5.2 细胞的能量“货币”ATP 课件（27张PPT）

(共27张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币” atp
人教版 生物学 必修1
目标引领
1.生命观念：初步建立ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质的观点。
2.科学思维：通过系统分析ATP的分子结构，了解ATP的结构特点并阐
述ATP与ADP之间的相互转化。。
3.社会责任：通过观看足球世界杯超燃视频，感受运动与能量的魅力，呼吁青少年热爱体育运动，强身健体。（首课思政育人）
课标要求
素养目标
重点难点
1.说出ATP的结构。（重点）
2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。（难点）
解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
1．萤火虫发光的生物学意义是什么？
2．萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3．在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
主要是相互传递信号，以便繁衍后代。
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
问题激疑
15min
荧光消失
暗处
A
B
C
D
２ｍｌ葡萄糖溶液
２ｍｌATP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
卖菜
买咖啡
货币
有机物中的化学能
ATP中的化学能
耗能的生命过程
细胞中流通的能量“货币”
问题激疑
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
ATP为什么是
直接能源物质？
腺苷三磷酸
2.结构简式：
1.中文名称：
化学元素：
C、H、O、N、P
一、ATP是一种高能磷酸化合物
腺苷
特殊化学键
（2个）
普通化学键
（1个）
（3个）
=腺嘌呤+核糖
A：
P：
～：
—：
磷酸基团
腺苷
磷酸基团
特殊的化学键
A—P～P～P
腺嘌呤 核糖
自主探究
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
腺苷（A）
ATP（腺苷三磷酸）
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
ATP的结构
自主探究
自主探究
注：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。
小组合作
以小组为单位，参考课本86页，利用相关卡片构建ATP结构模型,并标明每一结构的名称。
3.特点
(1)ATP不稳定的原因：由于ATP中两个相邻的磷酸基团都_____________________等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的 ________。
(2)ATP的水解过程就是_________ 的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种_______________。
A—P ~ P ~ P
自主探究
带负电荷而相互排斥
转移势能
释放能量
高能磷酸化合物
合作解疑
ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP，脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就会成为游离的磷酸（以Pi表示）。在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP。
【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消耗量多
但ATP含量很少
ATP合成和水解都非常迅速
合作解疑
任务1：参考课本87页，利用卡片构建ATP与ADP
互相转化模式图。
合作解疑
任务2：讨论在ADP转化成ATP的过程中，所需要的
能量从哪里来？
任务3：尝试写出ATP的水解和合成的两个反应式，
并判断是否为可逆反应？
ATP与ADP相互转化示意图
ATP
ADP
能量
能量
水解
合成
合作解疑
动物和人等
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi
+ 能量
ATP
合成酶
精讲点拨
反应 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
反应类型 _________ _________
酶的类型 _______ _______
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等
能量来源 远离腺苷的特殊化学键 有机物中的化学能、光能
能量去向 __________________ ___________________
水解反应
合成反应
_________________________________________________________
_______________________。
水解酶
合成酶
用于各项生命活动
储存于特殊化学键中
物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应
精讲点拨
绿色植物（光合作用、呼吸作用）
动物和人等
（呼吸作用）
精讲点拨
各项生命活动
ATP和ADP的相互转化，伴随着能量的释放和储存（物质与能量观）
ATP含量少，消耗量相对大，由于相互转化，ATP仍能保持相对稳定（稳态与平衡观）
哪些生命活动需要消耗ATP？
实例1：ATP水解释放能量的去向
以肌肉收缩为例
如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输都需要消耗 ATP。
化学能
机械能
自主探究
实例2：ATP水解产生的物质去向
以Ca2+主动运输为例
1．参与 Ca2+ 主动运输的
是一种能催化 水解的酶。当膜内侧的Ca2+ 与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。
2．在 这种酶的作用下，ATP分子的末端 脱离下来与 结合，这一过程伴随着 的转移，这就是
。
3．载体蛋白磷酸化导致其 发生变化，使 Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将 Ca2+ 释放到膜外。
自主探究
载体蛋白
ATP
磷酸基团
载体蛋白的磷酸化
能量
载体蛋白
载体蛋白
空间结构
ATP的利用
ATP水解释放的能量与物质用于各项生命活动
光能
电能
机械能
渗透能
化学能
生物发光
主动运输
物质合成
肌肉收缩
电鳐发电
细胞内不断消耗ATP来为各种生命活动提供能量，同时也会不断合成ATP以维持ATP含量相对稳定。
放能反应：
吸能反应：
与ATP的水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。
与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。
ATP是细胞内吸能反应和放能反应间能量流通的物质载体，是细胞的能量“货币”
精讲点拨
巩固训练（判断题）
(1)ATP是细胞内主要的能源物质(　　)
(2)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成(　　)
(3)ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能(　　)
(4)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解(　　)
(5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(　　)
(6)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化(　　)
×
×
×
×
×
×
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
（抢答题）
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
（抢答题）
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
（抢答题）
学考迁移题