5.2细胞的能量“货币”ATP课件-高一上学期生物人教版必修1-1

问题探讨银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牛郎织女星。——杜牧《秋夕》1.萤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.萤火虫发光需不需要能量呢？相互传递求偶信号，以便繁衍后代。腹部后端细胞内有荧光素和荧光素酶。需要，且有能量转换。荧光素+能量

+O2氧化荧光素+H2O荧光素酶(发出荧光)这些物质能为萤火虫发光直接供能吗?主要能源物质:良好的储能物质：脂肪糖类主动运输提供能量:ATP（P89小字）研磨液荧光消失一段时间后荧光消失15min暗处①②③④2mL

蒸馏水2mL

葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mLATP溶液观察无荧光无荧光无荧光暗处有荧光ATP为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量。实验结论：

什么物质为萤火虫发光直接提供能量？ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质设计实验12ATP是一种高能磷酸化合物3ATP与ADP可以互相转化ATP的利用第2节

细胞的能量“货币”ATP第5章

细胞的能量供应和利用1.为什么说ATP是细胞的能量“货币”？2.ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义?3.细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量?本节聚焦本节内容蛋白质——脂肪——糖类——ATP——“不动产”“定期存款”“活期存款”“现金”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”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？AMP（腺苷一磷酸）腺苷（A）ADP（腺苷二磷酸）腺苷三磷酸1.中文名称：2.组成元素：C、H、O、N、P3.结构简式：腺苷磷酸基团特殊的化学键A—P～P～P腺嘌呤

核糖阅读P86第三段，回答有关ATP的三个问题：ATP（腺苷三磷酸）一、ATP是一种高能磷酸化合物ATP分子模型：各种A的辨析：圆圈中的A分别代表什么？①____________________②__________③__________

④_________________

_⑤________________腺苷（腺嘌呤+核糖）腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸α、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：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，结果发现只有乙组中游离的磷酸带有放射性。①甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团，②乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，资料根据实验结果分析，ATP水解的时候，哪个化学键最容易断开？一、ATP是一种高能磷酸化合物A－P～32P～PA－P～P～32P4.ATP供能原理：ATP中相邻两个磷酸基团都带有

而相互排斥等原因，使得特殊的化学键

，有离开ATP而与其他分子结合的趋势，即具有较高的

。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（磷酸化），从而使后者发生变化。脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就成游离的磷酸（以Pi表示）这一过程中1molATP水解释放的能量高达30.54kJ。所以说ATP是一种

化合物。30.54KJ/mol

A–P～P(腺苷二磷酸)水解酶+能量A–P～P～P(腺苷三磷酸)+Pi＋H2OATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。注意：一、ATP是一种高能磷酸化合物负电荷不稳定转移势能高能磷酸资料β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。ATPH2OHADP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，

的磷酸基团具有较高的

。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”与其他分子结合酶磷酸水PPPPPP

α位β位γ位负电负电负电一、ATP是一种高能磷酸化合物末端转移势能1.ATP在细胞内的含量多吗?2.生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP呢?3.ATP合成与水解过程中能量的来源与去处是怎样的？请思考二、ATP与ADP可以相互转化【资料分析】ATP消耗量

。ATP含量很

。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合成和水解速度非常

。ATP与ADP可以互相转化，并且处于动态平衡中。二、ATP与ADP可以相互转化【结论】大少快ATP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+能量二、ATP与ADP可以相互转化ATP水解酶ADP+Pi+能量合成酶需要水，但是往往被省略掉能量来源植物动物\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可逆的不可逆不相同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ATP合成二、ATP与ADP可以相互转化ATP水解酶ADP+Pi+能量合成酶二、ATP与ADP可以相互转化请思考三、ATP的利用1.ATP水解后可用于哪些生命活动?2.ATP水解释放的能量如何用于各项生命活动?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）用于大脑思考（电能）葡萄糖+果糖→蔗糖酶三、ATP的利用ATP释放的能量用于哪些生命活动？运动蛋白蛋白质发生移动ATP绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的注：ATP不是唯一直接能源物质，GTP、CTP、UTP等也可作直接能源物质（了解）ATP释放的能量如何用于各种生命活动？三、ATP的利用ATP水解释放的

使

等分子

化。这些分子被_______后，

。

发生变化，

也被改变，因而可以参与各种

。磷酸基团磷酸蛋白质空间结构活性化学反应磷酸化①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP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在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外侧。①运输物质②具有ATP水解酶活性（催化）载体蛋白的作用ATP供能的原理

光合作用呼吸作用Pi能量Pi能量主动运输物质合成肌肉收缩……生物发光

放能反应与ATP的

相联系

吸能反应与ATP的

相联系能量通过

在吸能反应和放能反应之间流通。合成水解

反应放能

反应吸能ATPATPADP水解合成为什么说ATP是细胞的能量“货币”？三、ATP的利用——ATP是细胞的能量“货币”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”放能反应吸能反应三、ATP的利用将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。与社会的联系课堂小结发光发电、主动运输、肌肉收缩、大脑思考、物质合成光能有机物ATP——是生命活动所需能量的

来源直接——是生命活动的最终能量来源三大能源物质：主要能源物质：主要储能物质：动物细胞内贮能物质：植物细胞内贮能物质：糖类脂肪糖原淀粉(太阳能)糖类、脂肪、蛋白质生物界中能量代谢过程：ATP≠能量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~PB2．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

一、概念检测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B4.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。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。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、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、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。知识拓展：两类主动运输：

第一类：直接消耗ATP的主动运输,通常称为泵（ATP驱动泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。第二类：间接消耗ATP的主动运输。如图：小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+泵需要消耗ATP。两类主动运输：

肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。知识拓展：《金榜》P80例题3；P82例题6。1．(2021·湖北选择性考试模拟)拟南芥液泡膜上存在Na＋/H＋反向转运载体蛋白，它可利用液泡内外H＋的电化学梯度(电位和浓度差)将H＋转出液泡，同时将Na＋由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，据图判断，下列叙述错误的是()A.Na＋在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐能力B.Na＋以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡C.Cl－以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡D.H2O以自由扩散的方式进出液泡3．(2022·深圳外国语检测)细胞内Na＋区隔化是植物抵御盐胁迫，减轻高盐伤害的途径之一。植物液泡膜上H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度能驱动液泡膜上的转运蛋白M将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质基质运进液泡，实现Na＋区隔化。下列叙述错误的是()A．细胞质基质中的H＋和Na＋均以主动运输的方式进入液泡B．H＋焦磷酸酶和转运蛋白M在转运时均需改变自身构象C．转运蛋白M能同时转运H＋和Na＋，故其不具有特异性D．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Na＋跨液泡膜运输速率会减弱辅P36、37DC主动运输的3种类型知识拓展（ATP直接供能）（ATP间接接供能）同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白所利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中光能—细菌质膜上的H+泵细胞中的偶联现象：吸能反应与ATP水解相联系2.放能反应与ATP合成相联系第二节细胞的能量“货币”ATP(共19张PPT)第二节细胞的能量“货币”ATP(共19张PPT)【高中生物新教材】细胞的能量“货币”ATPPPT课件1【高中生物新教材】细胞的能量“货币”ATPPPT课件11ATP的结构~~组成元素C、H、O、N、P化学组成1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团结构简式A－P～P～P腺苷(A)腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）结构特点远离腺苷的特殊化学键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成。只有两个特殊的化学键中文名称腺苷三磷酸

用代表腺嘌呤、代表核糖、

代表磷酸基团，尝试构建ATP的模型。~~腺嘌呤核糖PPP质疑：有其他的直接能源物质吗?

资料:如果将ATP中碱基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。糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用。ＡＴＰ储存的能量相对来说少，但能被直接利用。能量≈≈流通理解：ATP是细胞的能量“货币”（直接能