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

课前背诵 1、酶的特性？高效性、专一性的含义及其意义？ 2、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中，能否用碘液检测？ 3、探究温度对酶活性的影响，能否用过氧化氢作为实验材料？ 4、选用淀粉酶来探究温度对酶活性的影响实验中，①能否用斐林试剂检测？②能够先将淀粉酶和淀粉混合后，再在设定温度下保温？ 5、探究pH对酶活性的影响，能否用淀粉作为实验材料？ 课前准备：准备越充分，学习越高效 是什么生物在闪闪发光，点亮了这片夜空？ 是谁在闪闪发光，点亮了这片夜空？ 2 问题探讨 讨论： 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。 腹部后端细胞内有荧光素和荧光素酶。 化学能转变为光能。 【相关资料】萤火虫的发光原理（P89) 【问题】细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 荧光素 能量 激活的 荧光素 荧光素酶 氧气 氧化 荧光素 发出 荧光 ？ 细胞生命活动所需要的主要能源物质—— 细胞良好的储能物质—— 葡萄糖 脂肪 化学能 → 光能 细胞中的糖类、脂肪等有机物储存着化学能，但直接给细胞生命活动提供能量的有机物——ATP 功能：ATP是驱动生命活动的直接能源物质。 萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 4 学习目标 通过阅读课本P86内容，简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式 通过阅读课本P86-87内容，简述ATP与ADP之间的转化机制及意义 通过阅读课本P88-89内容，列举ATP在生命活动中的利用 理解吸能反应、放能反应，从而解释ATP是细胞的能量“货币” 5.2 细胞的能量“货币”ATP 腺苷（A） 3.组成成分： 彻底水解产物 A－P～P～P A: P: ～: —: 腺苷（由腺嘌呤和核糖结合而成） 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键 2.组成元素： 1分子腺嘌呤 1分子核糖 3分子磷酸基团 4.结构简式： C、H、O、N、P ~ ~ 1.ATP的中文名： 腺苷三磷酸 一、ATP的结构 思考：ATP中的“A”、“T”和组成DNA中的 “A”、“T”含义相同吗？ ATP中的A为腺苷，T为“三”,P为“磷酸基团”， 组成DNA中A为腺嘌呤，T为胸腺嘧啶 腺嘌呤核糖核苷简称腺苷 三磷酸指的是三个磷酸基团，那腺苷代表什么 6 AMP（腺苷一磷酸） ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） ~ ~ 注：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。 从电荷角度看，ATP分子具有什么特点？ ②末端磷酸基团具有较高的转移势能 ①特殊化学键不稳定 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ ③ATP是一种高能磷酸化合物 一、ATP的结构 思考：ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？[ ATP脱掉两个磷酸基团即为腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一 腺嘌呤核糖核苷简称腺苷 三磷酸指的是三个磷酸基团，那腺苷代表什么 7 P P P ～ ～ 水解 ATP水解酶 能量 Pi P P ～ 合成 ATP合成酶 能量 Pi ATP 酶2 酶1 ADP +Pi +能量 二、ATP与ADP可以相互转化 【问题】ATP、ADP的相互转化过程是可逆的吗？ 8 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 特点 1、ATP在细胞中含量很少，但ATP和ADP相互转化十分迅速，且处于动态平衡之中，从而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求； 2、这种能量供应机制在所有生物的细胞中都是一样的，这体现了生物界具有统一性。 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 绿色植物： 光能（光合作用）化学能（呼吸作用） 动物、人、细菌、真菌等：化学能（呼吸作用） 用于各项生命活动 储存于特殊化学键中 结论 ：物质可逆，能量不可逆，催化的酶、反应场所不同，因此不是可逆反应。 酶 酶 二、ATP与ADP可以相互转化 9 大脑思考 生物发光 肌肉收缩 物质合成 主动运输 ATP水解释放的能量是如何用于这些生命活动的呢？ 三、ATP的利用 绝大多数需要能量的生命活动需要ATP直接供能的 ATP→电能 ATP→机械能 ATP→光能 ATP→化学能 ATP→渗透能 那ATP水解释放的能量都有哪些用途呢？可以说细胞中绝大多数的吸能反应都是由ATP来直接供能的。比如，此刻同学的大脑思考，握笔写字时的肌肉收缩，还有前面提到的萤火虫发光，细胞中物质的合成以及主动运输等等。 ATP为主动运输供能的过程 我们以钙离子的主动运输过程为例，向大家展示ATP的供能方式。 与 结合，激活其酶活性 携转移势能与载体结合 载体蛋白空间结构改变 ATP ATP水解 Ca2＋释放到膜外 载体蛋白磷酸化 ①运输 ②催化：作为ATP水解酶 载体蛋白 Pi 三、ATP的利用 开火车 12 四、放能反应和吸能反应与ATP的合成、水解的关系 反应需要放能 反应需要吸能 吸能反应一般与 相联系 放能反应一般与 相联系 吸能反应 放能反应 蛋白质的合成 葡萄糖的氧化分解释放能量 ATP 合成 水解放能 ATP的水解 ATP的合成 能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应中流通，所以把ATP比喻为细胞的能量“货币”。 如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中，那么…… 发荧光的烟草苗 萤火虫的发光原理 五、科学前沿 荧光素 ATP 激活的 荧光素 荧光素酶 氧气 氧化 荧光素 发出 荧光 我们再回到这节课开头说到的萤火虫发光现象，现在我们已经知道萤火虫发光需要荧光素、荧光素酶并需要ATP为之供能。科学家从萤火虫发光现象产生了灵感，他们想如果将萤火虫的发光基因转入道路两旁的树中，会出现什么现象呢？相信同学都已经想到了，如果这样的话夜晚它们就可以被当做路灯照明了， 这种方式不需要耗电，节约能源，还环保，完胜目前传统的街道照明系统。那科学家的设想成功了吗？这是科学家培育的转入萤火虫荧光素酶基因的烟草苗，科学家还培育出了发光的棉花等等。关于这方面的研究进展，如果大家有兴趣可以课后查找资料，也希望将来我们有更多的同学可以加入到生物学的研究中，为我们的生活更加美好贡献自己的力量。 课外拓展 【问题】还有其他的直接能源物质吗? 其他直接能源物质： GTP、CTP、UTP dATP、dGTP、dCTP、dTTP 如果将ATP中碱基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。 15 ATP 全称：腺苷三磷酸 结构简式： A—P～P～P 合成ATP的能量来源： ATP与ADP相互转化: ATP的利用：用于各项生命活动 光合作用 呼吸作用 ATP ADP+Pi+能量 酶1 酶2 总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“货币”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。 水解酶 合成酶 Lavf58.30.100 $