第五章 第二节 细胞的能量“货币”ATP课件（24张ppt）-高一生物人教版（2019）必修一

(共24张PPT)
5.2 细胞的能量“货币”ATP
第五章 细胞的能量供应和利用
新教材人教版·必修1 分子与细胞
生物学
情境导入——萤火虫发光的奥秘
01 ATP的结构
课程目录
LEARNING GOALS
02 ATP与ADP的相互转化
03 本节内容总结
04 课后巩固训练
知识回顾
1、主要的能源物质是 、
2、细胞生命活动所需的主要能源物质是 被称为“生命的燃料”
3、植物体内的储能物质是 、
4、动物体内的储能物质是 、
5、细胞内良好的储能物质是 、
糖类
葡萄糖
脂肪和淀粉
脂肪和糖原
脂肪
由萤火虫发光实验可知，虽然细胞中的能源物质种类很多，但都要转化成ATP后，才能为各项生命活动直接供能。
01 ATP的结构
1.ATP的中文名称： ，
2.ATP的组成元素： 、
3.ATP的结构简式： 、
4.结构简式中符号的含义：
A： ，由 和 结合而成
P： ，共 个
～： ，共 个
5.特殊化学键水解释放的能量多达 KJ/mol，属于 化合物
自主探究
阅读教材86页，完成以下问题：
腺苷三磷酸
C、H、O、N、P
腺苷
腺嘌呤
核糖
磷酸基团
3
特殊化学键
2
30.54
高能磷酸
01 ATP的结构
-
-
-
-
深入探究
01 ATP的结构
1、一个ATP分子中包含三个磷酸基团和一个腺苷。腺苷由一个核糖和一个腺嘌呤（A）构成。
2、三个磷酸基团之间形成两个特殊化学键，其中，远离腺苷的特殊化学键不稳定，易形成和断裂。
~
~
P
P
P
~
~
深入探究
01 ATP的结构
3、一个ATP分子中含有三个磷酸基团，每个磷酸基团都容易电离出氢离子，使磷酸基团均带负（正/负）电荷。这就使磷酸基团之间因带相同电荷而相互排斥。使磷酸基团之间的化学键不稳定而形成特殊化学键。
2、其中，最外侧的磷酸基团所受排斥力最大，就使远离腺苷的特殊化学键极不稳定：既容易形成，也容易断裂。
-
-
-
-
HO
HO
HO
HO
01 ATP的结构
两者之间形成化学键时要吸收能量。化学键断裂时，会释放能量。
~
Pi
~
ADP→ATP（储能：将能量储存在特殊化学键中）
ATP→ADP（放能：将特殊化学键中的能量释放）
模型构建
反馈练习
01 ATP的结构
在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是
（　　）
A. ①和② B. ①和③ C. ③和④ D. ②和④
解析：①表示ATP的结构简式，A代表的是腺苷（一个腺嘌呤和一个核糖），其中“O”表示腺嘌呤核糖核苷酸；②中五碳糖属于核糖，代表是腺嘌呤核糖核苷酸，其中“O”表示腺嘌呤；③中含有碱基T，表示一段DNA片段，其中“O”表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；④表示转运RNA，其中“O”表示腺嘌呤；则“O”中所能应的含义最接近的是②④．
D
名师点睛
01 ATP的结构
ATP、DNA、RNA、核苷酸的结构简式中“A”的含义
合作交流
联系RNA结构简图并根据下图提示思考：
1：一分子ATP彻底水解会得到哪些成分？
A
三个磷酸基团
一个核糖
一个腺嘌呤
01 ATP的结构
01 ATP的结构
合作交流
联系RNA结构简图并根据下图提示思考：
腺嘌呤核糖核苷酸
=
腺苷一磷酸(AMP)
A腺苷
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷三磷酸（ATP）
~
~
2.请在图中表示出：
腺苷（A）
腺苷一磷酸（AMP）
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷三磷酸（ATP）
由于远离腺苷的特殊化学键不稳定，容易形成也容易断裂，所以，ATP和ADP之间容易发生相互转化。
2．ATP释放出的能量来源于 中活跃的化学能。
3．ATP合成的能量来源：
动物、人、真菌、大多数真菌： 、
绿色植物： 和 、
1
1
2
2
酶a
酶b
1、请写出图中数字或字母所代表的的信息：
1 2、 酶a 酶b 、
水解酶
酶的催化具有 、
专一性
能量
能量
磷酸基团（Pi）
Pi
Pi
合成酶
水解酶
特殊化学键
呼吸作用
光合作用
呼吸作用
一、阅读教材87页，完成下列知识点填空：
能量
合成酶
自主探究
02 ATP与ADP的相互转化
二、ATP与ADP相互转化化学表达式：
思考： 1、一个成年人在平静状态下，24小时将有40kg的ATP与ADP生转化，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg～10mg。怎么维持快速持续供能？
动态平衡
2、ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞中都是一样的，这体现了生物界的 。
3、我们还学过哪个可以支持生物界具有统一性的理论？
统一性
细胞学说
深入探究
动态平衡
02 ATP与ADP的相互转化
对比学习
水解
合成
水解酶
合成酶
活细胞内
释放能量
储存能量
特殊化学键
细胞质基质、线粒体、叶绿体
呼吸作用、光合作用
各项生命活动
ATP中的特殊化学键
比较ATP的合成与水解之间的异同
思考：ATP的水解和合成是不是可逆反应？
可逆反应的定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应。
ATP的合成与分解在反应条件、反应场所、能量来源与去向以及能量转化上均不相同，所以不是可逆反应。
02 ATP与ADP的相互转化
联系生活
阅读教材88页，你能列举哪些ATP中的能量供给各项生命活动的例子？
ATP的利用
02 ATP与ADP的相互转化
名师点睛
主动运输中，载体蛋白的作用
例题：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，如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输都需要消耗ATP。下图是ATP为主动运输供能示意图。
02 ATP与ADP的相互转化
名师点睛
(1)由甲→乙过程中，ATP转化为ADP。磷酸基团的去向及其作用是什么？
(2)从Ca2＋的转运过程看，Ca2＋的载体蛋白有什么作用？
提示：ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
提示：参与主动运输转运Ca2＋的载体蛋白有两种作用，一是运输作用，结合Ca2＋进行跨膜运输；二是催化作用，能催化ATP水解。
02 ATP与ADP的相互转化
拓展延伸
02 ATP与ADP的相互转化
细胞内的化学反应
吸能反应：反应过程需要 能量（如生物大分子的合
成），常与 相联系，ATP水解为其供能
放能反应：反应过程需要 能量（如有机物的氧化分解），
常与 相联系，释放的能量储存在ATP
中，为吸能反应提供能量
吸收
ATP的水解
释放
ATP的合成
吸能反应与放能反应
在放能反应和吸能反应之间，能量通过 进行流通。
ATP
ATP是细胞中的能量“货币”。
03 本节内容总结
ATP的结构
ATP与ADP的相互转化
04 课后巩固训练
1、如图为ATP与ADP相互转化示意图，①②代表相关的过程，下列分析错误的是(　　)
A．该转化过程需要酶的参与
B．该转化过程可以发生在大肠杆菌细
胞内
C．人体内①过程所需要的能量只能来
自细胞呼吸
D．②过程伴随着水的生成
　
D
解析：ATP的合成与水解需要酶的参与，A正确；ATP与ADP的相互转化过程可以发生在大肠杆菌细胞内，B正确；①过程是ADP与Pi合成ATP的过程，人体内该过程所需要的能量只能来自细胞呼吸，C正确；②过程是ATP水解产生ADP和Pi，该过程会消耗水，D错误。
04 课后巩固训练
2、ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内系列反应的进行(机理如图所示)。下列说法错误的是(　　)
A．ATP推动细胞做功，存在吸能反应与放能反应过程
B．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATP
C．ATP水解与磷酸化的蛋白质做功均属于放能反应
D．肌肉在收缩过程中，肌肉中的能量先增加后减少
B
解析：ATP推动细胞做功过程中，ATP的水解是放能反应，蛋白质的磷酸化过程是吸能反应，因此该过程存在吸能反应和放能反应，A正确；合成ATP的能量来源于光合作用和呼吸作用，磷酸化的蛋白质做功，失去的能量并不能用于再生ATP，B错误；ATP水解是放能反应，磷酸化的蛋白质做功也是放能反应，C正确；在肌肉收缩的过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改变形状，这是吸能反应，然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这是放能反应，肌肉收缩过程中，肌肉中的能量先增加后减少，D正确。
04 课后巩固训练
3、ATP是细胞代谢过程中的重要化合物，细胞内还有与ATP结构类似的GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是(　　)
A．放能反应常伴随ATP等的合成，而吸能反应不一定伴随ATP等的水解
B．人体的需能反应都伴随着体内储存的ATP的水解
C．ATP和UTP等分子特殊的化学键全部断裂后的产物可能是某些酶的基本组成单位
D．与ATP相同，GTP、CTP、UTP分子中均含有2个特殊的化学键
B
解析：放能反应常伴随ATP等的合成，如呼吸作用，而吸能反应不一定伴随ATP的水解，也可能是GTP、CTP、UTP等的水解，A正确；人体的需能反应也可能由GTP、CTP和UTP等供能，不一定都伴随着ATP的水解，B错误；绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，ATP、UTP分子中特殊的化学键全部断裂后的产物分别为腺嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸，它们是RNA酶的基本组成单位，C正确；根据ATP的结构可知，GTP、CTP、UTP分子中均含有2个特殊的化学键，D正确。
04 课后巩固训练
4、Na＋-K＋泵是存在于动物细胞膜上的一种载体蛋白，具有ATP酶活性，这种泵每消耗1分子的ATP，就逆浓度梯度将3分子的Na＋泵出细胞外，将2分子的K＋泵入细胞内。其具体过程如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)
A.该蛋白将Na＋泵到细胞外的跨膜运输方式是主动运输
B.该蛋白既能催化ATP的水解，又能催化ATP的合成
C.若O2供应不足，将会影响图示过程的进行
D.该蛋白的结构发生改变，有利于其与离子的结合和分离
B
解析:Na＋—K＋泵能催化ATP水解，不能催化ATP的合成，B错误。