5.2 细胞的能量“货币”ATP课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章细胞的能量供应和利用

炎炎烈日之下，岩石变得很烫，这是因为照射在岩石上的光能转变成热能，而组成岩石的分子并未发生化学变化。岩石旁边的植物同样遭到暴晒，却并未变得发烫。是不是植物不吸收光能呢？当然不是。植物的叶片不但能吸收光能，而且能通过光合作用，将一部分光能转变成储存在有机物中的化学能。

细胞的生命活动是需要能量来驱动的。太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。

细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？

第2节细胞的能量“货币”ATP目标0102依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。教学目标1、萤虫发光的生物学意义是什么？《秋夕》杜牧（唐）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。相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。问题探讨讨论：《秋夕》杜牧（唐）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。问题探讨讨论：2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？有，萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素。《秋夕》杜牧（唐）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。问题探讨讨论：3、萤火虫发光的过程中有能量的转化吗？有，化学能转变为光能。萤火虫发光需要的能量靠谁直接提供呢?【相关资料】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。能量荧光素酶＋

氧气荧光素激活的荧光素荧光氧化荧光素发出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萤火虫的发光原理细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ATP（为主动运输提供能量）如何设计实验来探究什么物质是萤火虫发光的直接能源物质呢？一、探究生命活动的直接能源物质荧光消失ABCD暗处15min【实验探究】取数十只萤火虫的发光器，干燥后研磨成粉末，等量分成4份，分别装入四支试管，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：有荧光无荧光无荧光无荧光2ml蒸馏水2ml葡萄糖溶液2ml脂肪溶液2mlATP溶液暗处观察ATP为萤火虫发光直接提供能量。一、探究生命活动的直接能源物质ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。1.ATP的中文名称？2.ATP的元素组成？3.ATP的结构简式为？4.A、T、P、—、～分别代表什么？5.ATP为什么不稳定？6.为什么说ATP是高能磷酸化合物？7.ATP的A具体指什么结构？包含哪几部分？跟我们以前学过的A有什么

区别（DNA、RNA等）？自主学习课本P86相关内容，完成以下问题。二、ATP是一种高能磷酸化合物（腺嘌呤+核糖）腺苷（A）ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本单位之一）~~1.ATP的中文名称：腺苷三磷酸2.ATP的元素组成：C、H、O、N、P3.ATP的结构简式：A-P～P～P4.A、T、P、～的含义：A表示：腺苷T表示：三P表示：磷酸基团～表示：特殊的化学键三个磷酸基团二、ATP是一种高能磷酸化合物二一~~5.ATP为什么不稳定：～代表一种特殊的化学键，由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。二、ATP是一种高能磷酸化合物6.ATP是高能磷酸化合物的原因是：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，从而使后者发生变化。所以ATP水解的过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。二、ATP是一种高能磷酸化合物化合物结构简式“A”含义共同点ATP DNA RNA 核苷酸

腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤7.不同化合物中“A”的辨析：二、ATP是一种高能磷酸化合物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合成和水解都非常迅速1.ATP水解的过程是怎样的？2.ADP合成的过程是怎样的？所需要的能量来源于哪里？3.ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗?4.ATP与ADP的相互转化有何特点？自主学习课本P87相关内容，完成以下问题。三、ATP和ADP可以相互转化+

能量1.ATP水解的过程：

酶A–P～P～PA–P～PADP腺苷二磷酸不稳定,易断裂,也易形成用于各项生命活动+PiATP三、ATP和ADP可以相互转化呼吸作用光合作用呼吸作用人和动物等绿色植物ADP+Pi2、ATP合成的过程+

能量ATP酶FFFFF

对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，合成ATP的能量来自于细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量；对于绿色植物来说，既可以来自光能，也可以来自呼吸作用所释放的能量。三、ATP和ADP可以相互转化PPP~~能量能量酶酶PP~PiPiATP

ADP+Pi+

能量物质可逆，能量不可逆3、ATP与ADP

相互转化示意图：催化ATP水解与合成的酶是否相同？能量是否相同？ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗?不是ATP水解酶ATP合成酶用于各项生命活动光合作用呼吸作用ATPADP三、ATP和ADP可以相互转化水解合成①ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。②ATP与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，体现了生物界的统一性。PPP~~能量能量合成酶水解酶ATP与ADP相互转化示意图PP~PiPi4.ATP与ADP的相互转化有何特点?动态平衡三、ATP和ADP可以相互转化反应反应类型酶的类型能量来源能量去向场所结论：物质是可逆的，能量是不可逆的，所需酶、场所也不相同ATPADP+Pi+能量酶ADP+Pi+能量ATP酶水解反应合成反应ATP水解酶ATP合成酶ATP中特殊化学键有机物中的化学能以及光能用于各项生命活动储存于ATP的特殊化学键中活细胞所有部位细胞质基质、线粒体、叶绿体等三、ATP和ADP可以相互转化用于大脑思考（电能）用于主动运输（渗透能）用于生物发光(光能)用于生物发电（电能）

用于物质合成（化学能）用于肌肉收缩（机械能）ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？四、ATP的利用四、ATP的利用胞外胞内胞外胞内胞外胞内ATPADPP1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP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。为什么称ATP为“货币”呢？四、ATP的利用PiH2OPATPADP水解合成（各项生命活动）吸能反应放能反应能量能量ATP是细胞内流通的能量“货币”葡萄糖、脂肪等

吸能反应：(伴随ATP水解）由ATP水解提供能量。

放能反应：（伴随ATP合成）释放的能量贮存在ATP中。四、ATP的利用生物体能源物质生物体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直接能源物质最终能量来源ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能糖类、脂肪、蛋白质

有关能源物质的回顾与小结四、ATP的利用ATP全称：三磷酸腺苷结构简式：

A-P～P～PATP的来源：ATP与ADP相互转化:ATP的利用：各种形式的能量光合作用呼吸作用ATPADP+Pi+能量酶1

酶2总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，才能及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。课堂小结练习与应用.

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~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B一、概念检测D.

3.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一、概念检测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.

C一、概念检测.

二、拓展应用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。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，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大