5.2 细胞的能量“货币”ATP（教学课件）-2024-2025学年高一生物上学期同步优质教学课件（人教版2019必修1）

第2节 细胞的能量“货币”ATP 高中生物学 第五章 细胞的能量供应和利用 人教版 2019 目录 课堂小结 04 课堂练习 情境导入 02 03 素养目标 01 05 探究新知 一、ATP是一种高能磷酸化合物 二、ATP与ADP可以相互转化 三、ATP的利用 四、ATP是细胞内流通的能量货币 学习目标 核心素养 1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。（重点） 2.熟记ATP和ADP相互转化的过程。（重点） 3.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”。(难点） 1.能运用结构与功能相适应的观点，分析ATP分子的化学组成及结构特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 （生命观念、科学思维） 2.通过模型建构分析ATP与ADP相互转化的机制。（科学探究、科学思维） 3.从物质和能量角度，举例说明ATP在生活中的应用。（科学思维、社会责任) 素养目标 情境导入 思考 2.发光过程的能量直接来源于什么物质？ ATP的生理功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 1.萤火虫发光的过程需要能量吗？ 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 + H2O 荧光 素酶 （发出荧光） ATP——细胞的能量“货币” 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 一、ATP是一种高能磷酸化合物 ATP的结构 ①中文名称： 1 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) ④ATP结构简式： 。 P : 一、ATP是一种高能磷酸化合物 ATP的结构特点 2 A—P～P～P 腺苷（腺嘌呤＋核糖） 腺苷 特殊化学键 特殊化学键 磷酸基团 磷酸基团 普通化学键 普通化学键 高能磷酸 A : —： ～： A—P～P～P 注意：ATP是一种物质，而不是能量。 ATP中远离腺苷的特殊化学键更容易断裂，1molATP水解释放能量高达30.54。 两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得特殊化学键不稳定，容易断裂,末端的磷酸基团具有较高的转移势能。 ATP是一种 化合物。 化合物 结构简式 “A”含义 共同点 ATP DNA RNA 核苷酸 腺苷 (由腺嘌呤和核糖组成) 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤 ATP很不稳定，当末端磷酸基团脱落后剩下的结构是什么呢？ 一、ATP是一种高能磷酸化合物 不同化合物中“A”的辨析： 7 能量 A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) Pi 水 解 酶 合 成 酶 二、ATP与ADP可以相互转化 能量 Pi ATP与ADP的相互转化有什么特点？ ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 ATP水解和ATP合成的反应式: ATP消耗量大 ATP含量很少 矛盾 1.研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。 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。 ATP合成和水解都非常迅速 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。 二、ATP与ADP可以相互转化 资料分析 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有细胞内都是一样的。体现生物 界的统一性。 ①ATP、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： ATP与ADP转化特点 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 ADP转化成ATP的过程，所需要的能量从哪里来呢？ 产生ATP的场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体 二、ATP与ADP可以相互转化 ATP水解的能量去哪里呢？ 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。 三、ATP的利用 三、ATP的利用 ATP的利用——以主动运输为例 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 描述Ca2＋主动运输载体是如何利用ATP的? 三、ATP的利用 ATP的利用——以主动运输为例 ①吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。(如蛋白质的_____） ②放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中,如葡萄糖的氧化分解 ③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。 合成 ATP 吸能 放能 水解 合成 细胞内的化学反应可分成 反应和 反应两大类。 放能反应 吸能反应 四、ATP是细胞内流通的能量货币 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 水解酶 合成酶 活细胞多种场所 线粒体、叶绿体、细胞质基质等 特殊化学键 有机物中的化学能、光能 用于各项生命活动 储存于特殊化学键中 结论 ：不属于可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所、酶也不同 四、ATP是细胞内流通的能量货币 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？ 2.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。 1.20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。 四、ATP是细胞内流通的能量货币 拓展 课堂小结 　　 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 C ATP分子中②处的断裂与形成是其与ADP相互转化的基础。 课堂练习 2. 细胞内ATP合成与分解的过程如图所示。下列分析不正确的是（　　） A. 过程①需要的能量只能来源于细胞呼吸 B. 过程②释放的能量可用于吸收营养物质 C. 过程①中的磷酸基团会使蛋白质分子磷酸化 D. 过程①②的转化机制是生物界普遍存在的 过程①是ATP的合成过程，需要的能量可来源于光合作用和呼吸作用。 A 课堂练习 谢谢您的聆听 人教版 2019 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$