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

5.2 细胞的能量“货币”ATP 问题探讨 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 3.萤火虫发光需要能量吗? 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。 ---杜牧 求偶 有，荧光素 需要 谁提供？ 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 荧光素酶 （发出荧光） 能源物质 ATP 主要储能物质？ 脂肪 主要能源物质？ 糖类 这三种物质谁能为萤火虫发光直接供能? 4.为荧光素氧化提供能量的物质是什么？ 用小刀取下数只萤火虫的发光器，干燥后研磨成粉末。取三等份分别装入三支试管，各加入少量水使之混合，置于暗处。 试管内有淡黄色荧光出现，约15min后荧光消失。 实验结论：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 请分析《探究萤火虫发光的直接供能物质》的实验 荧光消失 暗处 A B C D ２ｍｌ葡萄糖溶液 ２ｍｌATP溶液 ２ｍｌ脂肪溶液 ２ｍｌ蒸馏水 观察 15min 暗处 有荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 A 萤火虫的发器 阅读教材P86，思考： 1.ATP由哪些化学元素组成？ 3.如何简化ATP的结构？ 2.ATP为什么称为腺苷三磷酸腺苷？ ATP结构式 C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 腺苷(A) 磷酸 磷酸 磷酸 O- C O C C H H OH OH C C O P O P O P O- O O- O O- O N C N C C C N C N N H H H H H H H H ~ ~ 含有1个腺苷（A）和3个磷酸基团（P） ~ ~ 2个特殊的化学键 A–P～P～P 一、ATP是一种高能磷酸化合物 腺苷(A) AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)(A) ADP(腺苷二磷酸)(A) ATP(腺苷三磷酸)( A—P ～ P ～ P （1个）腺苷 3个磷酸基团 普通的化学键 2个特殊的化学键 （腺嘌呤和核糖） 总结ATP的结构 核糖 腺嘌呤 3 2 1 组成RNA的基本单位 1分子ATP彻底水解，会产生哪些成分？ 磷酸、腺嘌呤、核糖。 4.ATP中的A与碱基中的A是同一种物质吗？ 不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤＋核糖)； 在碱基中，“A”代表腺嘌呤。 最不稳定 用α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置即：A－Pα ～ Pβ ～ Pγ 现有甲、乙两组ATP溶液， 甲组：用32P标记 ATP 的β位的磷酸基团，即：A－Pα ～ Pβ ～ Pγ 乙组：用32P标记 ATP 的γ位的磷酸基团，即：A－Pα ～ Pβ ～ Pγ 然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团 实验结果：只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。 【思考】从上述资料来看，ATP中哪个化学键最不稳定？ 【资料分析】 5.为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？ 其他分子 P 腺嘌呤 核糖 P P ~ ~ 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不稳定。 能量 ATP ADP （二磷酸腺苷） 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 1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ; （水解时释放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物） 一、ATP是一种高能磷酸化合物 不稳定,易断裂,也易形成 3．去氧腺苷三磷酸(dATP)和腺苷三磷酸(ATP)的结构类似，二者在组成上的差异在于前者含有脱氧核糖，后者含有核糖。下列相关叙述错误的是(　　) A．与一个ATP分子相比，一个dATP分子少了一个氧原子 B．dATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分是DNA的基本单位之一 C．在细胞内ATP合成速率的快慢与ADP生成速率的快慢无关 D．dATP和ATP在细胞内含量少，但都可作为直接能源物质 C 大本94页 问题式预习 任务型课堂 课后素养评价 10 1.成年人体内ATP的总量约为2~10 mg，在安静状态时，肌肉内ATP的所放 能量只能维持肌肉收缩1~2 s。 2.成年人在安静的状态下一天需要消耗的ATP为40 kg，在活动的状态下 ATP的消耗可达0.5 kg/min。 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。 4.ATP与ADP互相转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的。 【思考1】从上述资料来看，ATP在细胞中有什么特点？ 含量少、 需求大 【思考2】细胞是如何解决这一矛盾的？ ATP与ADP相互转化迅速，且处于动态平衡之中 【思考3】通过以上资料，你还能得到什么信息？ 体现了生物界的统一性。 二、ATP与ADP可以相互转化 【资料分析】 阅读教材P86-87，思考： 1. 写出ATP与ADP相互转化的反应式 2.两个过程中能量的来源和去路分别是？ A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 水解酶 Pi 能量 合成酶 Pi 能量 用于各项需能生命活动 动物、人等 呼吸作用 绿色植物 光合作用 呼吸作用 3.ATP是细胞内流通的能量“货币”的由来？ （吸能反应) （放能反应) 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 二、ATP与ADP可以相互转化 ATP的水解本身属于放能反应 （与ATP水解） 放能反应一般与ATP的合成相偶联，放出的能量储存在ATP高能磷酸键中。 ATP的合成本身属于吸能反应 阅读教材P88-89，思考： 1.尝试说出利用ATP的实例？ 2.ATP如何为生命活动提供能量？ ATP的利用 主动运输 Ca2+ ATP 萤火虫发光 物质合成 肌肉收缩 大脑思考 电鳐发电 三、ATP水解能量用途（ATP的利用） （机械能） （电能） (电能) (光能) (渗透能) 葡萄糖+果糖 酶 蔗糖 (化学能) ATP的水解一般和细胞内的吸能过程相偶联。 吸能反应 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 ATP为主动运输供能示意图 三、ATP的利用 项目 ATP的水解 ATP的合成 反应式 所需酶 能量来源 能量去向 反应场所 联系 (是否可逆) 物质可逆，能量不可逆 ATP水解酶 ATP合成酶 ATP中的特殊化学键的断裂 光能（光合作用） 化学能（细胞呼吸） 用于各项需能生命活动 形成ATP的特殊化学键 生物体的需能部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ADP＋Pi＋能量 ATP 水解酶 ADP＋Pi＋能量 ATP 合成酶 【知识总结】 ATP与ADP的关系 一、概念检测 1.ATP是细胞生命活动的直接能源物质,下列关于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和ADP的比值相对稳定 B 2.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效率 D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的效率 C 微信公众号：中学生物科学，欢迎关注！ 3．下图表示的是ATP与ADP之间的转化图，可以确定（　） A．A为ATP，B为ADP B．酶1和酶2是同一种酶 C．X1和X2是同一种物质 D．能量1和能量2的来源相同 C Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $