5.2 细胞的能量“货币”ATP-【优学精讲】2026-2027学年高中生物必修一同步课件（人教版·不定项）

该高中生物学课件聚焦细胞的能量“货币”ATP，系统阐述其结构简式、高能磷酸化合物特性、与ADP的相互转化及在代谢中的作用，通过“新知导学”衔接细胞代谢前序知识，搭建从物质组成到能量功能的学习支架。 其亮点在于融合生命观念（物质与能量观）、科学思维与探究实践，如“合作探究”中32P标记实验分析ATP水解位点，“微归纳”表格辨析不同化合物中“A”的含义，“对点训练”结合实例强化理解。既帮助学生夯实基础、提升科学思维，也为教师提供系统教学资源，提高课堂效率。

第2节　细胞的能量“货币”ATP 课标要求 1．说出ATP的结构。2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。 返回导航 内 容 索 引 考点一 1 1 考点二 2 考点一　ATP是一种高能磷酸化合物 第一部分 4 新知导学 夯实基础 1．中文名称：____________________。 2．结构简式：A—P～P～P，其中A代表____________，P代表_____________，～代表_________________________。 腺苷三磷酸 腺苷　 磷酸基团　 一种特殊的化学键 返回导航 3．结构特点 (1)不稳定：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，ATP是一种不稳定的________________化合物。 4．生理功能：驱动细胞生命活动的______________________。 高能磷酸 直接能源物质 返回导航 辨正误 (1)ATP含有三个磷酸基团、一个脱氧核糖、一个腺嘌呤。(　　) 答案：ATP含有核糖，不含有脱氧核糖。 (2)ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。(　　) (3)糖类、脂肪中储存的化学能，不能直接给细胞生命活动提供能量。(　　) × √ √ 返回导航 合作探究 素养提升 探究1 下图是ATP的结构式，图中α、β、γ分别表示ATP中的三个磷酸基团。   (1)据ATP的结构式分析，ATP的组成元素有__________________，含有________个磷酸基团。 C、H、O、N、P 3 返回导航 (2)若ATP完全水解，则得到的成分有___________________________。 (3)如果β和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，那么形成的物质名称是__________________，是________的基本组成单位之一。 (4)ATP中的“A”与碱基中的“A”分别表示__________________________________。 腺嘌呤、核糖、磷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 RNA 腺苷(腺嘌呤＋核糖)、腺嘌呤 返回导航 探究2 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，甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，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。回答下列问题： (1)从实验结果可知ATP中哪一个化学键更容易断裂？___________________________________。 (2)ATP怎样实现能量的转移？ __________________________________________________________________________________________________________________。 β位与γ位磷酸基团之间的化学键 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，从而使能量发生转移 返回导航 微归纳 1．ATP的分子组成(下图) 返回导航 2．不同化合物中“A”的辨析 返回导航 C 对点训练 强技提能 1．ATP是一种高能磷酸化合物。下列关于ATP的叙述，正确的是(　　) A．ATP中的“A”表示腺嘌呤，“T”表示3，“P”表示磷酸基团 B．腺苷三磷酸的结构可简写为A～P—P C．元素组成与核苷酸相同 D．ATP和酶一样具有催化作用 返回导航 解析：ATP中的“A”表示腺苷，“T”表示3，“P”表示磷酸基团，A错误； 腺苷三磷酸的结构可简写为A—P～P～P，B错误； 组成ATP与核苷酸的化学元素都有C、H、O、N、P，C正确； ATP不具有催化作用，D错误。 返回导航 2．下图是ATP的结构示意图，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是(　　) A．①代表腺苷，对应ATP中的“A” B．②是脱氧核糖，含有C、H、O三种元素 C．③代表磷酸基团，⑤代表特殊的化学键 D．ATP供能时④最易断裂，使其他分子磷酸化 C 返回导航 解析：题图中①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”表示腺苷，腺苷是由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成的，A错误； ②是核糖，含有C、H、O三种元素，B错误； ③代表磷酸基团，⑤代表特殊的化学键，由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种特殊的化学键容易断裂，使其他分子磷酸化，C正确，D错误。 返回导航 易错提醒 (1)书写ATP结构简式时避免两种错误 错误1：A—P—P～P。 错误2：A～P～P～P。 (2)ATP≠能量 ATP是直接能源物质，水解可释放能量，能量有多种存在形式，如机械能、化学能、电能、光能等。 返回导航 考点二　ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用 第二部分 18 新知导学 夯实基础 1．ATP与ADP可以相互转化 水解　 合成 返回导航 释放　 吸收 呼吸作用、光合作用 动态平衡 返回导航 2．ATP的利用 (1)ATP水解释放的能量用于绝大多数生命活动 主动 返回导航 (2)ATP为主动运输供能的过程分析 ①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种催化ATP水解的________，膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时就激活该酶。 ②ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，即____________的磷酸化，这一过程伴随着能量的转移。 ③载体蛋白磷酸化导致其________________发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 酶　 载体蛋白　 空间结构 返回导航 (3)ATP是细胞内流通的能量“货币” ①吸能反应一般与____________的反应相联系；放能反应一般与________________相联系，示意图如下：   ②能量通过ATP分子在_____________和_____________之间流通。 ATP水解　 ATP的合成 吸能反应　 放能反应 返回导航 辨正误 (1)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的相互转化难以达到动态平衡。(　　) 答案：ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生，并处于动态平衡之中。 (2)根细胞产生ATP的生理过程为呼吸作用和光合作用。(　　) 答案：根细胞不能进行光合作用。 (3)ATP在活细胞内含量很少，但与ADP相互转化的速度很快。(　　) (4)胞吞需ATP水解时释放的能量。(　　) (5)ATP的水解通常与放能反应相联系。(　　) 答案：ATP的水解通常与吸能反应相联系。 × √ × × √ 返回导航 合作探究 素养提升 探究1 经测定，一个成年人每天大约消耗45 kg ATP，但每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，即每个细胞每秒钟可形成1 000万个ATP且同时有等量的ATP被分解。 (1)材料说明ATP和ADP之间的相互转化快速、时刻不停地进行，处于_________________________________________________________。 (2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的。该事实说明________________________________________。 动态平衡 生物界具有统一性 返回导航 探究2 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，如物质的主动运输需要消耗ATP。下图是ATP为主动运输供能示意图。   (1)甲→乙过程中，ATP转化为ADP。磷酸基团的去向及其作用是__________________________________________________________________________________________________________________。 与载体蛋白结合，使载体蛋白磷酸化，载体蛋白磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应 返回导航 (2)从Ca2+的转运过程看，Ca2+的载体蛋白的作用有_____________________________________________________________。 (3)下列过程需要ATP水解提供能量的是________(填编号)。 ①生物发光、发电　②肌肉收缩　③淀粉合成 ④大脑思考　⑤根细胞吸收水分 运输作用：结合Ca2+进行跨膜运输；催化作用：催化ATP水解 ①②③④ 返回导航 微归纳 1．ATP与ADP间的相互转化过程   综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应理解为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。 返回导航 2．生物体内的能源物质总结 (1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP(直接能源物质)。 (2)重要能源物质：糖类。 (3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。 (4)最终能量来源：太阳能。 [温馨提示]ATP是直接能源物质，但不是唯一的，生物体内还存在CTP、GTP、UTP等直接能源物质。 返回导航 B 对点训练 强技提能 返回导航 解析：过程①为ATP的水解，ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团易离开ATP，因此，过程①伴随着特殊化学键的断裂，A正确； 人体不能进行光合作用，B错误； 酶1只能催化ATP水解成ADP和Pi，题图中的Pi为远离腺苷的磷酸基团，C正确； ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，以满足机体对能量的需求，D正确。 返回导航 2．(2026·湖北仙桃高一期中)蛋白质分子的磷酸化、去磷酸化与其活性的关系如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)   A．蛋白激酶使蛋白质发生去磷酸化而失去活性 B．磷酸化的蛋白质的磷酸基团可能来自ATP的合成 C．蛋白质磷酸化和去磷酸化过程都伴随着空间结构的改变 D．Na＋－K＋泵运输Na＋和K＋过程中不会发生图示两个过程 C 返回导航 解析：蛋白磷酸酶使蛋白质发生去磷酸化而失去活性，A错误； 磷酸化的蛋白质的磷酸基团可能来自ATP的水解，B错误； 蛋白质磷酸化和去磷酸化过程都伴随着空间结构的改变，C正确； Na＋－K＋泵运输Na＋和K＋过程中会发生蛋白质磷酸化和去磷酸化两个过程，D错误。 返回导航 3．(不定项)据图分析，下列有关ATP的叙述正确的是(　　)     A．ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求 B．图中有两次ATP的水解，后者释放的能量可用于图示各项生命活动 C．图中有两次ATP的合成，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生 D．ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成 ABC 返回导航 解析：细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了机体对能量的需求，A正确； 题图中有两次ATP的水解，前者释放的能量储存在有机物中，后者释放的能量可用于题图所示各项生命活动，B正确； 题图中有两次ATP的合成，前者所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C正确； ATP由3个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成，D错误。 返回导航 知识框架 返回导航 (2)高能量：末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，即具有较高的转移势能。 　　　　　 1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ 反应式 　　　水解酶 ATPADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 　合成酶 物质变化 ________反应 ________反应 能量变化 ________能量 ________能量 能量来源 末端磷酸基团转移势能 ___________________________ 特点 时刻不停地发生，并且处于________之中 细胞内的ATP含量很少，转化速度很快 总反应式：ATPADP＋Pi＋能量。 1．人体中某生命活动过程如下图所示。下列说法错误的是(　　) ATPADP＋PiATP A．过程①伴随着特殊化学键的断裂 B．过程②所需的能量可来自光合作用 C．图中的Pi为远离腺苷的磷酸基团 D．ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的 $