5.2细胞的能量“货币”ATP课件——2026-2027学年高一上学期人教版生物学必修一

该高中生物学课件聚焦细胞的能量“货币”ATP，涵盖其结构、与ADP的动态转化及功能。以萤火虫发光诗句及问题导入，通过实验探究直接能源物质，衔接糖类、脂肪等知识，构建“问题-实验-结论”的学习支架。 其亮点在于以探究实践为核心，通过萤火虫发光实验的变量控制培养科学思维，结合资料分析ATP动态平衡体现物质与能量观（生命观念）。能源物质归纳助学生系统梳理知识，学生能提升探究能力，教师可高效落实核心素养教学。

第2节 细胞的能量“货币”ATP 第五章 细胞的能量供应和利用 细胞进行生命活动需要能量 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。 主要是相互传递信号，以便繁衍后代 需要，有机物中的化学能转化为光能 从哪里来？ 萤火虫发光有什么意义？ 在萤火虫发光的过程有能量转化吗？ 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 萤火虫的发光原理 荧光素 荧光 激活的荧光素 氧化荧光素 能量 荧光素酶 +氧气 发出 ？ 问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光直接提供能量呢？ 细胞良好的储能物质—— 细胞生命活动所需要的主要能源物质—— 为主动运输提供能量—— 葡萄糖 脂肪 ATP 这些物质能否直接为萤火虫发光提供能量？ 【实验】探究萤火虫发光的直接能源物质 1.实验材料 萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP制剂等 2.实验原理 荧光素 + 能量 荧光素酶 氧化荧光素 （发出荧光） 3.实验变量 【自变量】 【因变量】 【无关变量】 添加的物质 是否发光 温度等 葡萄糖 脂肪 ATP 激活的荧光素+ O2 4.实验过程 荧光消失 2mL 蒸馏水 15min 暗处放置 观察 2mL 脂肪溶液 无荧光 无荧光 无荧光 暗处 有荧光 2mL ATP溶液 ① ② ③ ④ 2mL 葡萄糖溶液 5.实验结论 ATP是直接的能源物质，可以使熄灭的离体发光器重新发光。 放置15min原因消耗自身原本存在的能提供能量的物质，防止自身的能源物质对结果造成干扰。 细胞中的糖类、脂肪中都有能量（化学能） 能直接利用吗？ 不能 能够直接提供细胞生命活动的能量 ATP 自主学习 ATP 是一种高能磷酸化合物 1.ATP的中文全称： 2.ATP的物质组成： A 核糖 磷酸 磷酸 磷酸 腺苷三磷酸 一分子腺嘌呤、一分子核糖、三分子磷酸基团 腺苷（用A表示） 腺苷三磷酸（ATP） 腺苷一磷酸（AMP） ——核糖核苷酸（RNA的基本单位） 腺苷二磷酸（ADP） 【资料】一般水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。ATP水解时释放的能量多达30.54kJ／mol，所以说ATP是细胞内的一种 3.ATP的元素组成： C、H、O、N、P 为什么说ATP是一种高能磷酸化合物? 高能磷酸化合物 ATP的结构简式： A-P~P~P 普通化学键 特殊化学键 ①由于两个相邻磷酸都带___ __相互排斥等原因，使得这种化学键________，末端磷酸基团有一种___________________________________，也就是具有较高的___________。 ②当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团_________与其他分子结合，从而使后者发生变化。 负电荷 不稳定 离开ATP而与其他分子结合的趋势 转移势能 挟能量 ATP水解的过程是释放能量的过程 4.各种A的辨析 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 关键词 拓展：细胞内其他的直接供能物质 ATP并非细胞生命活动唯一的直接供能物质，只是绝大多数生命活动的直接供能物质。 NTP：包含ATP、GTP、CTP、UTP dNTP：包含dATP、dGTP、dCTP、dTTP A 核糖 磷酸 磷酸 磷酸 小试牛刀 1.如果ATP脱去了两个磷酸基团，该物质称为( ) A．腺嘌呤 B．三磷酸腺苷 C．腺嘌呤核糖核苷酸 D．腺嘌呤脱氧核苷酸 2．ATP的A、T、P分别代表 ( ) A．胞腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基团 B．胸腺嘧啶、3个、磷酸基团 C．腺苷、3个、磷酸基团 D．腺苷、3个、腺嘌呤 C C 【资料一】 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。 【资料二】 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。 【资料三】 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消耗量大 ATP含量很少 ATP合成和水解都非常迅速 矛盾 问题思考 P P P ~ ATP（腺苷三磷酸） 负电 负电 负电 磷酸之间相互排斥，导致特殊化学键不稳定，末端的磷酸基团有较高的转移势能。 易断裂、易形成 1.ATP与ADP能快速转化的原因 P P ~ ~ P +能量（特殊化学键断裂所释放） 能量储存在特殊化学键中 ADP如何转化为ATP？ ATP ADP+Pi+能量 水解酶 P P ~ P ADP（腺苷二磷酸） ：能量 ~ ADP+Pi+能量 ATP 合成酶 A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 能量 Pi 水 解 酶 Pi 合 成 酶 ATP 合成酶 水解酶 ADP+Pi +能量 能量 动态平衡 光合作用（光能） 呼吸作用（化学能） 物质运输 各项生命活动 atp合成能量来源光合作用和呼吸作用，但是光合作用产生的能量只用于 叶绿体中的化学反应 2.ATP与ADP相互转化特点（87页） ①转化非常迅速 ATP与ADP在细胞内相互转化十分迅速，且物质可重复利用。 ②时刻不停进行，保持动态平衡 对细胞内生命活动稳定进行有重要意义。 ③生物共有 ATP与ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内一样，体现了生物界的统一性。 ADP + Pi + 能量 ATP 水解酶 合成酶 水解酶 合成酶 活细胞的各个部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体等 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 物质可循环，但能量不可循环。 这不是可逆反应，而是一个循环式反应。 可逆反应? ADP + Pi + 能量 ATP 酶 ADP + Pi + 能量 ATP 酶 酶的种类 发生场所 能量来源 能量去向 O2供给量 ATP生成量 无氧呼吸 O2供给增多，有氧呼吸增强 ATP产生量不再增加 限制:酶, ADP, Pi等 ATP产生量与O2供给量之间的关系 ATP水解释放的能量如何用于各项生命活动？ 用于生物发光（光能） 用于主动运输 （渗透能） 用于生物放电（电能） 电鳐 用于大脑思考（电能） 用于肌细胞收缩（机械能） 用于物质合成（化学能） 电鳐一次放电电压可达到300-500V，足以把附近的鱼电死。据计算，1万条电鳐的电能聚集起来可使一列电力机车运行几分钟。 ATP的利用（p88） Pi ATP 以ATP为主动运输供能为例 ADP Pi 载体蛋白磷酸化 ----构型改变 载体蛋白去磷酸化 ----构型恢复 三、ATP与ADP相互转化 3.ATP与ADP相互转化与细胞内其他反应的联系 吸能反应 放能反应 ATP → 细胞内流通的能量“货币” 联系 联系 能源物质归纳： 直接能源物质—— 重要能源物质—— 良好储能物质—— 植物特有的储能物质—— 动物特有的储能物质—— ATP（注意：ATP不是唯一的直接能源物质，例如GTP、CTP、UTP、磷酸肌酸也能提供能量。） 糖类（注意：不是所有的糖类都能提供能量） 脂肪（动植物都有） 淀粉 糖原 主要能源物质—— 葡萄糖 总结归纳 1.ATP的中文全称： 2.ATP的物质组成： 腺苷三磷酸 一分子腺嘌呤、一分子核糖、三分子磷酸 3.ATP的结构简式： A-P~P~P 4.ATP的元素组成： C、H、O、N、P 5.ATP与ADP相互转化： ATP 合成酶 水解酶 ADP + Pi 能量 + ATP是直接能源物质，能量储存在特殊化学键中 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $