人教版（2023） - 必修1 分子与细胞 - 第5章 细胞的能量供应和利用第2节细胞的能量“货币”ATP(27张PPT1个视频)

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大脑思考、肌肉收缩……

消耗能量的生命活动过程：

为细胞的生命活动直接提供能量的物质是？？

【资料卡】

1934年,罗曼在研究肌肉细胞的收缩机理时，发现了一种化合物。在肌肉细胞耗能的生理过程中总伴随该物质的分解放能。1935年,罗曼确定了这种化合物的分子式为腺苷三磷酸（英文缩写为ATP）。

【温故】组成细胞的分子

脂肪

氨基酸

K+

葡萄糖

蛋白质

H2O

糖原

……

氧化放能；

“生命的燃料”

【探究】

直接供能的物质是：葡萄糖？ATP？

【资料卡】萤火虫尾部的发光细胞内有相关的发光物质，在满足能量供应与酶催化的条件下，该物质发生转化进而发出荧光。

请小组讨论，设计实验（简述实验思路/操作）

小课题：

探究为萤火虫发光直接提供能量

的物质是葡萄糖还是ATP？

B

２ｍｌ

葡萄糖溶液

A

２ｍｌ

生理盐水

C

２ｍｌ

ATP溶液

荧光消失

适当时长

暗处

暗处

观察

无荧光出现

无荧光出现

有荧光出现

切取萤火虫的发光细胞捣碎加入适量生理盐水，分装入3支试管中

结论：

ATP为萤火虫发光直接提供能量。

一、ATP的生理功能

ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

尝试构建ATP的结构模型。

合作构建

P86‘相关信息’

核糖

脱氧核糖

磷酸基团

腺嘌呤

胞嘧啶

胸腺嘧啶

鸟嘌呤

1

2

3

4

5

5

1

2

3

4

化学键

腺嘌呤

核糖

腺苷

磷酸基团

二、ATP的分子结构

腺苷三磷酸

（一）ATP的中文名称：

腺嘌呤

核糖

腺苷

磷酸基团

特殊的化学键

普通化学键

A－P～P～P

（二）结构简式：

设计你能行

腺嘌呤

核糖

腺苷

磷酸基团

特殊的化学键

普通化学键

·

不稳定

因相邻的磷酸基团都带负电荷相互排斥等

具更高的转移势能

A－P～P～P

释放能量：

（三）ATP是一种化合物。

高能磷酸

30.54KJ/mol

1.ATP的水解（用英文简称表示物质）

ATPADP+Pi+能量

ATP水解酶

【资料卡】

细胞时刻进行各种生命活动过程，时刻需要ATP水解供能。

一个人在静止状态下,一天内也有40kg的ATP发生水解；

在剧烈运动的状态下，每分钟需要消耗0.5kgATP。

正常人体中ATP的总量很少，大约为2～10mg，基本保持不变。

如何解决量少和消耗量大的矛盾？

如何在持续消耗ATP的情况下，仍能保证ATP含量的相对稳定？

请观察图5-4，尝试写出合成ATP的化学反应式。

ADP+Pi+能量ATP

三、ATP与ADP的相互转化

1.ATP的水解

ATPADP+Pi+能量

ATP水解酶

ATP合成酶

2.ATP的合成

？

ATP合成时所需能量的主要来源

动物、人、

真菌、细菌

绿色植物

呼

吸

作

用

呼

吸

作

用

光

合

作

用

ADP+Pi+

ATP

ATP合成酶

能量

葡萄糖等有机物氧化分解，释放的能量

光合作用时，光合色素吸收的光能

、少数细菌

呼吸作用

光合作用

？

四、ATP的利用

细胞内绝大部分需要能量的生命活动

（渗透能）

主动运输

（化学能）

蔗糖、

蛋白质

等合成

大脑思考

（电能）

肌肉收缩

（机械能）

、生物发电

生物发光

（光能）

物质合成

典例1：ATP为主动运输供能

_

_结合；

_

_激活.

ATP末端磷酸基团脱离，携能量转移；

.

载体蛋白的

改变；

物质实现

逆浓度跨膜运输

物质与载体蛋白相应位点

载体蛋白的酶活性

载体蛋白磷酸化

空间结构

典例2：ATP为萤火虫发光提供能量

ATP供能

荧光素酶

＋O2

荧光素

激活的荧光素

荧光

氧化

荧光素

发出

转基因

葡萄糖

氧化分解

等

释放能量

放能反应

蛋白质

合成

等

吸收能量

吸能反应

能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。

葡萄糖等能源物质

ATP

含有能量多

含有能量相对少

【资料卡】据研究，1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kJ。1molATP水解所释放能量的能量30.54kJ。

不能被直接利用

能被直接利用

氧化分解

释放能量

ATP是

细胞的能量“货币”

第2节

【思考】

【P89】ATP和ADP相互转化的供能机制，在所有生物细胞中普遍存在。

这是否也说明了生物界的统一性？

这对你理解生物的进化有什么启示？

说明了生物界的统一性。

各种生物有着共同的起源。

【随堂练习】

１、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述，错误的是（）

Ａ、ATP的元素组成与磷脂、核苷酸一样

Ｂ、ATP可以水解为ADP和磷酸，这个过程消耗水

Ｃ、正常细胞中ATP和ADP的比值相对稳定

Ｄ、ATP合成是放能反应

Ｄ

【随堂练习】

２、离子泵是一种具有ATP水解活性的载体蛋白。下列相关描述错误的是（）

Ａ、离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输

Ｂ、加入蛋白质变性剂会降低离子泵的转运速率

Ｃ、ATP是唯一的直接能源物质

Ｄ、动物一氧化碳中毒，会降低离子泵的转运速率

Ｃ

【课后探究·联系化学】

ATP的水解与合成是可逆反应吗

提示：尝试从反应类型、反应条件、能量来源与去向，反应场所等方面比较分析。

【课后探究·联系实际】

搜索医药上的ATP制剂，关注其疗效。

反应ATP→ADP+Pi+能量

ADP+Pi+能量→ATP

反应类型

酶的类型

能量来源

能量去向

场所

酶

酶

水解反应

合