高中生物《第2节 细胞的能量“货币”ATP》课件（共三套）

第2节细胞的能量“货币”—ATP第5章细胞的能量供应和利用萤火虫发光的原理是什么？

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。萤火虫发光的原理萤火虫的发光细胞内有特有的发光物质荧光素

荧光素+氧气为荧光素氧化提供能量的能源物质是什么？荧光素酶氧化荧光素能量（发出荧光）生命活动的直接能源物质荧光消失暗处ABCD２ｍｌ葡萄糖溶液２ｍｌATP溶液２ｍｌ脂肪溶液２ｍｌ蒸馏水观察预期结果如何？15min暗处荧光消失暗处ABCD２ｍｌ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15min暗处实验结论：ATP是直接能源物质1.ATP化学组成的特点及其在能量中的作用；2.ATP与ADP的相互转化。ATP由哪些化学成分构成？为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？ATP的结构简式如何表示？思考下列问题：一、ATP的分子结构下图是腺嘌呤核糖核苷酸分子结构式及结构模型核糖磷酸腺嘌呤ATP结构式请尝试构建ATP分子的结构模型A高能磷酸键（A—P～P～P）TP核糖磷酸腺嘌呤磷酸磷酸～～1.名称：三磷酸腺苷2.结构简式：A-P~P~PA：腺苷（腺嘌呤核苷）P：磷酸基团~：高能磷酸键T：三（30.54KJ/mol）3.结构特点：高能磷酸化合物具有较高的转移势能，远离A的高能键易水解和重新形成。组成元素：C、H、O、N、P一、ATP的分子结构水解时释放的能量大于20.92kJ/mol的化学键称为高能键，ATP分子中磷酸与磷酸之间的化学键水解时能释放30.54kJ/mol的能量，称为高能磷酸键，ATP叫做高能磷酸化合物。一个成年人在平静状态下，24小时将有40kg的ATP发生转化，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg～10mg。

据此，你能提出什么问题？能不能对所提出的问题进行尝试性的回答？二、ATP与ADP可以相互转化

对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化是时刻不停发生并处于动态平衡之中。供各种生命活动ATPADP水解合成吸能反应等放能反应等能量能量ATP是细胞内流通的能量“货币”为什么称ATP为“货币”ATP与ADP的相互转化是否是可逆反应？ATP的合成ATP的水解反应式所需酶能量来源能量去路反应场所ATP合成酶ATP水解酶光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸）储存在高能磷酸键中的能量储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位ADP＋Pi＋能量

ATP酶ATP

ADP＋Pi＋能量酶2、物质可逆，能量不可逆。特点：1、分别伴随能量的储存和释放。3、含量少，但转化快，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了为细胞稳定供能。ATPATP水解酶ATP合成酶ADP+Pi+能量人、动物、真菌等绿色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+PiATP酶人、动物、真菌等：通过呼吸作用分解有机物释放能量绿色植物：呼吸作用和光合作用三、ATP的能量来源四、ATP的利用用于各项生命活动用于细胞的主动运输等活动用于肌肉收缩等运动用于细胞内各种吸能反应用于生物发电、发光用于大脑的思考……是生命活动的直接能源物质—能量“通货”有机物ATP—是新陈代谢所需能量的

来源糖类是生命活动的主要

物质脂肪是生物体的

物质

光能—是生命活动的最终能量来源直接能源储能一、ATP的分子结构四、ATP的利用三、ATP的能量来源二、ATP和ADP可以相互转化1．ATP的分子结构简式是：A—P~P~PA：腺苷P：磷酸~：高能磷酸键2．ATP的中文名称是：三磷酸腺苷。是一种高能磷酸化合物，远离A的高能键易水解和重新形成。反应类型、条件、能量的来源、去路和反应场所不同，故不是可逆反应。光合作用、呼吸作用直接用于各项生命活动（肌肉收缩、主动运输、神经传导、发光等）1．一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（

）。A．1，2，2B．1，2，1C．1，3，2D．2，3，1C2．如果一个ATP脱去两个磷酸，该物质就是构成核酸的基本单位之一，称为（

）A．腺嘌呤核苷酸B．鸟嘌呤核苷酸C．胞嘧啶核苷酸D．鸟嘧啶核苷酸A（1）①②③④中的A依次代表的物质是______________

。（2）ATP脱掉两个磷酸基团后就是

中的A。3．区分不同物质中A腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸④4．在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（

）A．①和②B．①和③C．③和④D．⑤和⑥D5．下图表示的是ATP与ADP之间的转化图，可以确定（

）A．A为ATP，B为ADPB．酶1和酶2是同一种酶C．X1和X2是同一种物质D．能量1和能量2的来源相同C第2节细胞的能量“货币”ATP内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.简述ATP的化学组成和特点。2.简述ATP和ADP的相互转化。3.解释ATP在能量代谢中的作用。1.生命观念——结构与功能观：认同ATP的结构与功能相适应。水平一2.科学思维——分析与综合：ATP与ADP之间的相互转化；理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。水平二ATP分子的结构及特点研读教材·梳理探究———————————————知识梳理———————————————1.ATP的分子结构磷酸基团核糖2.ATP的名称与简式A—P~P~P结构组成：可以用“1、1、2、3”来总结，1个腺苷通过1个普通磷酸键和2个特殊的化学键与3个磷酸基团结合而成三磷酸腺苷腺苷磷酸基团特殊的化学键[典例1]

下列关于ATP的叙述中，错误的是(

)A.ATP分子中含有三个特殊化学键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特殊化学键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A错误，C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正确；ATP分子中的“A”代表腺苷，而DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤，D正确。答案A联想质疑★ATP的分子结构1.ATP中含有的能量是什么能？主要储存在哪些部位？提示：化学能；特殊的化学键。2.20个腺苷和60个磷酸最多可以组成多少个ATP？这些ATP分子中所含的特殊的化学键有多少个？提示：20；40。ATP与ADP的相互转化及利用———————————————知识梳理———————————————一、ATP与ADP的相互转化1.ATP与ADP转化的实质：ATP中能量的储存与释放主要通过末端磷酸基团的结合和脱离来实现。2.转化的过程(1)ATP水解产物：__________________和无机磷酸(Pi)，同时释放出________。二磷酸腺苷(ADP)(2)转化的反应式：_________________________。(3)细胞内ATP含量与转化特点含量________但转化迅速，细胞内ATP含量总处于___________的状态，从而保证了能量的__________。能量很少动态平衡持续供应(4)合成ATP所需能量的来源：所有活细胞均可通过细胞呼吸释放的能量合成ATP①人、动物、真菌、大多数细菌：来自细胞进行__________时有机物分解所释放的能量。②绿色植物：除来自__________所释放的能量，还可以来自________。呼吸作用呼吸作用光能二、ATP的生理功能1.细胞中绝大多数消耗能量的生命活动是由_________直接供能。2.功能举例ATP———————————————素养提升———————————————生命观念——ATP与ADP的相互转化与利用如图为ATP与ADP的相互转化示意图，请回答下列问题：(1)图中的酶1和酶2相同吗？提示不相同。酶1催化ATP的合成，是一种合成反应，属于合成酶；酶2催化ATP的水解，是一种水解反应，属于水解酶。(2)ATP发生水解和合成反应时能量的变化是否相同？

提示不相同。能量的变化是：ATP发生水解时释放能量，合成ATP时储存能量。(3)ATP是细胞的能量“通货”，为什么还说细胞的主要能源物质是糖类？它们有何内在联系？提示糖类是主要的能源物质，但糖类氧化分解时所释放的能量需转移到ATP中，方可被用于各种耗能反应，事实上，细胞中ATP形成时所需能量正是源于多种生化反应所释放的能量。(4)生物体的各种生命活动都需要能量，因此生物体内储存着很多的ATP，这种说法是否正确？为什么？

提示不正确。生物体活细胞中ATP和ADP在不停地相互转化，这既可避免一时用不尽的能量白白流失掉，又保证了及时供应生命活动所需的能量，因此生物体内并没有储存较多的ATP。[典例2]

如图表示ATP与ADP之间的转化图，下列分析错误的是(

)A.A为ATP，B为ADP

B.能量1和能量2来源不同C.酶1和酶2是同一种酶 D.C1和C2是同一种物质解析在水解酶的作用下，ATP远离腺苷A的那个磷酸基团脱离形成磷酸，同时储存的能量释放出来，ATP转化成ADP;在另一种酶的催化作用下，ADP可以吸收能量，与磷酸结合形成ATP。分析图示可知，A为ATP，B为ADP，C1、C2都为磷酸。答案

C【一题多变】(1)从两个相邻磷酸基团之间特殊化学键的稳定性方面分析，为什么ATP与ADP间能迅速地相互转化？提示因为末端磷酸基团稳定性较低，当ATP在ATP酶的作用下水解时，脱离下来的磷酸基团使能量与其他分子结合，从而使之发生变化，容易合成也容易水解。(2)如果图中的变化发生于人体的骨骼肌，能量2来自哪里？能量1又用于哪些过程？提示能量2来自呼吸作用，能量1用于骨骼肌的收缩及其他一些吸能反应。联想质疑★在剧烈运动时，每小时约要消耗30kgATP，但ATP在细胞内含量很少，转化速度很快！★萤火虫的发光，电鳗的放电都伴随着ATP和ADP的转化。★ATP与ADP的相互转化。★ADP转化成ATP时能量的主要来源课堂小结ADP光合第2节细胞的能量“货币”—ATP第5章细胞的能量供应和利用⒈萤火虫发光的生物学意义是什么？⒉萤火虫体内有特殊的发光物质吗？⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？主要是相互传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。有。其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。⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？有。其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。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

萤火虫发光需要

能量！主要能源物质？主要储能物质？糖类脂肪糖类、脂肪等有机物中稳定的化学能，不易被生命活动利用。需要转化成另一种能直接给细胞的生命活动提供能量的有机物。——ATP一、ATP的结构1.中文名称：三磷酸腺苷

假如用代表腺嘌呤、代表核糖、代表磷酸基团，尝试构建ATP的模型。师生互动~~腺嘌呤核糖磷酸基团（P）PPP特殊化学键腺苷(A)A–P～P～P腺苷磷酸基团特殊化学键2.结构简式：=腺嘌呤+核糖（3个）（2个）普通磷酸键（1个）师生互动PPP~~核糖腺嘌呤P核糖腺嘌呤

AMP一磷酸腺苷

=腺嘌呤核糖核苷酸ATP、ADP与腺嘌呤核糖核苷酸的区别：ATP三磷酸腺苷PP~核糖腺嘌呤ADP二磷酸腺苷mRNA？腺嘌呤～～PPPC1C2C3C4C5OOHOH腺苷腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）ADPATP普通高能高能汉水丑生侯伟作品汉水丑生侯伟作品汉水丑生侯伟作品在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（

）A．①和②B．①和④C．③和④D．②和③B【典型例题】【方法点拨】几种不同物质中A代表的含义

一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。人体中ATP的总量大约只有0.1摩尔。人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。

ATP不能被储存，因为ATP的合成后必须在短时间内被消耗.特点：含量低，转化快，不能长时间储存。从这则资料中，你能得出生物体内的ATP有什么特点？一般地说，ATP在细胞内形成后不到1min的时间就要发生转化。二、ATP和ADP可以相互转化ATP酶

酶ADP+Pi+能量1、转化过程III2、ATP合成与ATP分解的比较：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酶水解反应合成反应水解酶合成酶活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等特殊化学键有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于高能磷酸键中结论：物质是可逆的，能量是不可逆的

ATP和ADP的相互转化是不是可逆反应？（1）所需要的酶不同：催化ATP水解的酶属于水解酶，催化ATP合成的酶属于合成酶。（2）能量来源/去向不同：ATP水解释放的能量用于各项生命活动，ATP合成的能量来源于细胞呼吸或光合作用。物质是可逆的，能量是不可逆的

3．相互转化特点（1）一般地说，ATP在细胞内形成后不到1min的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的。为了高效的利用ATP，细胞中的ATP形成后很快就会被分解利用，所以细胞中ATP的含量并不多。ATP与ADP的相互转化十分迅速，处于动态平衡之中。(2)ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。ADP+动物和人绿色植物细胞呼吸细胞呼吸光合作