1/2ADP)/(ATP+ADP+AMP),=(ATP+1/2ADP)/(ATP+ADP+AMP),其中其中AMPAMP为腺苷一磷酸。能荷对代谢起着为腺苷一磷酸。能荷对代谢起着重要的调节作用重要的调节作用, ,高能荷时高能荷时,ATP,ATP生成过程被抑制生成过程被抑制, ,而而ATPATP的利用过程被激发的利用过程被激发; ;低能低能荷时荷时, ,其效应相反。下列说法不正确的是其效应相反。下列说法不正确的是( () ) A.A.一般情况下细胞能荷数值小于一般情况下细胞能荷数值小于1 1B.B.细胞中细胞中ATPATP、ADPADP和和AMPAMP之间可以相互转化之间可以相互转化C.C.细胞在吸收细胞在吸收MgMg2+2+时时, ,能荷较低能荷较低D.D.能荷及其调节是生物界的共性能荷及其调节是生物界的共性【解析解析】选选C C。根据能荷的公式可知。根据能荷的公式可知, ,一般情况下细胞能荷数值小于一般情况下细胞能荷数值小于1,A1,A正确正确;ATP;ATP水解后转化为水解后转化为ADP,ADPADP,ADP可以接受能量可以接受能量, ,结合结合PiPi形成形成ATP,ATP,即即ATPATP与与ADPADP可以可以相互转化相互转化, ,同理同理ADPADP与与AMPAMP也可以相互转化也可以相互转化; ;细胞在吸收细胞在吸收MgMg2+2+时会消耗时会消耗ATP,ATP,故能故能荷较高荷较高,C,C错误错误;ATP;ATP作为直接能源物质是生物界的统一性作为直接能源物质是生物界的统一性, ,故能荷及其调节是故能荷及其调节是生物界的共性生物界的共性,D,D正确。正确。【课堂回眸课堂回眸】
