人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP教案配套课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP教案配套课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了磷酸基团，HONP，A-P～P～P，腺嘌呤，高能磷酸化合物，直接能源，ATP，细胞呼吸，合成ATP，新知三ATP的利用等内容，欢迎下载使用。
新知一　ATP是一种高能磷酸化合物
末端 磷酸基团
新知二　ATP与ADP可以相互转化
3.转化关系式及过程比较。 ATP ADP+Pi+能量
4.ATP和ADP的相互转化有什么意义?提示:是各种生物的能量供应机制。
观察教材中关于ATP利用的相关内容,举例说明生物体各项生命活动都需要消耗ATP。 1.实例。
2.ATP供能的机理。 结合ATP为主动运输供能示意图,解释ATP为生命活动供能的机理。 (1)ATP为主动运输供能的机理。
3.ATP是细胞内流通的能量“货币”。 阅读教材中关于细胞内的吸能反应和放能反应的内容,认同ATP是细胞内流通的能量“货币”。
1.ATP的结构。 下图为ATP的结构,请回答下列问题。
探究一　ATP是一种高能磷酸化合物
(1)写出图中①②③④代表的物质。 ① ,②_____,③_____,④____。  (2)1分子ATP完全水解,可得到哪些成分? 提示:1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸。 (3)ATP中的“A” “T”与组成DNA分子的“A”“T”含义是否相同? 提示:不相同。ATP中的“A”指的是腺苷,包括腺嘌呤和核糖,“T”指的是3个;组成DNA分子的“A”指的是腺嘌呤,“T”指的是胸腺嘧啶。
2.ATP结构中的数量关系。 根据ATP中腺苷、磷酸基团的数量关系,分析30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP。 提示:每个ATP中含1个腺苷、3个磷酸基团,故30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成20个ATP。
生命观念——结构与功能观ATP作为生物体内的直接能源物质,是由其分子结构决定的:(1)分子很不稳定,易形成ADP(腺苷二磷酸)和游离Pi(磷酸),同时释放出能量。(2)ATP是一种高能磷酸化合物,1 ml ATP水解释放的能量高达30.54 kJ。(3)ATP和ADP可以快速相互转化。因此,ATP能够及时而持续地满足细胞对能量的需求,成为良好的能量代谢中介。
【例1】下图为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.该分子中有两个特殊的化学键D.该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸答案:B
【例2】下图中ATP(甲)是生命活动的直接能源物质,下列叙述正确的是(　　)
A.在主动运输过程中,乙的含量会显著增加B.甲→乙和乙→甲过程,起催化作用的酶空间结构相同C.丙中含特殊化学键,是RNA的基本组成单位之一D.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成
解析:主动运输消耗ATP(能量),但对细胞的正常生活来说,ATP和ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,因此乙的含量保持相对稳定,A项错误;酶具有专一性,因此甲→乙和乙→甲两个过程,起催化作用的酶的空间结构不同,B项错误;丙中不含特殊的化学键,C项错误;丁由腺嘌呤和核糖组成,戊为磷酸,可用于甲(ATP)的合成,D项正确。答案:D
【方法规律】 ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析
(1)ATP结构中的A为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成。 (2)DNA结构中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。 (3)RNA结构中的A为腺嘌呤核糖核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。 (4)核苷酸结构中的A为腺嘌呤。 可见,它们的共同点是都含有腺嘌呤。
下图为ATP与ADP的相互转化图解。
(1)写出ATP和ADP相互转化的反应式。
提示:ATP ADP+Pi+能量
探究二　ATP与ADP可以相互转化
(2)分析ATP和ADP的相互转化是否为可逆反应。 ①酶的类型:酶1为__________;酶2为_________。  ②能量1的来源(填写上图中a、b代表的生理过程)。 a_______________ 来源 b____________________ 能量2的去向:____________________。 
(3)生理意义。 经测定,一个成年人静止状态下24 h将有40 kg的ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP等的总量仅2~10 mg。为满足能量的需要,生物体是怎样解决这一矛盾的? 提示:虽然ATP在生物体内的含量非常少,但是生物体内ATP与ADP的相互转化是十分迅速的,且物质可以循环利用,因此可以满足生物体生命活动对能量的需求。 (4)ATP和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。这能说明什么问题? 提示:体现了生物界的统一性。
【例3】下列关于人体中ATP—ADP循环示意图的叙述,正确的是(　　)
A.反应①消耗水,反应②合成水B.能量2可来自糖类的氧化分解C.能量1可以用于氨基酸进入细胞D.能量2可用于乳酸在人体肝处再生成葡萄糖
解析:据图分析反应①是ATP的合成,该过程产生水,反应②是ATP的水解,需要消耗水,A项错误;能量2为ATP水解释放的能量,B项错误;能量1只能用于ATP的合成,C项错误;乳酸转变为葡萄糖要消耗能量,需要ATP水解释放能量,故能量2可用于乳酸在人体肝处再生成葡萄糖,D项正确。答案:D
【例4】下图为生物体内ATP和ADP相互转化的示意图,对这一过程的叙述,错误的是(　　)
A.该图表示ATP和ADP的物质和能量的转变都是可逆的B.生物体内的该过程能保证生命活动顺利进行C.该过程能持续不断地在生物活细胞中进行D.该图表示生物体内存在着能量的释放和储存过程
解析:ATP与ADP的相互转化过程中,物质的转变可逆,能量不可逆,A项错误。答案:A【母题延伸】图示中,反应向左进行时,能量来源是什么?产物除了ATP还有什么?提示:能量来源是光能或有机物中的化学能。产物还有水。
阅读如下资料,思考相关问题。 资料1:萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。 资料2:胰岛B细胞内K+浓度为细胞外的28倍,细胞外Ca2+浓度为细胞内的15 000倍。当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞引起一系列生理反应,如下图所示。细胞内ATP浓度增加,导致ATP敏感的K+通道关闭,K+外流受阻,进而触发Ca2+大量内流,最终导致胰岛素分泌。
(1)资料1中,萤火虫发光是吸能反应还是放能反应? 提示:吸能反应。 (2)资料1中,在萤火虫发光的现象中,ATP的具体作用是什么?该过程中能量的形式发生了怎样的转化? 提示:为荧光素提供能量,激活荧光素。ATP中活跃的化学能→光能。
(3)资料2中,胰岛B细胞运输K+和Ca2+的方式是　 。该运输方式是　　 反应。 (4)资料2中,当ATP升高时,ATP与ATP敏感的K+通道上某特定位点结合,引起该通道关闭并触发Ca2+通道打开,此过程说明ATP的作用是　 ,该特定位点的主要组成成分是　　　。
【例5】下列是细胞内的化学反应,其中需要消耗ATP的有(　　)①细胞通过主动运输吸收K+　②肌肉收缩　③蛋白质的分泌　④萤火虫发光　⑤大脑思考　⑥蔗糖的合成　⑦植物细胞的质壁分离和复原过程A.①②③④⑤⑥⑦　　　　B.①②④⑤⑥C.①②③④⑤⑥ D.①②④⑤⑦答案:C
【例6】(2022·广东深圳)ATP可将蛋白质磷酸化,磷酸化的蛋白质会改变形状做功,从而推动细胞内系列反应的进行,其机理如下图所示。下列分析错误的是(　　)A.磷酸化或去磷酸化可能改变蛋白质的空间结构B.磷酸化的蛋白质做功,失去的能量用于合成ATPC.主动运输过程中载体蛋白中的分子势能先增加后减少D.ATP水解时脱离的磷酸基团若未转移给其他分子,则形成游离磷酸
解析:由题图可知,磷酸化或去磷酸化可能改变蛋白质的空间结构,A项正确;磷酸化的蛋白质做功,失去的能量用于各种生命活动,B项错误;主动运输是消耗能量的过程,因此载体蛋白中的分子势能先增加后减少,C项正确;ATP水解时脱离的磷酸基团若未转移给其他分子,则形成游离磷酸,D项正确。答案:B
【情境迁移】 智能生物药物成为治疗癌症等难以攻克的疾病的首选,其中ATP控制的药物递送系统通常用靶向ATP的适体作为“生物闸门”来实现药物的按需快速释放。近年来,一系列的材料已经证明,在细胞内高含量ATP条件下可以释放治疗药物。 (1)文中“一系列的材料”可以是蛋白质纳米管,可用来包裹、保护药物,根据ATP、蛋白质的结构和功能推测ATP在药物释放中所起的作用。 提示:ATP水解释放的能量可使蛋白质纳米管结构发生改变,从而释放药物。 (2)ATP控制的药物递送系统是否实现了药物的定向运输? 提示:没有,只是实现了药物的按需释放。