第5章第2节细胞的能量货币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ATP的结构、与ADP的相互转化及功能。通过萤火虫谜语及发光原理导入，结合实验探究（发光器研磨实验）验证ATP是直接能源物质，搭建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过对照实验（四组试管对比）培养科学思维，结合结构简式分析与转化表格强化生命观念中的物质与能量观。概念明晰表系统梳理能源物质类型，帮助学生构建知识网络，教师使用可提升教学直观性与学生探究能力。

万州上海中学 本节聚焦 1 为什么说ATP是细胞的能量“货币”? 2 ATP与ADP是怎样相互转化的？ 3 细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？ 第2节 细胞的能量“货币”ATP 请你猜一猜： 有种虫儿真奇怪， 一盏灯笼随身带， 黑夜点灯满天飞， 像星闪闪真可爱。 萤火虫发光的原理 科学家运用这一原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。 能量 荧光素酶 ＋氧气 荧光素 激活的荧光素 氧化荧光素 发出荧光 讨论： 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、在萤火虫发光的过程中有能量的转化吗？ 主要是为了互相传递信号，繁衍后代 腹部后端细胞内的荧光素 ？ P86 P89 资料：雄虫大多有翅。雌虫无翅，身体比雄虫大，不能飞翔，但荧光比雄虫亮。成虫利用物种特有的闪光信号来定位并吸引异性，借此完成求偶交配及繁殖的使命，少数萤火虫成虫利用闪光信号进行捕食，还有一种作用是作为警戒信号。 [反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，甲虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。，即当萤火虫受到刺激时会发出亮光。 [反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，甲虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。 暗处15min +２mL ATP溶液 +２mL 葡萄糖溶液 +２mL 蒸馏水 有荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 A B D +２mL 脂肪溶液 无荧光出现 C 暗处观察 ATP是细胞生命活动的直接能源物质 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取四等份分别装入四支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后…… 实验探究 P86 请阅读课本P86，归纳总结： 1、ATP的全称： . 2、结构简式： . A ：______ （由____ _和___ _结合而成） P ：________; — ：__________; ~ ：___________ 腺苷三磷酸 A－P~P~P 腺 苷 腺嘌呤 核糖 特殊化学键 磷酸基团 普通化学键 一.ATP的结构 腺嘌呤 腺苷 C、H、O、N、P 3、组成元素： 化学组成： 1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团 结构特点： 30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成ATP（ ）个 P86 ①两个相邻磷酸基团都带负电相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定； ②末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。 注意： 1.A-P~P~P中“~”旧称“高能磷酸键”，现已不提，模拟题可能继续使用。 2.“ATP中高能磷酸键断开释放大量能量”，但在化学中断开化学键需要消耗能量，故教材中已无这样的表述，模拟题可能继续使用。 5 水解的过程就是释放能量的过程，1mol ATP水解能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 腺嘌呤核糖核苷酸 （组成RNA的基本单位之一） 4、ATP供能的机理：ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸集团携能量与其他分子结合，使该分子结构改变。 P86 6 ATP消耗量大 ATP含量很少 矛盾 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和ADP的转换非常迅速 P87 5、ATP的特点： 7 二、 ATP与ADP相互转化过程 P P P ~ ~ 能量 能量 合成 水解 ATP与ADP相互转化示意图 P P ~ Pi Pi ATP和ADP相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。 ATP ADP ATP ADP +Pi+能量 ATP水解酶 ATP ADP +Pi+能量 ATP合成酶 P87 （1）反应条件不同；（2）能量来源和去路不同； （3）反应场所不同。 8 人和动物等 绿色植物 人、动物、真菌和大多数细菌等：通过呼吸作用分解有机物释放能量；绿色植物：呼吸作用和光合作用。 线粒体、 细胞质基质 叶绿体 P87 9 ATP水解 ATP合成 反应类型 ATP ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量 ATP 反应条件 反应场所 能量不同 不是可逆反应： 能量不同,酶不同，反应场所不同 水解酶 合成酶 细胞质基质、线粒体、叶绿体 用于各项生命活动 广泛存在于细胞的各个部位 有机物中的化学能或光能 水解酶 合成酶 思考：ATP—ADP的相互转化是可逆反应吗？ 物质可逆 10 三、ATP的利用 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 A B C + ATP 用于物质的合成 肌肉收缩 主动运输 P88 ATP是如何为主动运输供能的呢？ Ca2+ ATP 1．参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 Ca2+ ADP 2．在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子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。 P88 Ca2+ ADP 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。 4.载体蛋白去磷酸化----构型恢复 (P88)ATP水解释放的 使 等分子 化。这些分子被 后，发生 变化， 也被改变，因而可以参与各种 。 磷酸基团 磷酸 蛋白质 空间结构 活性 化学反应 磷酸化 ATP是细胞内流通能量的“货币” 吸能反应 放能反应 蛋白质的合成 葡萄糖等有机物的氧化分解 ATP 储存 水解放能 吸能反应(伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。 细胞中的化学反应 放能反应（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。 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。 P89 14 概念明晰： 能源来源 直接能源物质 主要能源物质 生物体内良好的储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 最终能源来源 ATP 糖类（葡萄糖） 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 ATP≠能量；ATP是直接能源物质！ 15 1.ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断有关叙述正确的是（ ）　　 A.在主动运输过程中，乙的含量会减少 B.丙是DNA的基本组成单位之一 C.丁是由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成 D.甲→乙和乙→丙过程中，起催化作用的酶的空间结构相同 甲 乙 丙 丁 戊 酶 酶 酶 C 迁移训练 2.生物体内含有ATP、GTP、UTP、CTP等高能磷酸化合物，它们结构上的差异是组成分子的碱基种类不同，功能上的差异主要体现在为生命活动供能的情况不同(如下表)。下列相关叙述正确的是（ ） 高能磷酸化合物 ATP GTP UTP CTP 主要作用 能量通货 蛋白质合成 糖原合成 脂肪和磷脂的合成 A.UTP的名称是三磷酸尿苷，其中“U"代表尿嘧啶 B.UTP三个特殊化学键断裂所释放能量供糖原合成 C.由CTP的作用推测其在内质网中含量较多 D.细胞内的吸能反应一般与高能磷酸化合物合成相关 C 考考你：不同化合物中的“A”代表的含义 物质结构 物质中文名称 “A”的含义 核糖 A P ~ P P ~ 腺苷三磷酸 ….A U G C …. A-P~P ~P 腺苷三磷酸 核糖 A P 腺苷（腺嘌呤+核糖） 腺嘌呤核糖核苷酸 脱氧核糖核酸 核糖核酸 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 P34 $