3.1ATP是细胞内的“能量通货”（教学课件）-高中生物学浙科版（2019）必修一(共23张PPT)

(共23张PPT)
第一节 ATP是细胞内的“能量通货”
第三章 细胞的代谢
教学目标
科学思维
结合ATP和ADP的相互转化模型，明确ATP在细胞中作为“能量通货”的原因。
生命观念
认知ATP在细胞生命活动中的作用与其结构特点的关系。
新课导入
用小刀将萤火虫的发光部位割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后……
ATP制剂2ml
0.1%葡萄糖2ml
蒸馏水2ml
这个实验能说明什么问题
ATP是直接能源物质
ATP是细胞生命活动的直接能源
1. 中文名称：
2. 组成部分：
3. 元素组成：
腺苷三磷酸
腺嘌呤、核糖、磷酸基团
C、H、O、N、P
4. 结构简式：
腺苷
磷酸基团
普通化学键
特殊化学键
A—P～P～P
A: —：
P： ～：
ATP是细胞生命活动的直接能源
H—N—H
C N
N C
C—H
C C H O O O
H N N O H C O P O ～P O ～P OH
C H H C OH OH OH
H C C H
OH OH
腺嘌呤
核糖
腺苷(A)
三个磷酸基团
★中文名称：
腺苷三磷酸
ATP的结构式
ATP是细胞生命活动的直接能源
H—N—H
C N
N C
C—H
C C H O O
H N N O H C O P O ～P OH
C H H C OH OH
H C C H
OH OH
腺嘌呤
核糖
腺苷(A)
两个磷酸基团
★中文名称：
腺苷二磷酸
ADP的结构式
ATP是细胞生命活动的直接能源
H—N—H
C N
N C
C—H
C C H O O
H N N O H C O P OH ～P OH
C H H C OH OH
H C C H
OH OH
腺嘌呤
核糖
腺苷(A)
一个磷酸基团
★中文名称：
腺苷一磷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
AMP的结构式
ATP是细胞生命活动的直接能源
30.54kJ/mol
放能
脱落，挟能量与其他分子结合。
Pi+能量
酶
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
H2O
+能量
ATP水解酶
ATP
ADP
+ Pi
为各项生命活动提供能量
任何活细胞内
反应场所：
能量来源：
能量去路：
远离腺苷的高能磷酸键断裂释放的化学能
ATP的水解
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
+能量
ATP合成酶
ATP
ADP
+ Pi
2.细胞呼吸分解有机物释放的化学能
1.光合作用中吸收的光能
储存到ATP中的高能磷酸键
能量去路：
能量来源：
反应场所：
细胞溶胶 线粒体 叶绿体（细胞膜）
H2O
ATP的合成
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
Pi
能量
能量
Pi
合成酶
水解酶
ATP与AP相互转化示意图
动态平衡
用于各项生命活动：主动运输、发光发电、肌肉收缩、大脑思考、物质合成等
呼吸作用
光合作用
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
A-P~P + Pi
合成酶
水解酶
A-P~P~P
能量
能量
细胞呼吸
（葡萄糖氧化分解）
各项耗能生命活动
光合作用
（绿色植物、蓝藻）
肌肉收缩
细胞分裂
物质
主动转运
蛋白质的合成
发光放电
ATP的应用
缓解脑溢血后遗症
思考并分享如何保持体力充沛
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
糖类、脂肪等有机物：储存有大量的能量，但不能被细胞直接利用
ATP：储存的能量相对较少，但水解后释放的能量能被直接利用于各项生命活动
≈
≈
呼吸作用
氧化分解
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
ATP水解 ATP合成
反应式
类型
条件
场所
能量来源
能量去向
酶
酶
ATP→ADP＋Pi＋能量
能量＋Pi＋ADP→ATP
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
生物体的需能部位
细胞质基质、线粒体
叶绿体
特殊的化学键
呼吸作用、光合作用
用于各项生命活动
储存于特殊的化学键
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
腺嘌呤
核糖
P
P
P
~
~
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）
腺苷二磷酸 （ADP）
腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
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，每分钟消耗的ATP 可达0.5kg/min
ATP
消耗量大
成人体内ATP总量约50~75g，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。
ATP
含量很少
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
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类。（了解）
与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量，
如合成蛋白质、合成淀粉等。
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
放能
反应
吸能
反应
与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解等。
课堂小结
ATP
ATP水解酶
ADP + Pi +
能量
ATP合成酶
ATP
脱水
合成
水解
放能反应所释放的能量用于ATP的合成
ATP水解所产生的能量用于吸能反应，各种生命活动。
特点：
周转速率快
动态平衡
ADP＋pi
习题检测
1.下列关于ATP的叙述，正确的是( )
A.ATP的化学性质很稳定
B.ATP中的五碳糖是核糖
C.组成ATP的化学元素中没有N
D.ATP的结构简式为A~P~P~P
答案：B
解析：ATP中，两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得两个磷酸基团之间的特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，所以ATP化学性质很不稳定，A错误；“A”为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，因此ATP中的五碳糖是核糖，B正确；组成A的化学元素有C、H、O、N、P,C错误；ATP的结构简式为A一P~P~P,D错误。
习题检测
2.关于ATP的叙述中,错误的是( )
A.ATP分子中含有三个高能磷酸键
B.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
C.ATP分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
答案：A
解析：ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的，它含有一个普通磷酸键和两个高能磷酸键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A项错误，C项正确；细胞中ATP的含量不多，但能不断地合成和水解，从而保证细胞中稳定的供能环境，B项正确；ATP分子中的“A”代表腺嘌呤和核糖组成的腺苷，而DNA、RNA中的碱基“A”分别代表腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，D项正确。
习题检测
2.关于ATP的叙述中,错误的是( )
A.ATP分子中含有三个高能磷酸键
B.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
C.ATP分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
答案：A
解析：ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的，它含有一个普通磷酸键和两个高能磷酸键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A项错误，C项正确；细胞中ATP的含量不多，但能不断地合成和水解，从而保证细胞中稳定的供能环境，B项正确；ATP分子中的“A”代表腺嘌呤和核糖组成的腺苷，而DNA、RNA中的碱基“A”分别代表腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，D项正确。
习题检测
3.ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C、H、O、N、P
B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化
D.可直接为细胞提供能量
答案：B
解析：A、ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为CH、O、N、P,A正确；B、在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP,B错误；C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；D、ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。故选B。
习题检测
4.下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
选项 正误 原因
A × 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成
B × 腺苷与磷酸基团之间的化学键是普通磷酸键，磷酸基团之间的化学键是高能磷酸键
C × ATP在水解酶的作用下水解生成ADP和磷酸，ADP和磷酸在合成酶的作用下合成ATP
D √ 吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应一般与ATP的合成有关，故吸能反应和放能 反应之间的纽带就是ATP