5.2 细胞的能量“货币”ATP课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第2节细胞的能量“货币”ATP第五章：问题探讨主动运输ATPp磷酸化p去磷酸化ADP请同学们思考之前学过的哪一种运输方式需要ATP的参与？123ATP是一种高能磷酸化合物ATP与ADP相互转化ATP的利用目录123焦点一ATP的功能是什么？ATP有什么样的结构特点？为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ATP是一种高能磷酸化合物有机物中的化学能ATP中的化学能耗能的生命过程细胞中流通的能量“货币”1.ATP的功能驱动细胞生命活动的直接能源物质结构与功能相适应，ATP有什么样的结构可以作为直接的能源物质？ATP是一种高能磷酸化合物ATP英文全称是adenosine

triphosphate，adenosine是

结合而成。tri是“

”的意思，phosphate是

。腺苷（腺嘌呤+核糖）三磷酸基团ATP的结构式2.ATP的结构图中①②③的结构分别代表什么？腺苷三个磷酸基团腺嘌呤核糖αβγ①②A: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腺苷磷酸基团普通的化学键特殊的化学键2.ATP的结构ATP结构式ATP模型图ATP结构简式~~PPPA笔记β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂ATPH2OADP腺苷二磷酸OPOHO-O-能量高达30.54kJ/molATP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中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”与其他分子结合酶磷酸P3.ATP是一种高能磷酸化合物负电负电负电H~PPA课堂检测B1.如图为ATP的结构示意图，其中甲、乙和丙表示构成ATP的小分子物质，a、b表示某种化学键。下列叙述错误的是（

）A．甲表示磷酸基团 B．乙表示脱氧核糖C．丙表示腺嘌呤D．a、b表示特殊的化学键课堂检测A2．32P是31P的放射性同位素，科学家将标记的32P注入活的肝脏细胞内，随后迅速分离细胞内的某种物质，测定其放射性，该物质的结构如下图所示。下列叙述错误的是（

）A．该物质①处为碱基，且该碱基为RNA所特有B．ATP可能作为细胞间的信息传递分子C．ATP能为细胞的生命活动直接提供能量D．32P出现在该分子的3个磷酸基团中出现的概率不相等123焦点二ATP在细胞内的含量多吗?生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP呢?ATP合成与水解过程中能量的来源与去处是怎样的ATP与ADP相互转化ATP消耗量大ATP含量很少矛盾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。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。23资料分析结论：ATP在细胞内的含量及其生成速度：含量少，转化快ATP合成和水解都非常迅速1.ATP与ADP相互转化能量能量合成水解光合作用呼吸作用人、动物、真菌、多数细菌等绿色植物呼吸作用~~~各项生命活动PPPPPPP根据示意图你能分析ATP合成与水解过程中能量的来源与去处。来源ATPADPATP水解后转化为比ATP稳定的化合物

，脱离下来的

如果未转移给其他分子，成为游离的磷酸（Pi）。

ADP（腺苷二磷酸）磷酸基团写出ATP水解的反应式:在有关酶作用下，ADP接受

，同时与

结合，重新转化成ATP。能量Pi（1）ATP的水解过程（2）ATP的合成过程写出ATP合成的反应式:ATP合成酶ADP+Pi+能量ATP水解酶ADP+Pi+能量1.ATP与ADP相互转化反应能量来源植物动物、人、真菌、大多数细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可逆的不可逆不相同根据ATP与ADP相互转化的示意图完成下列表格ATP与ADP的相互转化時刻发生并处于

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

的动态平衡统一性ATP水解酶ADP+Pi+能量合酶2.ATP的组成1.下图表示ATP的合成和水解。下列有关ATP与ADP动态平衡的叙述，错误的是（

）A．ATP易水解与“～”的稳定性较差有关B．蓝细菌的质膜上可发生ATP的合成和水解C．肌肉收缩释放出的能量可用于ATP的合成D．细胞代谢的旺盛程度与ATP-ADP循环速度有关课堂检测C课堂检测D2.如图中甲表示ATP，乙、丙、丁、戊表示相关物质，下列有关叙述不正确的是（）A．细胞内甲和乙相互转化的能量供应机制，是生物界的统一性B．乙→甲过程中，动植物的能量来源不完全相同C．丙中含有一个磷酸基团，是RNA的基本组成单位之一D．丁由腺苷和核糖组成，而戊可用于甲的合成12焦点三ATP水解后可用于哪些生命活动?ATP水解释放的能量如何用于各项生命活动?ATP的利用用于大脑思考（电能）用于肌肉收缩（机械能）用于细胞内各种吸能反应用于生物放电（电能）用于生物发光（光能）用于主动运输（渗透能）1.ATP的利用举例ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的？细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的Ca2+与其运输的载体蛋白相应位点结合，ATP水解酶被激活；在ATP水解酶的作用下，ATP水解，磷酸基团与载体蛋白结合，载体蛋白磷酸化；载体蛋白空间结构发生变化，Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。

（主动运输为例看图5-7排序)ATP用于主动运输参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶（Ca2+-ATP酶/Ca2+泵）放能反应葡萄糖、脂肪等合成水解ATPADP能量能量2.细胞内化学反应类型放能反应与

反应联系，释放的能量储存在

中；吸能反应与

联系，需要吸收的能量由

提供；能量通过ATP在吸能反应与放能反应之间流通，因此把ATP比喻成细胞内

。ATP水解ATP合成ATP流通的能量“货币”ATP水解（各项生命活动）吸能反应什么是吸能反应、放能反应请举例，并说出它们与ATP的关系荧光素ATP能量激活的荧光素荧光素酶+氧气氧化荧光素发出荧光拓展延伸萤火虫的发光原理及利用通过本节课的学习你能解释萤火虫发光的原理吗？发挥你的想象利用萤火虫发光原理，如何利用到生活实践中？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”。课堂检测C1.相对于细胞外液而言，大部分动物细胞内部的Na＋浓度很低,而K＋浓度很高，细胞通过主动地泵出Na＋和泵入K＋,来维持这种浓度差异。运输这两种离子跨膜的是钠钾泵，运输过程如图所示。下列相关叙述错误的是（）A．钠钾泵的化学本质是蛋白质，且具有ATP水解酶的作用B．在转运Na＋和K＋的过程中，钠钾泵的空间结构会发生变化C．钠钾泵既能运输Na＋又能运输K＋，所以没有特异性D．低温、低氧会影响钠钾泵运输钠钾离子课堂检测C2．如图表示ATP-ADP循环。关于该循环的说法，正确的是（）

A．叶肉细胞中过程①发生在线粒体中，过程②发生在叶绿体中B．过程①与生物体内的许多吸能反应相联系C．过程①和过程②在肌肉收缩过程中均会发生D．细胞中需要能量的生命活动都是由过程②直接供能的ATP全称：腺苷三磷酸结构简式：

A-P～P～PATP的来源：ATP与ADP相互转化:ATP的利用：各种形式的能量光合作用呼吸作用ATPADP+Pi+能量酶1

酶2总结：正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。小结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~PB.A—P~P~PC.A~P~P—PD.A~P~P~PB教材课后习题·概念检测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D3.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教材课后习题·概念检测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教材课后习题·概念检测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。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：教材课后习题·拓展应用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：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子葡萄糖的1/94