【课件】+细胞的能量“货币”ATP+课件+2022—2023学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、第五章 第2节 细胞的能量“货币”ATP高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP问题探讨问题探讨1.1.萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫发光的生物学意义是什么？2.2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？传递传递求偶求偶信号信号，以便交尾繁衍后代。，以便交尾繁衍后代。腹部后端细胞内的腹部后端细胞内的荧光素荧光素3.3.在萤火虫发光的过程中能量转化吗？在萤火虫发光的过程中能量转化吗？有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能化学能，只有在只有在转变为转变为光能光能时才能发光。时才能发

2、光。【基本原理基本原理】葡萄糖？脂肪？葡萄糖？脂肪？ATP?荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素（发出荧光）（发出荧光）O2 能量能量 氧化荧光素氧化荧光素荧光素酶荧光素酶高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP任务一：探究萤火虫发光的直接供能物质任务一：探究萤火虫发光的直接供能物质实验实验材料材料萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATPATP等等实验实验原理原理实验实验变量变量自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：添加的物质（葡萄糖添加的物质（葡萄糖/脂肪脂肪/ATP）是

3、否发光是否发光温度等温度等荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素（发出荧光）（发出荧光）O2 能量能量 氧化荧光素氧化荧光素荧光素酶荧光素酶高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATPABCD2mL ATP溶液溶液2mL脂肪溶液脂肪溶液2mL蒸馏水蒸馏水2mL葡萄糖溶液葡萄糖溶液荧荧光光消消失失暗处暗处15min任务一：探究萤火虫发光的直接供能物质任务一：探究萤火虫发光的直接供能物质暗处暗处有荧光有荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现结论：萤火虫结论：萤火虫发光的直接供发光的直接供能物质是能物质是ATP高中生物学高中生物学

4、5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP卖菜卖菜买咖啡买咖啡货币货币脂肪、葡萄糖等脂肪、葡萄糖等有机物中的化学能有机物中的化学能生命活动生命活动直接供能直接供能ATPATP是驱动细胞生命活动的是驱动细胞生命活动的直接能源物质直接能源物质高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP 自主阅读自主阅读P86页第三自然段并结合页第三自然段并结合“相关信息相关信息”，完成以下问题，并构建，完成以下问题，并构建ATP的物理模型的物理模型1、ATP的中文名称？的中文名称？ATP由哪些部分组成？由哪些部分组成？2、ATP的组成元素？的组成元素？3、

5、ATP的结构简式的结构简式如何书写？如何书写？4、A、T、P、分别代表什么？、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？有什么区别？6、ATP如何释放能量？如何释放能量？7、为什么说、为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？是细胞内的一种高能磷酸化合物？任务二：构建任务二：构建ATP结构物理模型结构物理模型高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP核糖核糖磷酸基团磷酸基团腺嘌呤腺嘌呤腺苷（腺苷（A）腺苷三磷酸（腺苷三磷酸（ATP）腺苷二磷酸（腺苷二磷酸（ADP）腺苷腺

6、苷磷酸基团磷酸基团特殊的特殊的化学键化学键普通的普通的化学键化学键APPP腺苷一磷酸腺苷一磷酸（AMP）C、H、O、N、P1分子分子腺苷腺苷和和3分子分子磷酸基团磷酸基团3.化学组成化学组成:2.元素组成元素组成:4.结构简式：结构简式：一、一、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物1.中文名称中文名称:腺苷三磷酸腺苷三磷酸高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP PPP 请同学们根据刚刚所学信息选用以下结构请同学们根据刚刚所学信息选用以下结构尝试构建尝试构建ATP的结构模的结构模型，并在纸上画出来型，并在纸上画出来核糖核糖 腺嘌呤腺嘌呤AP

7、P P一、一、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP5.ATP供能原理：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+酶一、一、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物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，使其变得活跃高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATPH2O酶酶 30.54 kJ/mol ATPADP能量能量ATP的水解：的水解：ATP水解释放的能量水解释放的能量高达高达30.5

8、4KJ/mol水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物ATP是一种是一种高能磷酸化合物高能磷酸化合物一、一、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATPATP消耗量大消耗量大【资料【资料3】每个每个细胞细胞每秒钟每秒钟可合成约可合成约1000 万万个个ATP 且且同时同时有有等量等量 ATP 被水解被水解任务三：通过资料分析解释任务三：通过资料分析解释ATP与与ADP的关系的关系一一个个人人在在剧剧烈烈运运动动状状态态下下，每每分分钟钟约约有有0.5kg的的ATP分分解解释释放放能能量量

9、，供供运运动所需。一个成年人在安静的状态下，动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有内竟有40kg的的ATP被水解。被水解。【资料【资料1】【资料【资料2】成成人人细细胞胞内内ATP总总量量约约210mg，人人体体安安静静状状态态下下，肌肌肉肉内内ATP含含量量只能供肌肉收缩只能供肌肉收缩12s。ATP含量很少含量很少ATP在水解的同时还在源源不断的的合成，在水解的同时还在源源不断的的合成，ATP与与ADP可以互相转化可以互相转化。这种转化是这种转化是时刻不停地发生时刻不停地发生且处于且处于动态平衡动态平衡的的ATP合成和水解都非常迅速合成和水解都非常迅速高中生物学高中生物学5.2 5.

10、2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATPATPADP能量能量能量能量水水解解合合成成ATP与与ADP互相转化示意图互相转化示意图二、二、ATP与与ADP可以互相转化可以互相转化去路去路各项生命活动各项生命活动1.1.转化过程：转化过程：高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP能量能量从哪里来呢？从哪里来呢？ATP中活跃的化学能中活跃的化学能光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用糖类等有机物中糖类等有机物中稳定的化学能稳定的化学能光能光能能量能量二、二、ATP与与ADP可以互相转化可以互相转化医生通常给术后不能进食的病人注射医生通常给术后不能进食的病

11、人注射葡萄糖生理盐水葡萄糖生理盐水进行补充能量；进行补充能量；人们的主食米饭，面食的主要成分是人们的主食米饭，面食的主要成分是淀粉淀粉；植物在植物在光照光照条件下，叶绿体能合成条件下，叶绿体能合成ATP，也能制造糖类，植物在无光情，也能制造糖类，植物在无光情况下，叶绿体不能合成况下，叶绿体不能合成ATP，也不能制造糖类。，也不能制造糖类。【资料【资料4 4】高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP酶酶1和酶和酶2相同吗？相同吗？能量能量1和能量和能量2相同吗？相同吗？ATPADP的相互转化是可逆反应吗的相互转化是可逆反应吗？二、二、ATP与与ADP可以

12、互相转化可以互相转化光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用绿绿 色色 植植 物物主要主要来源来源动物、人、真动物、人、真菌、多数细菌菌、多数细菌去路去路各项生命活动各项生命活动1.转化过程：转化过程：高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP反反 应应ATP ADP+Pi+能能量量 ADP+Pi+能量能量 ATP反应类型酶的类型场所能量来源能量去向酶酶1酶酶2二、二、ATP与与ADP可以互相转化可以互相转化水解反应水解反应合成反应合成反应水解酶水解酶合成酶合成酶活细胞多种场所活细胞多种场所线粒体、叶绿体、细胞质基质等线粒体、叶绿体、细胞质基质等

13、特殊化学键特殊化学键有机物中的化学能、光能有机物中的化学能、光能用于各项生命活动用于各项生命活动储存于特殊化学键中储存于特殊化学键中结论结论：不属于可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所、酶也不同不属于可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所、酶也不同 2.ATP、ADP的相互转化过程是可逆的吗？的相互转化过程是可逆的吗？高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP二、二、ATP与与ADP可以互相转化可以互相转化3.转化特点：转化特点：放能反应放能反应吸能反应吸能反应葡萄糖等葡萄糖等氧化分解氧化分解释放能量释放能量蛋白质合成蛋白质合成等吸收能量等吸收能量ATP与

14、与ADP互相转化示意图互相转化示意图放能反应放能反应:(伴随伴随ATP合成合成）释放的能量贮存在）释放的能量贮存在ATP中。中。吸能反应吸能反应:(伴随伴随ATP水解水解）由）由ATP水解提供能量。水解提供能量。高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP三、三、ATP的利用的利用哪些生命活动需要消耗哪些生命活动需要消耗ATP？大脑思考（电能）大脑思考（电能）萤火虫发光（光能）萤火虫发光（光能）主动运输（渗透能）主动运输（渗透能）物质合成（化学能）物质合成（化学能）用于肌肉收缩（机械能）用于肌肉收缩（机械能）高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细

15、胞的能量“货币货币”ATP”ATP肌球蛋白肌球蛋白肌动蛋白肌肉收缩肌肉收缩细胞内物质运输细胞内物质运输三、三、ATP的利用的利用哪些生命活动需要消耗哪些生命活动需要消耗ATP？高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP以主动运输为例分析以主动运输为例分析ATP供能过程供能过程三、三、ATP的利用的利用高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP1.膜内膜内Ca2+与相应位点与相应位点结合结合，酶活性被，酶活性被激活激活。2.酶的作用下，末端酶的作用下，末端磷磷酸基团脱离酸基团脱离,与载体蛋白与载体蛋白结合结合(载体蛋

16、白磷酸化载体蛋白磷酸化)3.空间结构改变空间结构改变，使，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，的结合位点转向膜外侧，将将Ca2+释放到膜外。释放到膜外。Ca2+ATPCa2+ADPCa2+ADP以主动运输为例分析以主动运输为例分析ATP供能过程供能过程三、三、ATP的利用的利用高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP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将能量转移到ATP ATP 中再利用呢？中再利用呢？三、三、ATP的利用的利用糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机

17、物储存有大量的能量，相当于存折和支票中储存有大量的能量，相当于存折和支票中大额度的钱，但不方便直接利用。大额度的钱，但不方便直接利用。ATP储存的能量储存的能量相对相对来说少，来说少，且容易合成和水且容易合成和水解解，因此方便直接利用。，因此方便直接利用。ATP是驱动细胞生命活动的是驱动细胞生命活动的直接直接能源物质能源物质高中生物学高中生物学_ _ _ _ _ _ _ _ _腺苷腺苷（腺嘌呤（腺嘌呤+核糖核糖）腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸不同化合物中各种不同化合物中各种A的辨析的辨析拓展延伸拓展延伸高

18、中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP上图上图各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？=，代表腺嘌呤核糖核苷酸代表腺嘌呤核糖核苷酸=，代表腺苷代表腺苷A A不同化合物中各种不同化合物中各种A的辨析的辨析拓展延伸拓展延伸高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP拓展延伸拓展延伸能能源源物物质质能源物质能源物质主要主要能源物质能源物质储能物质储能物质主要主要储能物质储能物质直接直接能源物质能源物质最终最终能量来源能量来源糖类、脂肪、蛋白质、糖类、脂肪、蛋白质、ATP糖类糖类脂肪、淀粉脂肪、

19、淀粉（植物细胞）、（植物细胞）、糖原糖原（动物细胞）（动物细胞）脂肪脂肪ATP太阳能太阳能高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP课堂小结课堂小结高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP巩固练习巩固练习ATP是细胞内主要的能源物质是细胞内主要的能源物质()ATP由由1个腺嘌呤和个腺嘌呤和3个磷酸基团构成个磷酸基团构成()ATP是高能磷酸化合物，含是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能较高的转移势能()细胞内储存着大量的细胞内储存着大量的ATP

20、，为生命活动提供能量，为生命活动提供能量()人在饥饿时，细胞中人在饥饿时，细胞中ATP与与ADP的含量难以达到动态平衡的含量难以达到动态平衡()ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应（水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应（）高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP1下面关于下面关于 ATP 分子的叙述，错误的是分子的叙述，错误的是（）AATP中的能量可以来源于光能、化学能中的能量可以来源于光能、化学能B“能量能量”就是指就是指ATP，ATP就是就是“能量能量”CT表示胸腺嘧啶，因而表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似的结构与核苷酸很相似D正

21、常细胞中正常细胞中 ATP 与与 ADP 的比值相对稳定的比值相对稳定BC 注意：注意：ATP是一种物质，不是能量是一种物质，不是能量，能量以化学能形式储存在能量以化学能形式储存在ATP中中ATP中的中的A:腺苷，腺苷，T:三三(triple)，P:磷酸基团磷酸基团巩固练习巩固练习高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP2.ATP、GTP、CTP、UTP是是细细胞胞内内的的四四种种高高能能磷磷酸酸化化合合物物，他他们们彻彻底底水解的产物水解的产物只有碱基只有碱基不同。下列叙述错误的是不同。下列叙述错误的是（）A.ATP是细胞内唯一的直接能源物质是细胞内

22、唯一的直接能源物质B.UTP彻底水解的产物有尿嘧啶、核糖和磷酸彻底水解的产物有尿嘧啶、核糖和磷酸C.一分子一分子GTP中有中有2个特殊的化学键和个特殊的化学键和1个普通磷酸键个普通磷酸键D.CTP的名称是的名称是胞胞苷三磷酸，其中苷三磷酸，其中“C”是由胞嘧啶和核糖构成是由胞嘧啶和核糖构成AATP腺苷三磷酸腺苷三磷酸 腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖PPP鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶GTP鸟苷三磷酸鸟苷三磷酸CTP胞苷三磷酸胞苷三磷酸UTP尿苷三磷酸尿苷三磷酸高中生物学高中生物学5.2 5.2 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP”ATP3.ATP(甲甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断有关叙述是生命活动的直接能源物质，据图判断有关叙述正确正确的是的是（）A.在主动运输过程中，乙的含量会减少在主动运输过程中，乙的含量会减少B.丙是丙是DNA的基本组成单位之一的基本组成单位之一C.丁是由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成丁是由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D.甲甲乙和乙乙和乙丙过程中，起催化作用的酶的空间结构相同丙过程中，起催化作用的酶的空间结构相同甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊酶酶酶酶酶酶C