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

问题探讨 《秋夕》 唐·杜牧 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。 新课导入 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.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 相互传递求偶信号，以便繁衍后代 萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质 能量 荧光素酶 +氧气 氧化 荧光素 荧光 荧光素 激活荧光素 发出 5.2 细胞的能量“货币”ATP 目录 01 ATP是一种高能磷酸化合物 02 ATP与ADP之间的相互转化 03 ATP的利用 观察构建的ATP模型，阅读教材 P86，小组合作讨论以下问题： 1.ATP的组成元素有哪些？ 2.ATP的中文名称是什么？ 3.ATP的结构简式是什么？A、T、P、—、～分别代表什么？ 4、ATP中的A，与DNA和RNA结构中的A有何区别？ ATP的结构 活动1 一、ATP是一种高能磷酸化合物 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 P P A P P P A P 1.ATP的结构 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 腺苷（A） 腺苷一磷酸 （AMP） 腺苷二磷酸 （ADP） 腺苷三磷酸 （ATP） 腺苷一磷酸（AMP），即腺嘌呤核糖核苷酸是构成RNA单体之一。 一、ATP是一种高能磷酸化合物 P P A P P P A P P A P ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。 负电荷 负电荷 负电荷 易断裂 思考： 1.为什么ATP能够提供能量呢？ ATP供能的机制 活动2 一、ATP是一种高能磷酸化合物 Pi 能量 P P A P P P A P P A P 负电荷 负电荷 负电荷 易断裂 思考： 1.为什么ATP能够提供能量呢？ 2.为什么ATP是一种高能磷酸化合物？ ATP供能的机制 活动2 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以ATP是一种高能磷酸化合物。 Pi 能量 ATP与ADP的相互转化 活动3 资料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。 资料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。 资料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。 ATP消耗量多。 体内ATP储量很少。 ATP合成和水解都非常迅速，ATP在水解的同时还在源源不断的的合成，ATP与ADP可以互相转化。 二、ATP与ADP可以相互转化 1.ATP的水解 P P A P Pi P A P 能量 ATP水解酶 ATP ADP 30.54kJ/mol，用于各项生命活动。 ＋H2O 写出ATP水解的反应式： ATP ADP+ Pi（磷酸）+能量 水解酶 二、ATP与ADP可以相互转化 2.ATP的合成 Pi P A P 能量 ADP ATP合成酶 ＋ ＋ P P A P ATP ＋H2O 思考：合成ATP的能量来源是什么？ 写出ATP合成的反应式： ADP+ Pi+能量 ATP 合成酶 二、ATP与ADP可以相互转化 2.ATP的合成 资料4：催化ATP合成的酶主要分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上。ADP接受细胞呼吸中有机物氧化分解释放的能量或光合作用中捕获的光能，与游离的Pi结合，重新合成ATP。 ADP + Pi + 能量 ATP 合成酶 人、动物、真菌、多数细菌等 呼吸作用 光合作用 绿色植物 二、ATP与ADP可以相互转化 呼吸作用 能量 ATP ADP Pi 光合作用 呼吸作用 用于细胞各项生命活动。 根据以上分析，请完善ATP与ADP相互转化的模型图： 3.ATP与ADP的相互转化 思考：ATP的水解与合成是可逆反应吗？ 二、ATP与ADP可以相互转化 反应 ATP水解 ATP合成 反应类型 水解反应 合成反应 酶的类型 场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等 能量来源 能量去向 3.ATP与ADP的相互转化 水解酶 合成酶 特殊化学键中的化学能 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 物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 结论： ATP ADP+Pi+能量 水解酶 合成酶 二、ATP与ADP可以相互转化 3.ATP与ADP的相互转化 ATP ADP+Pi+能量 二、ATP与ADP可以相互转化 水解酶 合成酶 ATP与ADP转化的特点： ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。 ATP的利用 活动4 阅读教材P86~87，小组合作讨论以下问题： 1.ATP水解后可以直接用于哪些生命活动？ 2.ATP可以转化为哪些形式的能量？ 3.ATP的功能机制是怎样的？如何为主动运输供能？ 三、ATP的利用 用于大脑思考（电能） 用于肌肉收缩（机械能） 用于物质合成（化学能） 用于生物放电（电能） 用于生物发光（光能） 用于主动运输 （渗透能） ATP的利用 活动4 三、ATP的利用 ATP的利用 活动4 用于主动运输供能（钙离子载体） 三、ATP的利用 ATP的利用 活动4 用于主动运输供能 参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种____________ ________；当膜___侧的Ca2+与其相应位点_____ 时，其酶活性就被_____。 在这种酶的作用下ATP分子的____________脱离下来与_____________，这一过程伴随着__________ 这就是载体蛋白的 _______。 载体蛋白的_______导致 其_________________， 使Ca2+的结合位点_____ 膜____侧，将Ca2+释放到膜外。 能催化ATP 内 结合 激活 末端磷酸基团 载体蛋白结合 磷酸化 磷酸化 空间结构发生变化 转向 外 能量的转移 水解的酶 三、ATP的利用 ATP的利用 活动4 用于胞内的物质运输 驱动蛋白 细胞骨架 驱动蛋白利用ATP沿细胞骨架运输囊泡内的物质 携带物质的囊泡 思考：为什么将ATP称作能量的“货币”？ 三、ATP的利用 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 因此，把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。 有机物氧化分解等 有机物合成等 吸能反应 放能反应 能量 能量 ATP ADP 水解 合成 ATP的利用 活动4 三、ATP的利用 ATP储存的能量相对来说少，但能被直接利用。 糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用。 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，是细胞的能量“货币”。 能源物质： 主要能源物质： 储能物质： 主要储能物质： 直接能源物质： 最终能量来源： 归纳小结 生物体内的能源物质 三、ATP的利用 将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。 与社会的联系 能量 荧光素酶 +氧气 氧化 荧光素 荧光 荧光素 激活荧光素 发出 萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) Lavf58.46.101 $