资源简介

(共22张PPT)
第2课时 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
苏 教 版 | 选 择 性 必 修 1
第一节 生命活动需要酶和能源物质
壹
依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。
叁
通过列举合成ATP和利用ATP的实例，阐述ATP是细胞的能量“货币”。
贰
熟记ATP和ADP相互转化的过程。
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？
4.萤火虫体内哪些物质储存着化学能？
求偶
视频：《囊萤夜读》
荧光素和荧光素酶
化学能转化为光能
糖类、脂肪、蛋白质
其中哪种物质是萤火虫发光的直接能源物质？
情 境1
中国经典成语故事
已知：
现提供：萤火虫发光器干燥后研成粉末、蒸馏水、葡萄糖，脂肪，ATP制剂等实验材料；
荧光素+ 能量 +O2 氧化荧光素
荧光素酶
（发出荧光）
【任务①】 设计实验：探究细胞生命活动的直接能源物质
主要能源物质
主要储能物质
？？？
葡萄糖、 脂肪、 ATP 三者当中，到底哪种才是直接能源物质？请同学们设计实验进行探究，写出实验思路并分析自变量、因变量和无关变量。
一、驱动细胞生命活动的直接能源物质
1.实验变量：
①自变量：
②因变量：
③无关变量：
添加的物质（葡萄糖 / 脂肪 / ATP）
是否发光
温度……
发光器粉末加入试管暗处理一段时间，直至不发光
加试剂
黑暗条件下观察
ATP是驱动细胞活动的直接能源物质！
2.实验过程：
3.实验结论：
【任务①】 设计实验：探究细胞生命活动的直接能源物质
三磷酸腺苷二钠，为细胞代谢改善药（为细胞提供能量），常用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全、心肌疾患及肝炎等辅助治疗的作用。
结构与功能相适应，ATP有着什么样的结构与之相适应呢？
情 境2
ATP 制剂
②化学组成：
C、H、O、N、P
腺苷三磷酸
腺嘌呤
核糖
三个磷酸基团
二、ATP分子的结构
①中文名称：
③组成元素：
1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团
腺苷(A)
~
~
模型图
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
ATP（腺苷三磷酸）
RNA基本单位之一。
(腺嘌呤核糖核苷酸)
1. ATP的结构
④ATP结构简式： 。
P :
A—P～P～P
腺苷（腺嘌呤＋核糖）
腺苷
磷酐键
磷酐键
磷酸基团
磷酸基团
普通化学键
普通化学键
A :
—：
～：
A—P～P～P
T :
代表三
【任务②】 阅读以下资料，回答问题：
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。之后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团。结果只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。
1.从上述资料看，ATP中哪个化学键最不稳定？
末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。
其他分子
P
腺嘌呤
核糖
P
P
~
~
能量
ATP
ADP
（腺苷二磷酸）
ATP水解酶
最不稳定
资料1：用α、β 和 γ 表示 ATP 上三个磷酸基团所处的位置，即： A－Pα ～ Pβ ～ Pγ
2.当ADP继续失去一个磷酸时，形成什么？（联系之前所学内容）
腺嘌呤核糖核苷酸
3.ATP水解的过程就是 的过程，1molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ,所以说 。
释放能量
ATP是一种高能磷酸化合物
2.ATP的结构特点
化合物 结构简式
ATP
DNA
RNA
核苷酸
②腺苷
(由腺嘌呤和核糖组成)
③腺嘌呤脱氧核苷酸
④腺嘌呤核糖核苷酸
①腺嘌呤
连线活动----不同化合物中“A”的含义：
“A”含义
在这个过程中，ATP是通过基团转移，而不是简单的水解提供能量，ATP转移的基团是一个磷酰基（-PO32-）而不是磷酸基（-OPO32-）。
~
腺嘌呤
核糖
P
P
ADP（腺苷二磷酸）
Pi（HPO42-）
~
P
磷酐键
能量
三、ATP分子的供能机理
ATP
水解酶
ADP +Pi+能量
注意：
ATP消耗量大
ATP含量很少
矛盾
1.在人的肌细胞中，ATP提供的能量只能维持不到1s 的激烈运动。
2.一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。人体中ATP的总量却只有大约50.7g。
ATP合成和水解都非常迅速
3.氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会死亡。
资料2分析
ATP、ADP在细胞内含量少，但转化迅速，时刻不停地发生并处于动态平衡中。
ATP与ADP转化特点：
四、ATP与ADP相互转化
能量
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
Pi
水
解
酶
合
成
酶
能量
Pi
ADP转化成ATP时所需能量主要来自哪里？
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi
+能量
ATP水解和ATP合成的反应式:
动物、人、真菌和大多数的细菌等
绿色植物
能 量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
ATP合成酶
糖类、脂肪等有机物氧化分解
产生ATP的场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体
ATP水解的能量去哪里呢？
放能反应
（释放的能量储存在ATP中）
用于主动运输
用于肌肉收缩
用于生物发电
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
用于物质合成
用于大脑思考
用于生物发光
细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
五、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呢？
观看视频，了解Ca2+主动运输过程。
Ca2+与载体蛋白结合
载体蛋白的酶活性被激活
催化ATP水解
Pi挟能量与载体蛋白结合导致其磷酸化
载体蛋白空间结构改变
Ca2+释放到膜外
思考：ATP水解释放的能量如何用于上述活动的呢？——以主动运输为例
ATP
ADP
水解
合成
细胞的 吸能反应（各项生命活动）
细胞的 放能反应
能量
能量
ATP是细胞内流通的能量“货币”！
葡萄糖、脂肪等含有能量多不能被直接利用
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。
ATP在吸能反应和放能反应之间流通，是细胞内流通的能量“货币”，满足细胞各项生命活动对能量的需求。
含有能量相对少能被直接利用
反 应 ATP ADP + Pi +能量 ADP + Pi +能量 ATP
反应类型
酶的类型
场　　所
能量来源
能量去向
酶1
酶2
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
活细胞多种场所
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
末端磷酰基转移
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
合成ATP
结论 ：不属于可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所、酶也不同
ATP与ADP互相转化的总结
1.ATP只能作为能源物质吗？
2.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。
资料3：20世纪50年代，研究者发现ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。
ATP是一种能源物质，也是能在细胞间传递信息的信号分子。
结论：
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，也可以直接供能。
勇于质疑
知识拓展
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP的结构：A-P~P~P
ATP的功能：直接能源物质
ATP与ADP相互转化:
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi
+能量
c
1. 如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是（　　）
A. ATP中含有C、H、O、N、P五种元素
B. 图中虚线框中部分代表腺苷
C. ATP分子中①处断裂后形成了ADP
D. ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动
D
2. ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构简式为A—P～P～P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，下图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是（　　）
A. ATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的一种基本单位
B. 参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶
C. 在运输Ca2＋的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离
下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移
D. 由图可知，细胞中Ca2＋的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输，
而ATP水解总是跟放能反应有关

展开更多......

收起↑