5.2 细胞的能量“货币”ATP 教学课件2022-2023学年高一生物同步备课系列（人教版2019必修1）

细胞的能量供应和利用第5章第2节细胞的能量“货币”ATP本节聚焦为什么说ATP是细胞的能量“货币”？ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？问题探讨

银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。⒈萤火虫发光的生物学意义是什么？⒉萤火虫体内有特殊的发光物质吗？⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？主要是相互传递求偶信号，吸引异性腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。有机物中储存的化学能转变成光能。囊萤夜读一ATP是一种高能磷酸化合物到底可不可以进入细胞？萤火虫发光的原理萤火虫的发光细胞内有特有的发光物质荧光素

荧光素+氧气为荧光素氧化直接提供能量的物质是什么？荧光素酶氧化荧光素能量（发出荧光）糖类是细胞中主要的能源物质脂肪是细胞中良好的储能物质一ATP是一种高能磷酸化合物

荧光消失暗处ABCD２ｍｌ葡萄糖溶液２ｍｌATP溶液２ｍｌ脂肪溶液２ｍｌ蒸馏水15min暗处有荧光无荧光无荧光无荧光取数十只萤火虫的发光器，干燥后研磨成粉末，取四等分分别装入四支试管，个加入少量蒸馏水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15min后荧光消失。继续分四组实验，步骤和结果如下：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质一ATP是一种高能磷酸化合物

腺苷（A）ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）结构简式：A-P~P~PATP中带负电的磷酸基团之间相互排斥而具有较高的势能磷酸基团携带着转移的“势能”与其他分子结合1molATP水解释放的能量高达30.54KJ/mol“~”表示特殊的化学键二ATP与ADP可以相互转化二ATP与ADP可以相互转化从ATP中脱下来的磷酸基团没有转移给其它分子，形成了游离的磷酸（Pi）。实际上转移给其它分子更为常见，导致磷酸化有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP。催化ATP合成的是合酶，不是合成酶1、ATP和ADP可以相互转化。2、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和ADP相互转化的速率越快，单位时间供能越多。3、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。1.ATP和ADP可以相互转化2.动态平衡3.生物界的统一性。1.肌肉收缩的直接能源物质是ATP。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2-10mg。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。2.一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。二ATP与ADP可以相互转化

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。反应物用于物质合成生成物运动蛋白蛋白质发生移动用于肌肉收缩大脑思考生物发光肌肉收缩物质合成

主动运输三ATP的利用

用于大脑思考（电能）用于肌细胞收缩（机械能）葡萄糖+果糖蔗糖酶用于细胞内各种吸能反应用于生物放电（电能）用于生物发光（电能）用于主动运输（渗透能）电鳐三ATP的利用

Ca2+ATP1．参与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+ADPCa2+ADP2．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。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。ATP是如何为生命活动供能的呢？

物质从ATP获得磷酸基团的过程称为磷酸化，是获能的过程；磷酸化后的蛋白质空间结构发生改变，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。三ATP的利用

酶酶光合作用呼吸作用ATPADP主动运输物质合成肌肉收缩……PiPi活动：请将ATP与ADP的转化概念图补充完整能量能量生物发光三ATP的利用

能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。ATP是细胞的能量“货币”吸能反应放能反应蛋白质的合成葡萄糖的分解ATP储存水解放能应用：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”。白天，阳光照射，公园与普通公园一模一样。晚上，这些树就自动发光。公园里不需要路灯，一片通明。而且，光照非常柔和。未来，夜间发光的树可能会成为街灯的天然替代品。荧光树原理：荧光树拓展：其他直接能源物质GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP问题：碱基A、核糖可以被替换吗？小结练习与应用一、概念检测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~PB.A-P~P~PC.A~P~P-PD.A~P~P~P2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（）A.脂肪酸B.氨基酸C.腺苷二磷酸D.腺苷三磷酸BD3.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4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（）A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率BC二、拓展应用1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。吸能反应，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量，是吸能反应，这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应，如丙酮酸的氧化分解能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，还用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。

3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性？这对你理解生物的进化有什么启示？在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，