5.2 细胞的能量“货币”ATP-2024-2025学年高一生物同步教学课件（人教版2019必修1）

5.2 细胞的能量“货币”ATP 第5章 细胞的能量供应和利用 1.ATP是一种高能磷酸化合物 2.ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用 学习目标 课本 86 问题探讨 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。 1.萤虫发光的生物学意义是什么？ 传递求偶信号 2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 3.萤火虫发光过程有能量的转换吗？ 腹部后端细胞内有荧光素 有，化学能转变为光能。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 【思考】 课本 86、89 问题探讨 能量 荧光素酶 O2 荧光素 激活的荧光素 荧光 氧化荧光素 发出 ·除能量外，如果要在体外环境模拟萤火虫的发光，我们必须要在试管中加什么呢？ （荧光素和荧光素酶） 细胞中主要能源物质？ 细胞中良好的储能物质？ 糖类 脂肪 ·哪种物质为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量呢？ 课本 86、89 问题探讨 6 每支试管加入等量的荧光素和荧光素酶，再分别加入以下的物质，探究是哪种物质为激活荧光素提供能量？ 1 2 3 4 5 蒸馏水 2ml 葡萄糖溶液2ml 蛋白质2ml 植物油 2ml 氨基酸 2ml ATP注射液2ml 课本 86、89 问题探讨 ATP注射液 2ml 蒸馏水 2ml 葡萄糖溶液2ml 蛋白质 2ml 植物油 2ml 氨基酸 2ml 只有6号试管发出荧光 实验结论：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 课本 86 ATP (1)ATP的中文全称： 。 (2)结构简式： 。 腺苷三磷酸 A—P~P~P A–P～P～P 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 普通化学键 特殊的化学键 磷酸基团 1分子ATP(腺苷三磷酸)组成： 1分子腺苷(1腺嘌呤+1核糖)+3分子磷酸基团 腺苷（A） 3个 磷酸基团 (3)元素组成：C H O N P 课本 86 ATP 腺嘌呤 核糖 P P ~ P ~ 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 （组成RNA的基本单位之一） 腺苷二磷酸 （ADP） 腺苷三磷酸 （ATP）A- P~P~P 腺苷一磷酸 （AMP） 课本 86 ATP是一种高能磷酸化合物 由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而互相排斥等原因，使得这种特殊的化学键 ，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。 ATP水解酶 ADP(腺苷二磷酸) P P ATP(腺苷三磷酸) P P P α 位 β位 γ位 不稳定 磷酸 P 同时释放出能量 ATP水解的过程就是 的过程，1molATP水解时释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种________________。 释放能量 高能磷酸化合物 (4)结构特点： 课本 88 ATP的利用：例如ATP为主动运输提供能量 1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被 了。 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，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的 。 3. 载体蛋白磷酸化导致其空间结构 ，使 Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 载体蛋白(ATP水解酶)被激活 载体蛋白磷酸化 载体蛋白空间结构改变，完成运输 激活 磷酸化 发生变化 (1)ATP是细胞内主要的能源物质(　　) (2)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成(　　) (3)ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能(　　) 能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是（ ） A. A-P-P~P B. A-P~P~P C. A~P~P-P D. A~P~P~P B × × 主要能源物质是糖类，ATP是直接能源物质 腺苷（腺嘌呤+核糖） × × 2 × 大本 79 B 2.(2024·广东佛山高一质检)下列关于ATP分子的叙述，正确的是(　　) A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团 B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素 C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂 D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似 课本 87 ATP和ADP可以相互转化 ATP 消耗量大 ATP 含量很少 矛盾 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 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。 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。 2 3 【结论】ATP在细胞内的含量及其生成速率： ATP含量少，但是ATP和ADP的相互转化快 ATP合成和水解速度非常__ 【资料分析】 快 课本 89 ATP和ADP可以相互转化 ADP＋Pi＋能量 ATP ATP水解酶 ATP合成酶 ATP ADP＋Pi＋能量 ATP的水解 ATP的合成 ATP ADP 光能 有机物中的化学能 光合作用 细胞呼吸 (呼吸作用) 用于各项生命活动 主动运输 发光、发电 肌肉收缩 大脑思考 物质合成等 课本 89 ATP和ADP可以相互转化 ATP合成的能量来源：光能、有机物中的化学能 课本 89 ATP和ADP可以相互转化 ATP与ADP之间的相互转化不是可逆反应，因为催化反应的酶种类不同、能量的来源也不同，物质是可逆(循环利用)的，但能量不可逆(不可循环利用)。 这是一个可逆反应吗？ ATP 酶2 酶1 ADP +Pi +能量 ATP水解酶 ATP合成酶 课本 89 ATP和ADP可以相互转化 细胞内的化学反应可以分成两种： 吸能反应：需要吸收能量的，与____________相联系，如蛋白质的合成等 放能反应：会释放能量，与____________相联系，如葡萄糖的氧化分解等 ATP的水解 ATP的合成 直接为各项生命活动提供能量 光合作用 呼吸作用 放能反应 吸能反应 ATP合成 ATP水解 课本 89 课后习题 1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间 关系的结构简式是 （ ） A. A-P-P~P B. A-P~P~P C. A~P~P-P D. A~P~P~P 2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（ ） A.脂肪酸 B.氨基酸 C.腺苷二磷酸 D.腺苷三磷酸 B D 3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于ATP的叙述，错误的是 （ ） A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布 B.ATP合成所需的能量由磷酸提供 C.ATP可以水解为ADP和磷酸 D.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定 B ATP合成所需的能量可以来自光能(光合作用)，还可以来自有机物中稳定的化学能(呼吸作用)，但不能由磷酸提供 课本 89 课后习题 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 . C 1.ATP与ADP相互转化过程的比较 大本 80 大本 80 2.生物体内的能源物质总结 (1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。 (2)主要能源物质：______。 (3)储能物质：_____(良好的、共有的)、_____(植物细胞)、_____(动物细胞)。 (4)主要储能物质：_____。 (5)直接能源物质：_____。 (6)最终能量来源：太阳能。 糖类 脂肪 淀粉 糖原 脂肪 ATP 但并非唯一，还有GTP、CTP、UTP 大本 79 × [辨正误] (1)细胞内储存有大量的ATP，为生命活动提供能量。( ) 提示：细胞中ATP含量很少，不能大量储存，但是ATP和ADP的转化速率快。 (2)ATP水解时，两个特殊的化学键都断裂，生成ADP和Pi。( ) 提示：ATP水解时，远离腺苷末端的特殊的化学键断裂，生成ADP和Pi。 (3)细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。( ) 提示：还有GTP、CTP等。 (4)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解。( ) 提示：吸能反应伴随着ATP的水解，放能反应伴随着ATP的合成。 (5)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化。( ) 提示：载体蛋白磷酸化伴随着空间结构的变化。 × × × × $$