







人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP教学演示课件ppt
展开5.2 细胞的能源“货币”ATP
《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。
1、萤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、萤火虫发光的过程有能量的转换吗?
腹部后端细胞内有荧光素。
相互传递求偶信号,以便交尾繁衍后代。
腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。
【提出问题】 是谁直接给萤火虫发光提供能量呢?是葡萄糖,脂肪,还是其他物质?
实验设计:用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取四等份分别装入四支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失,然后……
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胞吞和胞吐(需要能量)
细胞中有很多与能量有关的物质,也有很多生命活动需要能量。
ATP是生物体生命活动的直接能源物质。
ATP与ADP可以相互转化
ATP是一种高能磷酸化合物
一、ATP是一种高能磷酸化合物
研读教材86页,构建ATP 的结构,并思考下列问题:1、组成ATP的元素有哪些?2、ATP结构简式中的A、T、P分别代表什么?何如区分腺嘌呤和腺苷?3、根据ATP的结构,想一想ATP为什么能够作为直接的能源物质?
腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的组成单位)
2、ATP结构简式: A 腺苷 T 三 P 磷酸基团何如区分腺嘌呤和腺苷?
腺苷包括腺嘌呤和核糖。
3、根据ATP的结构,想一想ATP为什么能够作为直接的能源物质?
因为磷酸基团都带负电而相互排斥,使得这种特殊的化学键很不稳定,断裂后会释放大量的能量。
1 mlATP水解时释放的能量高达30.54 kJ;水解时释放能量在20.92kJ/ml以上的化合物叫作高能化合物
任务二:认识ATP的结构
(1)~代表________________,两个相邻磷酸都带__________相互排斥,使得远离__ _______的那个特殊化学键____ ______,容易__________,具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。
(2)ATP水解的过程就是的___________过程,1mlATP水解能量高达30.54KJ,所以说ATP是一种_____________________。
4、不同化合物中“A”的含义不同
腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
资料1:成年人体内ATP的总量约2~10 mg,在安静的状态下一天需要消耗的ATP为48 kg,在活动的状况下ATP的消耗可达0.5 kg/min ;在安静状态时,肌肉内ATP的所释放能量只能维持肌肉收缩1~2 s。
资料2:人体每个细胞每秒钟可以合成约1000万个ATP,且同时有等量的ATP被水解成ADP。
1.ATP在细胞内的含量多吗?消耗量大吗?2.ATP作为直接的提供能量的物质,生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP呢?
答:含量较少且消耗量大。
二、ATP与ADP可以相互转化
2.ATP作为直接的提供能量的物质,生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP呢?
答:ADP和ATP相互转化十分迅速,ATP不断地被消耗,又在不断地形成,从而保证ATP的含量的稳定。
ADP+能量① + Pi ATP
ATP ADP+ 能量② + Pi
根据上图,请在学案上写出ATP的合成和水解反应式
所有生物的细胞内都可发生,体现了生物界的统一性。
ATP与ADP相互转化过程中物质可逆,能量不可逆,催化的酶不相同,反应场所不同,因此,不是可逆反应。
二、ATP和ADP可以相互转化
1.ATP水解(释放能量)
来源:远离腺苷的特殊化学键的断裂
去路:直接为各项生命活动提供能量
1.ATP的合成(能量储存在ATP中)
去路:用于ATP中形成特殊化学键
人、动物、真菌、大多数细菌等
绿色植物、蓝细菌以及光合细菌
吸能反应(伴随ATP水解)由ATP水解提供能量。
放能反应(伴随ATP合成)释放的能量贮存在ATP中。
请研读教材87页图5-5和88页图5-6、5-7及相关内容,回答下列问题:1.能量①可以来自于细胞中的那些生命活动的过程?2.能量②可以用于细胞中哪些生命活动?
1、能量①可以来自于细胞中的那些生命活动的过程? 植物:光合作用(光能)、 呼吸作用(化学能) 动物、细菌、真菌: 呼吸作用(化学能)2、真核细胞合成ATP的场所: 细胞质基质、线粒体、叶绿体
ATP ADP+ 能量② + Pi
ATP与ADP的相互转化实现贮能和放能,从而保证细胞能量的持续供应! ATP与ADP的相互转化,时刻不停地发生并且处于动态平衡中。
ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗?
不是可逆反应:(1)反应条件不同;(2)能量来源和去路不同;(3)反应场所不同。
ATP与ADP互相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。
一种特殊的化学键(末端)
有机物中的化学能(呼吸作用)光能(光合作用)
储存于一种特殊的化学键中(末端)
结论 :物质是 ,能量是 的、酶是 的
呼吸作用有机物释放的能量
根据ATP与ADP相互转化的示意图完成下列表格
(1)ATP在生物体内含量少,但转化十分迅速,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中所需的酶、能量来源和去路及反应场所不完全相同。(3)合成ATP的过程中有水生成,水解ATP的过程中有水消耗。(4)ATP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合成和水解的对比分析
细胞质基质、线粒体、叶绿体
任务五:请将ATP与ADP的转化概念图补充完整
五、ATP与ADP的相互转化
用于细胞内各种物质合成
ATP是细胞完成生命活动的直接能源物质
ATP(提供磷酸基团)使谷氨酸活化,活化的谷氨酸再与NH3反应生成谷氨酰胺
2.用于细胞内的物质运输
马达蛋白利用ATP沿细胞骨架运输囊泡内的物质
ATP脱下的磷酸基团使膜转运蛋白磷酸化,导致膜转运蛋白的空间结构发生改变
ATP
3.用于物质跨膜主动运输
1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种 ,当Ca2+与其相应位点结合时, 。
2.在载体蛋白这种酶的作用下,ATP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 ,这就是 。
3. 载体蛋白磷酸化导致其 ,使 Ca2+ 的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到膜外。
用于主动运输(渗透能)
用于肌细胞收缩(机械能)
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变。因而可以参与各种化学反应。
能量来源: 作用和 作用
酶
能量来源:高能磷酸键的 。
能量去向: 高能磷酸键的 。
能量去向: 。
反应
资料3:1ml的葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870 KJ的能量,1ml的ATP水解可以释放30.54 KJ的能量。主动运输2个钙离子需要消耗1个ATP,细胞膜上的离子泵运输3个钠离子和2个钾离子也需要消耗1个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,而是要将能量转化到ATP 中再利用呢?
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。
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是细胞的能量“货币”(直接能源物质)
问题:细胞为什么不直接利用葡萄糖等有机物中的能量, 而是要将能量转移至ATP中再利用?
1 ml葡萄糖彻底氧化分解可以释放能量2870kJ,1 ml ATP水解可以释放能量30.54kJ。
任务四:理解ATP的合成
应用:科学家运用这一原理,将荧光素酶基因导入植物后,再用荧光素溶液浇灌植物,使转基因植物在黑暗中发光,从而培育出一种能发光的“荧光树”。白天,阳光照射,公园与普通公园一模一样。晚上,这些树就自动发光。公园里不需要路灯,一片通明。而且,光照非常柔和。未来,夜间发光的树可能会成为街灯的天然替代品。
三磷酸腺苷二钠(片剂)
三磷酸腺苷二钠(注射液)
【适应症】 用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全等的辅助治疗。
【药物原理】 当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时,三磷酸腺苷(ATP)即分解成二磷酸腺苷及磷酸基,同时释放出能量。
有关能源物质的回顾与小结:
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
有机物中的化学能、光能
储存于特殊的化学键键中
结论 :物质是可逆的,反应、能量是不可逆的
一、ATP 的结构:结构简式为A–P~P~P, 组成元素为C、H、O、N、P。
二、ATP 的合成和水解:
三、ATP 的利用:作为直接的能源物质用于各项需要能量的生命活动。
有关能源物质的总结回顾
注意:ATP并非细胞生命活动唯一的直接供能物质,只是绝大多数生命活动的直接供能物质。 (还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP、NADH、NADPH等)。
ATP、DNA、RNA、核苷酸 结构中“A”的含义相同吗?
“A”的比较(说出圆圈里所表示的含义)
腺嘌呤核糖核苷酸(一磷酸腺苷)
1、如图表示的是ATP和ADP之间的转化图,可以确定( )A.A为ADP,B为ATPB.能量1和能量2来源相同C.酶1和酶2是同一种酶D.X1和X2是同一种物质
2.下列有关ATP的说法正确的是( )A.人体细胞内储存有大量的ATPB.光合作用和细胞呼吸都能产生ATPC.线粒体是蓝细菌细胞产生ATP的主要场所 D.ADP转化为ATP需要Pi、酶、腺苷、能量
3.如右图为ATP分子结构式。下列相关叙述错误的是( )A、图中五碳糖为核糖B、图中虚线框中的基团是腺苷C、该分子中有3个磷酸基团D、该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸
高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP优质ppt课件: 这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP优质ppt课件,共25页。PPT课件主要包含了A-P~P~P,ATP,O2供给量,ATP生成量,无氧呼吸,硝化细菌等内容,欢迎下载使用。
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