人教版（2019）高一生物必修一5.2细胞的能量“货币”ATP教学课件(共33张PPT)

(共33张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量货币”ATP”
本 节 聚 焦
1.为什么说ATP是细胞的能量
“货币”？
2.ATP与ADP是怎样相互转化的？
这有什么意义？
3.细胞中的哪些生命活动需要
ATP提供能量？
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
2.萤火虫发光的原理是什么？
囊萤夜读
书本86页问题探讨：
传递信息，以便繁衍后代
荧光素
能量
激活的荧光素
荧光素酶
+氧气
氧化
荧光素
发出
荧光
糖类：细胞中重要的能源物质
脂肪：细胞中良好的储能物质
问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？
荧光消失
暗处
A
B
C
D
２ｍL葡萄糖溶液
２ｍL物质A溶液
２ｍL脂肪溶液
２ｍL蒸馏水
有荧光出现
无荧光出现
无荧光出现
无荧光出现
15min
暗处
取自萤火虫的发光物质
1.ATP是一种高能磷酸化合物
2.ATP与ADP可以相互转化
3.ATP的利用
4. ATP是细胞内流通的能量货币
目 录/contents
阅读课本P86-89，思考并尝试回答下列问题：
自学指导
5分钟
1.ATP的中文名称是什么？“ATP分子的结构简式如何表示？
“A、P、-、～ ”分别代表什么？
2.ATP水解时哪个化学键比较容易断裂？ATP分子去掉1个和2个磷酸基团后分别是什么物质？其完全水解会得到哪些成分？
3.ADP转化成ATP过程中，所需要的能量从哪里来？
ATP水解所释放的能量可以用于哪些生命活动？
4.ATP为主动运输供能过程是怎样的？结合图5-7分析。
ATP是一种高能磷酸化合物
PART 01
②化学组成：
C、H、O、N、P
腺苷三磷酸
腺嘌呤
核糖
三个磷酸基团
ATP的结构
①中文名称：
1
③组成元素：
1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团
腺苷(A)
~
~
模型图
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
ATP（腺苷三磷酸）
RNA基本单位之一。
(腺嘌呤核糖核苷酸)
ATP是一种高能磷酸化合物
④ATP结构简式： 。
P :
ATP的结构特点
2
A—P～P～P
腺苷（腺嘌呤＋核糖）
腺苷
特殊化学键
特殊的化学键
磷酸基团
磷酸基团
普通化学键
普通化学键
高能磷酸
A :
—：
～：
A—P～P～P
注意：ATP是一种物质，而不是能量。
ATP中远离腺苷的特殊化学键更容易断裂，1molATP水解释放能量高达30.54kJ。
两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得特殊的化学键不稳定，容易断裂,末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
ATP是一种 化合物。
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
ATP很不稳定，当末端磷酸基团脱落后剩下的结构是什么呢？
不同化合物中“A”的辨析：
ATP是一种高能磷酸化合物
小试牛刀
1、一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和特殊的化学键数目依次是（ ）。
A、1，2，2 B、1，2，1
C、1，3，2 D、2，3，1
2、如果1个ATP脱去2个磷酸，该物质就是构成核糖核酸的基本单位之一，称为（ ）
A、腺嘌呤核糖核苷酸 B、腺嘌呤脱氧核苷酸
C、胞嘧啶核糖核苷酸 D、鸟嘧啶核糖核苷酸
C
A
ATP与ADP可以相互转化
PART 02
能量
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
Pi
水
解
酶
合
成
酶
能量
Pi
ATP与ADP的相互转化有什么特点？
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi
+能量
ATP水解和ATP合成的反应式:
ATP与ADP可以相互转化
ATP消耗量大
ATP含量很少
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。
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。
ATP合成和水解都非常迅速
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。
资料分析
②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有细胞内都是一样的。体现生物
界的统一性。
①ATP、ADP在细胞内含量少，但转化迅速，时刻不停地发生并处于动态平衡中。
ATP与ADP转化特点：
ATP与ADP转化特点
ATP与ADP可以相互转化
动物、人、真菌和大多数的细菌等
绿色植物
能 量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
ATP合成酶
糖类、脂肪等有机物氧化分解
ADP转化成ATP的过程，所需要的能量从哪里来呢？
产生ATP的场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体
ATP水解的能量去哪里呢？
ATP与ADP可以相互转化
ATP
酶1
ADP
+
Pi
+
能量
酶2
光合作用
呼吸作用
特殊的化学键内的化学能
主动运输
物质合成
肌肉收缩
生物发光
…
各项生命活动
ATP与ADP可以相互转化
反 应 ATP ADP + Pi +能量 ADP + Pi +能量 ATP
反应类型
酶的类型
场　　所
能量来源
能量去向
酶1
酶2
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
活细胞多种场所
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
特殊的化学键
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存于特殊化学键中
结论 ：不属于可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所、酶也不同
ATP与ADP互相转化的总结
ATP与ADP可以相互转化
3．下列有关ATP的叙述，不正确的是(　　)
A．ATP的合成一般与放能反应相联系
B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能
C．细胞内各种吸能反应一般需要消耗ATP
D．“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”
D
ATP是高能磷酸化合物，里面储存着能量，×。
小试牛刀
ATP 的 利 用
PART 03
用于主动运输
用于肌肉收缩
用于生物发电
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
用于物质合成
用于大脑思考
用于生物发光
细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
ATP的利用
（1）ATP只能作为能源物质吗？
（2）有其他的直接能源物质吗？
2.如果将ATP中的碱基A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子组成dNTP家族，均为高能化合物。
1.20世纪50年代，研究者发现ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。
ATP是一种能源物质，也是能在细胞间传递信息的信号分子。
结论：
结论：
除了ATP外，鸟苷三磷酸GTP、尿苷三磷酸UTP和胞苷三磷酸CTP，也可以直接供能。
拓展
ATP的利用
Ca2+与载体蛋白结合
载体蛋白的酶活性被激活
催化ATP水解
Pi挟能量与载体蛋白结合导致其磷酸化
载体蛋白空间结构改变
Ca2+释放到膜外
描述Ca2＋主动运输载体是如何利用ATP的
ATP的利用——以主动运输为例
ATP的利用
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
主动运输，×；
C
逆浓度梯度，×；
载体蛋白变性，会抑制运输速率，×。
小试牛刀
ATP是细胞内流通的能量货币
PART 04
①吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。(如蛋白质的_____）
②放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中,如葡萄糖的氧化分解
③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。
合成
ATP
吸能
放能
水解
合成
细胞内的化学反应可分成 反应和 反应两大类。
放能反应
吸能反应
ATP是细胞内流通的能量货币
本节导图
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 ~ P B．A—P ~ P ~ P
C．A ~ P ~ P—P D．A ~ P ~ P ~P
B
2．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
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
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
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。
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 约只是一分 子葡萄糖的 1/94;二是 ATP 分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为 ATP 分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。
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？
植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“币”ATP,这可以从一个侧 面说明生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同起源。