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

第五章 细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量“货币”ATP 1 01 02 03 学习目标 通过对ATP的化学组成和结构特点的学习,认同ATP的结构与其功能相适应。(生命观念) ATP与ADP之间的相互转化；理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。（科学思维） 通过情景创设，激发学生的学习兴趣，并渗透热爱自然和生命的情感教育，关注ATP在医学上的运用。（社会责任） 情景一： 萤火虫发光的奥秘 萤虫发光的生物学意义是什么？ 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 《秋夕》 杜牧（唐） 银烛秋光冷画屏， 轻罗小扇扑流萤。 天街夜色凉如水， 卧看牵牛织女星。 情景一： 【相关资料】萤火虫的发光原理 【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 如何设计实验验证？ 情景一： 01 ATP是一种高能磷酸化合物 合作探究一：请同学们自主阅读教材P86，梳理下列问题，并做相应勾画标注。 1.ATP的中文名称？组成元素？结构简式？ 2.A、T、P、—、～分别代表什么？ 3.ATP的A具体指什么？包含哪几部分？跟我们以前学过的A有什么区别（DNA、RNA等）？ 4.ATP中的能量储存在哪儿？ 5.为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？ 6.ATP是唯一的直接能源物质吗？ 01 ATP是一种高能磷酸化合物 核糖 腺嘌呤 3个磷酸基团 腺苷 腺苷三磷酸（ATP) 01 ATP是一种高能磷酸化合物 P P A P Pi P P A P 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 ATP供能的机制 思考 释放能量（30.54kJ） 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。 01 ATP是一种高能磷酸化合物 辨析下列化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义。 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷（核糖+腺嘌呤） 腺苷（核糖+腺嘌呤） 01 ATP是一种高能磷酸化合物 拓展延伸---ATP不是唯一的直接能源物质 ATP是生物体的直接能源物质，当人体在运动、吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质时都会消耗ATP，ATP是能量“货币”。 GTP可用于合成蛋白质，CTP可用于合成脂质，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)。 1、下图是ATP的分子结构式，α—γ表示磷酸基团的位置。下列叙述正确的是（ ） A.ATP含一分子腺苷、一分子核糖 和三分子磷酸基团 B.剧烈运动状态下，细胞内ATP的 含量会显著增加 C.γ位磷酸基团脱离后形成ADP和Pi，该过程与吸能反应相联系 D.β位磷酸基团脱离后形成的产物是DNA的合成原料之- 实战训练 2、将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表 ATP的结构。下列叙述错误的是（ ） A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸 B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联 C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记， 但是ATP的含量基本不变 D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团 被取代的速率加快 实战训练 02 ATP与ADP之间的相互转化 资料2： 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。 合作探究二：阅读以下资料，回答问题 1.从上述资料来看，ATP在细胞中有什么特点？ 2.细胞是如何解决这一矛盾的？ 含量少、需求大 迅速转化，且处于动态平衡之中 02 ATP与ADP可以相互转化 ADP ATP ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 动态平衡 来源：光合作用，呼吸作用，化能合成 去向：储存在ATP特殊化学键中 来源：ATP末端化学键的断裂 去向：用于各项生命活动 思考：ATP的水解与合成是可逆反应吗？ 02 ATP与ADP之间的相互转化 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 物质可逆，能量不可逆，不是可逆反应 ATP水解酶 ATP合成酶 储存于ATP中的化学能 光能（光合作用） 化学能（细胞呼吸） 用于各项生命活动 储存于ATP中 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 ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性。 03 ATP的利用 用于大脑思考（电能） 用于主动运输（渗透能） 用于生物发光(光能) 用于生物发电（电能） 用于物质合成（化学能） 用于肌肉收缩（机械能） 03 ATP的利用 03 ATP的利用 胞外 胞外 胞外 ATP ADP P P Pi H2O 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，其酶活性就被激活了。 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，这就是载体蛋白的磷酸化。 3. 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。 03 ATP的利用 ATP ADP 水解 合成 （各项生命活动）吸能反应 放能反应 能量 能量 ATP是细胞内流通的能量“货币” 葡萄糖、脂肪等含有能量多不能被直接利用 吸能反应：(伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。 放能反应：（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。 含有能量相对少能被直接利用 03 ATP的利用 能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP 主要能源物质：糖类 储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞) 主要储能物质：脂肪 直接能源物质：ATP 最终能量来源：太阳能（由绿色植物等生物通过光合作用固定） 归纳小结 生物体内的能源物质 1．ATP是细胞的能量“货币”。下列叙述错误的是（ ） A.ATP是一种高能磷酸化合物 B.ATP的末端磷酸基团有较高的转移势能 C.ATP水解为细胞中的放能反应直接供能 D.光合作用和细胞呼吸均可合成ATP 实战训练 2．高能磷酸化合物是指水解自由能在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物，生物体内最常见、最重要的高能磷酸化合物是 ATP。下列相关叙述不正确的是（　　） A．ATP水解为ADP时，既可为生命活动供能，也可使蛋白质等分子磷酸化B．若将³²P标记的磷酸注入活细胞，放射性最先出现在ATP中远离腺苷的磷酸基团中 C．体育运动员经常需要大量能量供应，因此细胞中的ATP含量非常高D．与 ATP相比，dATP所含的五碳糖为脱氧核糖 实战训练 3．ATP含量可以直接反映细胞活性以及微生物的数量。它在食品卫生、工业水处理以及自来水水质管理等领域得到了广泛应用。活性微生物细胞经过破壁处理后，释放出的ATP激活荧光素，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素发生氧化而发荧光，可用检测估算微生物的数量。下列相关叙述错误的是（ ） A．ATP是细菌增殖的直接能源物质，也可在体外水解放能 B．细菌细胞中ATP的合成过程常伴随着放能反应的进行 C．细菌细胞中ATP水解产物ADP可作为DNA复制的原料 D．荧光强度与ATP消耗量呈正相关，与细菌数目呈正相关 实战训练 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.46.101 EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $