【公开课】细胞的能量货币ATP课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

有种虫儿真奇怪，一盏灯笼随身带，黑夜点灯满天飞，像星闪闪真可爱。猜一猜：相传，我国晋朝时有个青年叫车胤，他酷爱学习，但由于家贫买不起蜡烛，不能读书，于是就捉了很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢!他就借着萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学问的人。能量荧光素酶＋氧气荧光素激活的荧光素荧光氧化荧光素发出主要能源物质？良好储能物质？糖类脂肪为主动运输供能？ATP1234加入等量发光器粉末，放置一段时间直至荧光消失2mL蒸馏水2mL脂肪2mL葡萄糖2mLATP黑暗环境萤火虫发光器实验1.本实验的自变量是什么？如何确定实验组与对照组？2.为什么要等到荧光消失后再加入待测的能源物质？3.实验结果说明什么？添加的物质（葡萄糖/脂肪/ATP）消耗自身原本存在的能提供能量的物质，防止自身的能源物质对结果造成干扰ATP为发荧光的过程直接提供能量第2节细胞的能量“货币”ATP课标要求

核心素养解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。1.生命观念：认同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，认同ATP在细胞中作为能量“货币”的原因。阅读P86-P89回答下列问题：ATP的中文名称？ATP的结构简式？ATP简式中A、P、~分别代表什么？ATP和ADP怎样相互转化？ADP转化成ATP需要的能量从哪里来？ATP如何被利用？

普通化学键一、ATP是一种高能磷酸化合物腺嘌呤＋核糖＋3分子磷酸ATP的结构：A:P:～:—:组成元素：中文名称：左图中的A：C、H、O、N、P腺苷三磷酸腺嘌呤A—P～P～P腺苷（腺嘌呤＋核糖）磷酸基团普通的化学键特殊的化学键ATP结构简式腺苷(A)腺苷一磷酸(AMP)腺苷二磷酸(ADP)腺苷三磷酸(ATP)腺嘌呤核糖核苷酸RNA的基本组成单位之一特殊化学键模型图腺嘌呤核糖三个磷酸基团资料1α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。

α位β位γ位

该实验说明什么?PPPβ位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。为什么β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂？ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。ADP相互排斥的磷酸基团减少，势能降低磷酸基团携带转移的“势能”与其他分子结合H2OADP腺苷二磷酸磷酸能量高达30.54kJ/mol酶资料3ATP消耗量大ATP含量很少矛盾研究显示，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。1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。

2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.3ATP合成和水解都非常迅速结论：ATP在细胞内的含量及其生成速度：含量少，转化快.ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物ADP（腺苷二磷酸），脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，成为游离的磷酸（Pi）。ATP水解酶ADP+Pi+能量在有关酶作用下，ADP接受能量，同时与Pi结合，重新转化成ATP.ADP+Pi+能量ATP合成酶二、ATP与ADP可以相互转化ATP含量很少，但需求量很大，ATP如何持续供能？资料3

磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量，结果如表所示。为什么对照组ATP和ADP含量没有变化，实验组ATP含量减少，ADP含量上升？肌肉收缩会消耗ATP生成ADP，对照组中由于存在肌酸激酶，所以ADP在酶的作用下可以重新生成ATP，而实验组由于缺乏肌酸激酶，ADP不能生成ATP，所以对照组ATP和ADP含量没有变化，实验组ATP含量减少，ADP含量上升。腺苷磷酸对照组/(10－5mol·g－1)实验组/(10－5mol·g－1)收缩前收缩后收缩前收缩后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95资料4

催化ATP合成的酶主要分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上。ADP接受细胞呼吸中有机物氧化分解释放的能量或光合作用中捕获的光能，与游离的Pi结合，重新合成ATP。能量ATPADPPi光合作用呼吸作用肌肉收缩根据上述材料，请完善ATP与ADP相互转化的模型图。二、ATP与ADP可以相互转化反应能量来源植物动物\人真菌能量去向一种特殊的化学键（末端）有机物中的化学能（呼吸作用）光能(光合作用)用于各项生命活动储存于一种特殊的化学键中（末端）呼吸作用有机物释放的能量ATP与ADP相互转化小结ATP水解酶ADP+Pi+能量合成酶ATPADP+Pi+能量ATP与ADP的相互转化时刻发生并处于

之中在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的

。物质是

，能量是

的、酶是

的。可逆的不可逆不相同动态平衡统一性肌肉收缩（机械能）生物发光（光能）物质合成（化学能）主动运输（渗透能）生物放电（电能）二、ATP的利用ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的？两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等ATP中特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，即具有较高的转移势能。ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化ATP为Ca2+运输供能载体蛋白的磷酸化。载体蛋白空间结构发生变化ATP水解酶被激活。Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外在ATP酶的作用下，ATP水解。磷酸基团与载体蛋白结合Ca2+与其运输的载体蛋白相应位点结合

（主动运输为例看图5-7排序)答案：7-3-5-6-1-2-4ATP用于主动运输生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)良好储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。“不动产”“定期存款”“活期存款”“现金”吸能反应，如蛋白质的合成放能反应，如葡萄糖的氧化分解，释放的能量储存在ATP中细胞内的化学反应可以分为吸能反应与放能反应。吸能反应与ATP的水解相联系，放能反应与ATP的合成相联系。ATP是细胞中的能量“货币”！ATP中的化学能糖类等有机物中的化学能直接用于各种生命活动ATP水解呼吸作用商品生产商品消费货

币合成水解（1）ATP只能作为能源物质吗？（2）有其他的直接能源物质吗？资料6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。资料520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。勇于质疑?培育出转基因荧光树

将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。萤火虫的发光原理荧光素酶＋氧气荧光素激活的荧光素荧光氧化荧光素发出ATP应用:

白天，阳光照射，公园与普通公园一模一样。晚上，这些树就自动发光。公园里不需要路灯，一片通明。而且，光照非常柔和。

未来，夜间发光的树可能会成为街灯的天然替代品。P89练习与应用一、概念检测1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺昔之间关系的结构简式是()A.A--P--P～PB.A--P～P～PC.A～P～P-PD.A～P～P～P2.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3.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BDB4.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C2.同样是能源物质，AIP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。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?提示：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时释放的化学能大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.提示：植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”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。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。提示：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.ATP的中文名称是__________，结构简式是__________，ATP简式中A代表_____，由_______________组成，P代表________，~代表__________。ATP分子中有___个磷酸，___个高能磷酸键。ATP失去两个磷酸后得到__________________，是______的单位之一。ADP与ATP含量_____（多或少），转化______（快或慢）。ADP与ATP的转化_____（可或不可）逆。动物合成ATP的能量来自于_____________________________，植物合成ATP的能量来自于__________________________________________________________。6、ATP水解与_______反应相联系，ATP合成与_______反应相联系。腺苷三磷酸磷酸集团腺嘌呤和核糖腺苷A-P~P~P特殊化学键腺嘌呤核糖核苷酸RNA快少不可呼吸作用有机物分解释放的能量放能吸能32呼吸作用有机物分解释放的能量和光合作用中利用的光能练一练1.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和特殊化学键数目依次是（）。

A、1，2，