浙科版（2019）高中生物学必修1第三章细胞的代谢3.1ATP是细胞内的“能量通货”教学课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
滑雪运动中，能量来自哪儿
糖类
太阳能
油脂
蛋白质
在生命系统中：
主要的能源物质：
最终的能量来源：
主要的储能物质：
那么又是谁直接给我们的生命活动提供能量呢？
糖类
脂肪
太阳能
ATP
第三章 细胞的代谢
新浙科版必修1
第一节 ATP是细胞内的“能量通货”
1.简述ATP的化学组成和特点。
2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。
3.解释ATP在能量代谢中的作用，明确ATP在细胞中作为“能量通货”的原因。
1.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。
2.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。
素养要求
学习目标
什么是细胞代谢？
概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢
细胞代谢发生物质变化的同时，必伴随着能量转化，有的化学反应是可自发进行的，并释放能量，叫 ，有些反应是不能自发进行的，需吸收能量，叫 。
放能反应
吸能反应
萤火虫发光的原理是什么？
荧光素+氧气
荧光素酶
氧化荧光素
ATP
（发出荧光）
化学能
光能
B
A
葡萄糖溶液
ATP溶液
结果：A组肌肉没有收缩，B组肌肉收缩
上述实验结果能说明了什么？
肌肉收缩实验（阅读课本，找出答案）
作为能源物质的葡萄糖不能直接被肌肉利用，而ATP可以
生命活动的直接能源物质是
实验结论：
纯净的ATP是白色粉末状，能够溶于水，可作为一种药品，ATP片剂可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。
适用症
用于进行性肌肉萎
缩、脑出血后遗症、
心肌疾患及肝炎等的
辅助治疗
小资料
(一)ATP的结构特点：
腺苷三磷酸
1、ATP的组成元素：
2、ATP的中文名称：
C、H、O、N、P
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
核糖
P
P
P
~
~
腺嘌呤
A—腺苷
T—三个（Tri）
P—磷酸基团
～ —高能磷酸键
A－P～P～P
腺苷
3、ATP的结构简式：
A— P ~ P ~ P
腺苷
磷酸基团
高能
磷酸键
末端的高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂，释放出大量的能量
一般将水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。
1molATP水解时释放的能量高达30.54kJ，所以ATP是高能磷酸化合物。
小资料
（A-P~P~P）
ATP
P
P
核糖
~
P
~
腺嘌呤
腺嘌呤核糖核苷酸
（A-P）
AMP
P
核糖
腺嘌呤
（A-P~P）
ADP
P
P
核糖
~
腺嘌呤
ATP与
核
苷
酸
的
比
较
P
P
P
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
腺苷三磷酸
（ATP）
腺苷二磷酸
(ADP)
P
P
P
腺苷一磷酸
(AMP)
腺嘌呤核糖核苷酸
ATP与RNA的联系：
A
核糖
P
C
核糖
P
U
核糖
P
P
G
核糖
ATP结构
RNA链片段
核糖
P
P
P
~
~
腺嘌呤
人体在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。
经测定，人体细胞中ATP和ADP的总量极少。仅能满足在他安静状态时，供肌肉收缩1~2s所需的能量。
思考：人体内通过何种途径解决如下矛盾？
A–P～P～P
Pi
A–P～P
能量
1、ATP在细胞中易于水解
各项需能的生命活动
ATP ADP + P i + 能量
水解酶
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
ATP
用于主动运输 （渗透能）
用于生物放电（电能）
用于生物发光（光能）
用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）
用于细胞内各种吸能反应（化学能）
用于大脑思考（电能）
思考：ATP水解释放的能量用于哪些生命活动？
2、ATP在细胞中易于再生
能量
ADP + Pi +
ATP
ATP合成酶
想一想
绿色植物
呼吸
作用
光合
作用
动物和人
呼吸作用
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
动物和人等
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
能量
ADP + Pi +
ATP
ATP合成酶
能量
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量
Pi
水解酶
Pi
合成酶
动态平衡
3、ATP与ADP的相互转化
A-P~P~P
水解酶
合成酶
A-P~P
+
Pi
+
ATP
ADP
能量
ATP与ADP的相互转化是否为可逆反应？
ATP的合成 ATP的水解
反应式
所需酶
能量
来源
反应
场所
ADP+Pi+能量 ATP
酶
ATP ADP+Pi+能量
酶
ATP合成酶
ATP水解酶
呼吸作用分解有机物释放的化学能和光合作用中吸收的光能
储存在ATP高能磷酸键中的化学能
线粒体、叶绿体、
细胞质基质等
细胞内所有需要能量来进行生命活动的部位
有人说，如果把糖类和脂肪比作存折，ATP则相当于现金。你认为这种比喻有道理吗
糖类、脂肪等有机物
ATP
储存的能量很多且稳定，但不能直接被利用（稳定的化学能）
能直接被利用
（活跃的化学能）
据计算，1mol葡萄糖所含的能量
是1mol ATP所含的能量的（ ）倍。
≈
≈
94
ATP是细胞的能量“通货”
1929年，德国化学家洛曼（Karl Lohmann， 1898—1978)首先发现ATP。
1935年，苏联生物学家恩格尔哈特（Vladimir Egnelhart， 1894—1984)发现肌肉收缩需要ATP。
1941年，美国生物化学家李普曼（Fritz Lipmann，1899—1986)等证明了ATP是细胞内化学能的主要载体。
1948年，英国化学家托德（Alexander Robertus Todd， 1907—1997)用化学方法合成了ATP，标志着科学界已经完全了解了ATP的结构。
李普曼、托德的研究成果使他们分别于1953年获得了诺贝尔生理学或医学奖，1957年获得了诺贝尔化学奖。
小资料
ATP的合成过程