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，涵盖其结构、功能、水解与合成及相互转化。以萤火虫发光原理导入，通过“探究·实践”实验（不同能源物质对照）引出直接能源物质，构建结构简式、水解机制、合成途径的知识支架。 其亮点在于以探究实践和科学思维为核心，通过多组对照实验（1-6号试管）、同位素标记分析（β和γ位磷酸基团）培养科学探究能力，结合概念图和生活应用（ATP荧光检测仪）深化物质与能量观。小结系统，质疑活动拓展认知，助力学生理解生命活动规律，为教师提供丰富教学资源。

必修一 第五章 第2节 第2节 细胞的能量“货币”ATP 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 萤火虫的发光原理 探究·实践 发荧光过程所需要的直接能源物质 探究·实践 发荧光过程所需要的直接能源物质 探究·实践 发荧光过程所需要的直接能源物质 探究·实践 发荧光过程所需要的直接能源物质 一、ATP的功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 生物发光 电鳗发电 大脑思考 肌肉收缩 慧宝儿 (慧) - 糖类、脂肪等有机物 ATP 储存大量的能量，但不能被直接利用 储存的能量相对来说少，但能被直接利用 ≈ ≈ ATP是细胞的能量“货币” 运输两个钙离子出细胞， 只需要消耗一个ATP 钠钾泵消耗一个ATP可以运输三个Na+出细胞和两个K+进入细胞 Ca2+ ▲腺苷三磷酸（ ATP ）的结构式 腺苷(A) 普通化学键(-) 特殊化学键(~) A– P ~ P ~ P ATP 的结构简式 三磷酸(TP) = + 腺嘌呤 核糖 二、ATP的结构 ~ ~ 腺苷（A） ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 是组成RNA分子的基本单位 腺苷 P P P α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液： 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，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。 ①甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团， ②乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团， 资料 1 思考·讨论 1.从实验结果看，ATP中哪一个化学键更容易断裂？为什么？ 2.写出ATP水解的反应式。 3.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ α 位 β位 γ位 ~ ~ 三、ATP的水解和利用 1.从实验结果看，ATP中哪一个化学键更容易断裂？为什么？ 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。 ADP相互排斥的磷酸基团减少，势能降低 磷酸基团携带转移的“势能”与其他分子结合 β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。 能量高达30.54kJ/mol 3.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？（一般将水解时释放20.92kJ/mol及以上能量的化合物叫做高能化合物）。 因为1molATP水解释放的能量高达30.54kJ。 2.写出ATP水解的反应式 ATP是一种高能磷酸化合物 ATP ATP水解 Ca2＋释放到膜外 Ca2＋主动运输载体 Pi与载体结合 载体空间结构改变 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。这在细胞中是常见的。 ATP的供能机制 结合了ADP的肌球蛋白与肌动蛋白结合，形成横桥，ATP水解释放的能量引起横桥摆动，拉动肌丝 “豆芽状”的肌球蛋白具有ATP水解酶的活性，ATP水解释放的能量存储在蛋白头部 思考·讨论 成人体内ATP总量约2～10 mg，在安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2 s。ATP含量很少，但需求量很大，ATP如何持续供能？ 资料分析：磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量，结果如表所示。 资料 2 腺苷磷酸 对照组/(10－5 mol·g－1) 实验组/(10－5 mol·g－1) 收缩前 收缩后 收缩前 收缩后 ATP 1.30 1.30 1.30 0.75 ADP 0.60 0.60 0.60 0.95 四、ATP的合成 1.为什么对照组ATP和ADP含量没有变化，实验组ATP含量减少，ADP含量上升？ 肌肉收缩会消耗ATP生成ADP，对照组中由于存在肌酸激酶，所以ADP在酶的作用下可以重新生成ATP，而实验组由于缺乏肌酸激酶，ADP不能生成ATP，所以对照组ATP和ADP含量没有变化，实验组ATP含量减少，ADP含量上升。 腺苷磷酸 对照组/(10－5 mol·g－1) 实验组/(10－5 mol·g－1) 收缩前 收缩后 收缩前 收缩后 ATP 1.30 1.30 1.30 0.75 ADP 0.60 0.60 0.60 0.95 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP相互转化，是时刻不停地发生并处于动态平衡之中 资料 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。 2.请写出ATP合成的反应式。 ADP+ Pi+能量 ATP 合成酶 合成酶 水解酶 光合作用 呼吸作用（放能反应） ATP ADP 主动运输 吸能反应 （如蛋白质的合成）等 肌肉收缩 Pi Pi 请将ATP与ADP的转化概念图补充完整 能量 能量 生物发光、发电 25 五、ATP联系生活与应用 课堂小结 一边阅读，一边完成学案上的表格 活动 质疑 （1）ATP只能作为能源物质吗？ （2）有其他的直接能源物质吗？ 资料9 如果将ATP中的碱基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。 资料8 20世纪50年代，研究者发现ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。 ATP是一种能源物质，也是能在细胞间传递信息的信号分子。 结论： 结论： 除了ATP外，鸟苷三磷酸GTP、尿苷三磷酸UTP和胞苷三磷酸CTP，也可以直接供能。 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $