5.2细胞的能量“货币”ATP课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第2节 细胞的能量“货币”ATP 第五章 细胞的能量供应和利用 本节聚焦 1.为什么说ATP是细胞的能量“货币”？ 2.ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？ 3.细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？ 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2.萤火虫的尾部有特殊的物质吗？ 发光的原理是什么？ 3.萤火虫发光的过程中需要能量吗？ 细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 问题探讨 传递信息、繁衍后代 荧光素 能量 激活的 荧光素 荧光素酶 氧气 氧化的 荧光素 发出 荧光 讨论： 糖类 脂肪 ATP 直接为萤火虫发光提供能量的的物质是什么？ 2 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： 实验过程： 自变量： 因变量： 无关变量： 添加的物质（葡萄糖/脂肪/ATP） 实验变量分析： 是否发光 温度等 探究萤火虫发光的直接供能物质 15min荧光消失 实验结论： ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 【任务一】阅读教材P86内容，结合旁栏信息，思考回答： 1、ATP由几种化合物组成？ A、T、P的含义分别是？ ATP的中文名称？ 2、组成元素有哪些？ 3、ATP的结构简式？ 简式中的各符号分别代表的含义？ 4、ATP为什么不稳定？ 5、为什么说ATP是高能磷酸化合物？ 一、ATP是一种高能磷酸化合物 普通磷酸键 腺苷(A) 腺苷一磷酸(AMP) 腺苷二磷酸(ADP) 腺苷三磷酸(ATP) 特殊化学键 腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1、中文名称： 3、结构简式： 2、元素组成： 腺苷三磷酸 【腺苷(A)=腺嘌呤+核糖】 C、H、O、N、P A—P～P～P 腺嘌呤核糖核苷酸； RNA的基本组成单位之一 拓展：各种”A“的辨析 ①____________________ ②______________ ③_______________ ④__________________ ⑤________________ 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 A—P~P~P 这种化学键不稳定 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。 与其他分子结合， 使其发生相应的变化 一、ATP是一种高能磷酸化合物 4、结构特点： 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 ATP ADP + Pi + 能量 酶 具有较高转移势能 参与Ca2+ 主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+ 与其相应位点结合时，其酶活性就被激活。 在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外。 1 2 3 一、ATP是一种高能磷酸化合物 5、ATP的功能原理（以ATP为主动运输供能为例） 一、ATP是一种高能磷酸化合物 5、ATP的功能原理（以ATP为主动运输供能为例） 9 ATP消耗量大 ATP含量很少 矛盾 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；运动员在进行马拉松赛跑时，2个小时会消耗60kg的ATP，相当于一个成年人的体重。 1 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 资料分析 人体每个细胞每秒钟约有1000万个ATP被水解成ADP，且同时可将ADP合成等量的ATP。 3 ATP和ADP在 迅速地相互转换 10 【任务二】阅读教材P87内容及ATP与ADP相互转化的模式图， 思考完成以下问题： 1、尝试写出ATP水解与合成的反应式， 这两个过程是可逆反应吗？为什么？ 2、ATP水解时，能量的去路是？ 3、ATP合成时，能量的来源是？ 二、ATP与ADP可以相互转化 二、ATP与ADP可以相互转化 ATP ADP 时刻不停，动态平衡 来源： ①有机物中的化学能 （呼吸作用:动植物等） ②光能 （主要通过绿色植物的光合作用） 去路： 用于各项 生命活动 物质可逆，能量不可逆 放能反应 吸能反应 （如物质合成、肌肉收缩、 主动运输等） 糖类等有机物中的化学能 ATP中的化学能 直接用于各种生命活动 商品生产 商品消费 货 币 (1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。 (2)主要能源物质：糖类。 (3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。 (4)良好储能物质：脂肪。 (5)直接能源物质：ATP。 (6)最终能量来源：太阳能。 “不动产” “定期存款” “活期存款” “现金” 生物体内的能源物质总结 SZ-LWH 【资料】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。 除ATP外，还有其他直接能源物质吗？ 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。 SZ-LWH 课堂小结 22:18 2．(等级考)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是(　　) ①ATP中远离腺苷的磷酸基团容易水解　 ②32P标记的ATP是新合成的　 ③ATP是细胞内的直接能源物质　 ④该过程中ATP既有合成又有分解 A．①②③④　　　B．①②④ C．①②③ D．②③④ 答案：B 3．(等级考)ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是(　　) A．在主动运输过程中，乙的含量会明显增加 B．丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一 C．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成 D．甲→乙和乙→丙过程中，起催化作用的酶空间结构相同 答案：C 4．(等级考)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中远离A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 答案：D 一、概念检测 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 3.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 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 B D B C 练习与应用 二、拓展应用 1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。 提示：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量,是吸能反应,这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。 如葡萄糖的氧化分解能够释放能量,是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,还用于ADP转化为ATP的反应,储存在ATP中。 2.同样是能源物质，AIP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。 3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性？这对你理解生物的进化有什么启示？ ①ATP分子中含有的化学能比较少,一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约是一分子葡萄糖的1/94; ②ATP分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。 提示：植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP,这可以从一个侧面说明生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同起源。 Lavf58.30.100 $$