资源简介

(共27张PPT)
问题探讨
银烛秋光冷画屏，青罗小扇扑流莹。
天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。
——杜牧 《秋夕》
讨论
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发光物质吗？
3、在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
萤火虫
主要是为了互相传递信号，繁衍后代。
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素
有，化学能→光能
发光原理
能量
荧光素酶
氧气
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素
发出荧光
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”。
问题探讨
问题：为萤火虫发光直接提供能量的是什么物质呢？
假设2：葡萄糖
假设1：脂肪
假设3：ATP
问题探讨
加入等量发光器粉末，
放置一段时间直至荧光消失
黑暗环境
1.本实验的自变量是什么？
2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？
3.实验结果说明什么？
添加的物质（蒸馏水/脂肪/葡萄糖/ATP）
消耗自身原本存在的能提供能量的物质，防止自身的能源物质对结果造成干扰
ATP为发荧光的过程直接提供能量
探究萤火虫发光的直接能源物质
2mL
蒸馏水
2mL
脂肪
2mL
葡萄糖
2mL
ATP
第5章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币”ATP
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1、ATP的功能
淀粉、太阳能、脂肪、糖类、 ATP、葡萄糖、糖原
“名片1”主要能源物质：
“名片2”储能物质：
“名片3”主要储能物质：
“名片4”直接能源物质：
“名片5”最终能量来源：
糖类、葡萄糖
淀粉、糖原、脂肪
脂肪
ATP
太阳能
“定期存款”
“活期存款”
“现金”
驱动细胞生命活动的直接能源物质
细胞中流通的能量“货币”
活动一：同桌讨论，请帮以下能源物质选择属于它们的“名片”
活动二：自主阅读课本 P86，了解 ATP 的结构
（1）中文名称： 。
（2）结构简式： ，其中 A 代表 ，P 代表 ，~代表 。
（3）元素组成： 。
腺苷三磷酸
A—P~P~P
腺苷
磷酸基团
一种特殊的化学键
（腺苷）A
P
P
P
核糖
腺嘌呤 A
磷酸
磷酸
磷酸
C、H、O、N、P
2、ATP的结构
一、ATP是一种高能磷酸化合物
A—P~P~P
这种化学键不稳定
两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥
末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势
具有较高转移势能
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
ADP + Pi + 能量
酶
与其他分子结合
3、ATP的供能原理
一、ATP是一种高能磷酸化合物
核糖
腺嘌呤
P
P
P
①
①代表 。
②代表 。
③代表 。
④代表 。
②
腺苷二磷酸（ADP）
腺嘌呤核糖核苷酸
RNA的组成单位之一
腺苷
腺苷一磷酸（AMP）
腺苷三磷酸（ATP）
③
④
4、ATP与其他结构的关系
一、ATP是一种高能磷酸化合物
①__________________ ②___________________ ③___________________
④__________________ ⑤___________________ ⑥___________________
腺苷
（腺嘌呤+核糖）
腺嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
5、各种A与图的辨析
ATP
RNA
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
DNA
tRNA
一、ATP是一种高能磷酸化合物
下面各个圆圈中代表的含义相同的有哪些？
①=③=⑤，代表腺嘌呤核糖核苷酸
④=②，代表腺苷
A
5、各种A与图的辨析
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1、科学家发现，小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下列有关ATP的叙述，正确的是（ ）
A．图中的A代表腺苷，b、c为特殊的化学键
B．a是构成DNA的基本单位之一
C．ATP是生物体内的储能物质
D．ATP中的“A”与构成RNA中的“A”表示的不是同一种物质
课堂小测
美在课堂P115 “跟踪训练2”
D
二、ATP与ADP可以相互转化
活动三：分析以下资料，得出结论
ATP消耗量大
ATP含量很少
ATP合成和水解都非常迅速
结论：细胞内ATP含量少，消耗量大，但转化快。
资料1：一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg。
资料2：成人体内ATP总量约2-10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。
资料3：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。
矛盾
1、请据图5-4 写出ATP水解和合成的反应式。
2、 ATP合成时，对于绿色植物和蓝细菌来说，所需的能量来自哪里？对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，所需的能量来自哪里？
3、ATP水解时，能量去了哪里？
活动四：自主阅读课本P87，完成以下任务
ADP + Pi + 能量 ATP
酶
ATP ADP + Pi + 能量
酶
绿色植物和蓝细菌：光合作用（光能）、呼吸作用（有机物中的化学能）
动物、人、真菌和大多数细菌：呼吸作用（有机物中的化学能）
用于各项生命活动
ATP水解和合成时，所用的酶是否一样？
水解酶
合成酶
二、ATP与ADP可以相互转化
活动五：构建ATP与ADP相互转化模型
请阅读课本P86-87，小组讨论，利用分发的教具和笔合作构建ATP与ADP相互转化模型，将其摆、画在白纸上。（5min）
2个
2个
7个
2个
1个
1个
1个
A—P~P~P
二、ATP与ADP可以相互转化
动态平衡
水解酶
合成酶
合成
水解
核糖
腺嘌呤
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
核糖
腺嘌呤
磷酸
磷酸
能量
能量
ATP与ADP相互转化模型
光合作用
光能
呼吸作用
有机物中的化学能
各项生命活动
二、ATP与ADP可以相互转化
1. 你能不能将这两种反应合在一起写一下？
动动脑！
ATP ADP + Pi + 能量
水解酶
合成酶
2. ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？
二、ATP与ADP可以相互转化
ATP的合成 ATP的水解
反应式
所需酶
能量来源
能量去向
反应场所
ATP 合成酶
ATP 水解酶
光能、有机物中的化学能
ATP中的特殊化学键
储存于ATP中的特殊化学键
用于各项生命活动
细胞质基质、
线粒体、叶绿体
活细胞内多种场所
ADP＋Pi＋能量 ATP
合成酶
ATP ADP＋Pi＋能量
水解酶
ATP与ADP可以相互转化的比较
二、ATP与ADP可以相互转化
1. 你能不能将这两种反应合在一起写一下。
动动脑！
ATP ADP + Pi + 能量
水解酶
合成酶
2. ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？
不是可逆反应。
原因：① 反应所需的酶不同；② 能量来源和去向不同；
③ 反应场所不同。
“物质可逆，能量不可逆”
二、ATP与ADP可以相互转化
1、含量少，消耗量大，转化快，时刻不停地发生并处于动态平衡中。
特点
2、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，这体现了生物界的统一性。
3、ATP与ADP相互转化过程不是可逆反应。
二、ATP与ADP可以相互转化
你知道哪些生命活动需要利用ATP吗？
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP提供能量的。
物质的合成
葡萄糖+果糖 → 蔗糖
酶
大脑思考
萤火虫发光
各项运动
主动运输
三、ATP的利用
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的？
电鳐放电
ATP酶被激活
既是Ca2+载体蛋白，也是ATP水解酶
Ca2++载体蛋白
空间结构改变
Ca2＋释放到膜外
活动六：阅读课本 P88，总结ATP为主动运输供能的原理机制
ATP水解
磷酸+能量
ADP
①
②
③
⑥
④
结合
⑤
磷酸化
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。
1、ATP为主动运输供能的机制
三、ATP的利用
阅读课本 P89，总结两种反应之间的差别。
吸能反应
需要 能量。
吸收
一般与ATP的 反应相联系，由 ATP 提供能量。
如物质的合成、肌肉收缩
能够 能量。
一般与ATP的 反应相联系，释放的能量储存在ATP中（特殊的化学键里面），为吸能反应直接供能。
如葡萄糖的氧化分解
释放
2、吸能反应与放能反应
放能反应
水解
水解
合成
三、ATP的利用
动态平衡
水解酶
合成酶
合成
水解
核糖
腺嘌呤
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
磷酸
核糖
腺嘌呤
磷酸
磷酸
能量
能量
光合作用
呼吸作用
各项生命活动
ATP与ADP相互转化模型
二、ATP与ADP可以相互转化
放能反应
吸能反应
勇于质疑！
有其他的直接能源物质吗？
资料4：如果将ATP中的碱基A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子组成dNTP家族，均为高能化合物。
结论：
除了ATP外，鸟苷三磷酸（GTP）、尿苷三磷酸（UTP）和胞苷三磷酸（CTP）也可以作为直接能源物质。
2、ATP与ADP的转化关系如图，其中①和②为反应过程，③表示某化学键，下列叙述正确的是（ ）
A．过程①是合成反应
B．过程②的能量来源可以不同
C．过程①和②需要的是同一种酶
D．细胞内所有的吸能反应均由ATP供能
课堂小测
美在课堂P116 “跟踪训练1”
B
3、腺苷三磷酸二钠片或注射液主要用于心功能不全、进行性肌萎缩、脑出血等后遗症的辅助治疗。其药理是腺苷三磷酸作为一种辅酶不仅能改善机体代谢而且还参与体内脂肪、蛋白质、糖、核酸以及核苷酸的代谢。下列说法错误的是（ ）
A．腺苷三磷酸可通过参与载体蛋白的磷酸化过程从而改善机体代谢
B．进行性肌萎缩患者注射腺苷三磷酸溶液可明显改善运动能力
C．ATP、GTP、CTP、UTP去掉所有磷酸基团后，均为RNA的基本组成单位
D．生物体内腺苷三磷酸与腺苷二磷酸的相互转化体现了生物界的统一性
课堂小测
美在课堂P118 “核心价值2”
C
4、离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（ ）
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
课堂小测
教材P89 “概念检测4”
C

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