5.2 细胞的能量“货币”ATP课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦“细胞的能量‘货币’ ATP”，系统阐述ATP的结构、功能及与ADP的动态转化。以古诗《秋夕》萤火虫发光为导入，通过问题链引导学生对比脂肪、葡萄糖等能源物质，设计实验探究能量来源，搭建从能源物质到直接供能物质的学习支架。 其亮点在于融合情境化与探究式教学，突出生命观念（结构与功能观、物质与能量观）和科学思维（实验推理、对比分析）。如通过发光器粉末实验确定ATP为直接供能物质，对比ATP与ADP转化条件辨析可逆性，帮助学生构建能量代谢网络，教师可提升课堂互动性与知识传递效率。

第五章 第二节 细胞的能量“货币”ATP 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。 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 相互传递信号，以便繁殖。 2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 腹部后端细胞内有荧光素 3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 有机物中储存的化学能转变成光能。 是哪种物质提供了这一能量呢？ 问题探讨 和能量供给有关的物质有哪些？它们各自的功能是什么？ 葡萄糖 ：细胞生命活动所需要的主要能源物质。 脂 肪 ：细胞内良好的储能物质。 A T P ：驱动细胞生命活动的直接能源物质。 17 kJ/g 39 kJ/g 0.06 kJ/g 请设计一个探究实验确定萤火虫发光时的能量来源。 问题探讨 实验目的： 实验过程： A B C D 发光器粉末 等量的萤火虫发光器粉末 静置 静置15min，使原有荧光消失 处理 2mL蒸馏水 2mL葡萄糖溶液 2mL脂肪悬液 2mLATP溶液 检测指标 将试管置于暗处，观察是否发出荧光 实验结果： 实验结论： ATP是萤火虫发光的直接供能物质 探究不同供能物质对于萤火虫发光情况的影响。 ATP的结构 A T P 腺苷 三 磷酸 A—P~P~P 英文名称缩写 中文名称 腺苷 分子结构简写 结构式 特殊的化学键 元素组成：C、H、O、N、P 化学组成： 1分子核糖 1分子腺嘌呤 3分子磷酸基团 1分子腺苷 磷酸基团 ATP的结构 腺苷一磷酸（AMP） 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷二磷酸（ADP） 腺苷三磷酸（ATP） α β γ 腺苷 物质种类 A 的 含义 ATP DNA RNA 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 ATP的结构 负电荷 负电荷 负电荷 具有较高的的转移势能 负电荷 负电荷 F1 F2 F1 酶 负电荷 负电荷 特殊的化学键不稳定 当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 1mol ATP水解释放能量高达30.54 KJ，所以ATP是一种高能磷酸化合物。 一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP。一个成年人每天需要消耗45kg的ATP。 人体内的ATP含量约为0.2mg。 不管人体处于饥饿状态还是刚进食的状态，细胞内的ATP含量都大约相同，不会发生明显变化。 从下列资料中，你能得到什么结论？ ATP与ADP处于的时刻不停地相互转化过程中，而且这一过程是处于动态平衡之中的。 ATP的消耗量大 ATP含量少 ATP含量较为稳定 ATP与ADP的转化 磷酸 ATP与ADP相互转化的反应式 ATP的水解：ATP ADP+Pi+能量 酶 ATP的合成： ADP+Pi+能量 ATP 酶 ADP ATP 磷酸 该图描绘了哪两个过程？ 有哪些物质参与了这些过程？ 阅读P89，回答在转化过程中能量来源与去路分别是什么？ ATP与ADP的转化 放能反应 吸能反应 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量货币。 释放能量 吸收能量 ATP合成的过程中： 能量来源：放能反应 能量去路：保存于ATP ATP水解的过程中： 能量来源：ATP保存的能量 能量去路：吸能反应 吸收能量 释放能量 植物：光合作用 动植物、真菌、细菌：呼吸作用 绝大多数需要能量的生命活动 ATP的利用 ATP中的能量 渗透能 主动运输 机械能 肌肉收缩 电能 电鳗 生物电 光能 萤火虫 发光 化学能 物质合成 热能 动物体温的维持（少部分） ATP的利用——主动运输 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作为ATP水解酶 载体蛋白 Pi ATP的利用——肌肉收缩 1.ATP为哪个蛋白直接提供了能量？该蛋白的行为是怎样的？ 2. 与主动运输相比，ATP为肌肉收缩供能的过程中有何区别？ 肌球蛋白； 使肌动蛋白发生运动 肌球蛋白没有磷酸化的过程 ATP的利用——物质合成 氨基酸 蛋白质 脱氧核糖核苷酸 DNA 核糖核苷酸 RNA 葡萄糖 糖原 单体 多聚体 ATP的利用——萤火虫发光 荧 荧 荧 荧 1. 观察左图，结合P89面小字部分部分，说明荧光素是怎样发光的。 2. ATP为荧光素供能的方式和上述哪种供能方式更相近？ 和肌肉收缩更为相似；无磷酸化过程 荧光素在ATP的作用下，激活成为荧光素酰腺苷酸；荧光素酰腺苷酸又在氧气作用下发光。 问题探讨：ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗？ 条件 ATP→ADP ADP→ATP 反应式 反应类型 水解反应 合成反应 酶 所利用的酶是不同的 场所 活细胞所有部位 叶绿体、线粒体、细胞质基质 能量来源 ATP中的化学能 放能反应 能量去向 吸能反应 保存于ATP ATP ADP+Pi+能量 酶 ADP+Pi+能量 ATP 酶 结论：在ATP与ADP转化中，物质可逆，反应和能量不可逆。 其他的高能化合物 鸟苷三磷酸GTP 鸟嘌呤 尿嘧啶 尿苷三磷酸UTP 脱氧鸟苷三磷酸dGTP 鸟嘌呤 NTP：核苷三磷酸 ATP：腺苷三磷酸 CTP：胞苷三磷酸 GTP：鸟苷三磷酸 UTP：尿苷三磷酸 dNTP：脱氧核苷三磷酸 dATP：脱氧腺苷三磷酸 dCTP：脱氧胞苷三磷酸 dGTP：脱氧鸟苷三磷酸 dTTP：脱氧胸苷三磷酸 放能反应 吸能反应 释放能量 吸收能量 呼吸作用 光合作用 绝大多数生命活动 A—P~P~P 一分子核糖 一分子腺嘌呤 三分子磷酸基团 结构 功能 高能磷酸化合物 $