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

5.2 细胞的能量货币ATP 人教版 必修一 1.能简述ATP的化学组成和特点 2.能解释“ATP”在细胞生命活动中的作用 学习目标 想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。 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？ 传递求偶信号、警告敌人 荧光素 3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 有机物中的化学能→光能 新课导入 萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 荧光素酶 ＋氧气 荧光素 激活的荧光素 荧光 氧化 荧光素 发出 能量 资料1 萤火虫的发光原理 主要能源物质 主要储能物质 脂肪 糖类 这些物质能为萤火虫发光直接供能吗? 学习活动 一、探究生命活动的直接能源物质 实验：探究生命活动的直接能源物质 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+O2 氧化荧光素 荧光素酶 （发出荧光） 3.实验变量： 自变量： 因变量： 无关变量： 添加的物质（葡萄糖/脂肪/？） 是否发光 温度等 学习活动 学习活动 A B C ATP制剂2ml 0.1%葡萄糖2ml 脂肪溶液2ml 发光器粉末加入试管暗处理15分钟 加试剂 黑暗条件下观察 ATP是驱动细胞活动的直接能源物质 4.实验过程： 5.实验结论： 学习活动 二、ATP是一种高能磷酸化合物 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 卖菜 买咖啡 货币 有机物中的化学能 ATP中的化学能 耗能的生命过程 细胞中流通的能量“货币” 学习活动 腺嘌呤 核糖 腺苷三磷酸 ATP 3个磷酸基团 组成元素 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 任务一：分析ATP的结构及特点 如图为ATP结构式： 学习活动 动动手：尝试构建ATP的结构模型 假如用 代表腺嘌呤、 代表核糖、 代表磷酸基团， 代表普通化学键、 代表特殊化学键，尝试构建ATP的模型。 ~ ~ 腺嘌呤 核糖 磷酸基团（P） P P P 腺苷(A) 注意：磷酸基团之间用特殊化学键连接 A—P～P～P 结构模型 结构简式 ~ 学习活动 核糖 腺嘌呤 P 腺嘌呤核糖核苷酸 ~ P ~ P 1 2 3 腺苷 特殊化学键（30.54 kJ/mol） （腺苷一磷酸，AMP） 腺苷二磷酸，ADP 腺苷三磷酸，ATP A-P～P ～P 和RNA的关系？ RNA的基本组成单位之一 学习活动 各种A的辨一辨： A—P~P~P ① 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 T A C G A T G C ② A H ④ A OH ⑤ A U G C ③ 腺苷 学习活动 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ ~代表____________，两个相邻磷酸都带______相互排斥，使得远离__ __的那个特殊化学键____ _，容易_____，具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端______ 挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 特殊的化学键 负电 腺苷 不稳定 断裂 ATP水解的过程就是的___________过程，1molATP水解能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种_________________。 释放能量 高能磷酸化合物 功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 为什么ATP可以提供能量呢? 磷酸基团 学习活动 01 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。 02 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。 03 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 三、ATP与ADP之间的相互转化 学习活动 任务二：探究ATP与ADP之间的相互转化 资料2　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。 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 学习活动 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。 2.请写出ATP合成的反应式。 ADP+ Pi+能量 ATP 合成酶 【思 考】 学习活动 资料3 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。 能量 ATP ADP Pi 光合作用 呼吸作用 肌肉收缩 3.根据上述材料，请完善ATP与ADP相互转化的模型图。 学习活动 请完善下表并得出结论。 水解酶 合成酶 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 物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 结论： 学习活动 细胞当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 电鳐 用于生物放电 用于生物发光 用于主动运输 用于肌细胞收缩 用于大脑思考 用于合成代谢、 胞吞和胞吐、 吸收和分泌∙∙∙ 四、ATP的利用 学习活动 参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能 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。 在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端 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 。 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。 催化ATP水解 磷酸基团 磷酸化 ATP为主动运输供能的机理 学习活动 ①吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。(如蛋白质的_____） ②放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中,如葡萄糖的氧化分解 ③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。 合成 ATP 水解 合成 放能反应 吸能反应 吸能反应、放能反应与ATP的联系 课堂总结 1．能准确表示 ATP 中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是 （ ） A．A—P—P ~ P B．A—P ~ P ~ P C．A ~ P ~ P—P D．A ~ P ~ P ~P B 2．ATP 是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于 ATP 的叙述，错误的是 （ ） A．细胞质和细胞核中都有 ATP 的分布 B．ATP合成所需的能量由磷酸提供 C．ATP可以水解为 ADP 和磷酸 D．正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值相对稳定 B 当堂检测 3. 细胞内ATP合成与分解的过程如图所示。下列分析不正确的是（　　） A. 过程①需要的能量只能来源于细胞呼吸 B. 过程②释放的能量可用于吸收营养物质 C. 过程①中的磷酸基团会使蛋白质分子磷酸化 D. 过程①②的转化机制是生物界普遍存在的 A 当堂检测 Lavf58.46.101 $