5.2细胞的能量“货币”ATP课件高一上学期生物人教版必修13

人教版（2019）

必修1《分子与细胞》5.2

细胞的能量“货币”ATP第5章

细胞的能量供应和利用1.说出ATP的结构；2.阐述ATP与ADP之间的相互转化；3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。课标要求1.说出ATP的结构和特点；2.通过ATP和ADP的相互转化特点，解释ATP在细胞生命活动中的作用；3.理解为什么ATP在细胞中作为能量“货币”。本节学习目标预习自测（1）ATP是高能磷酸化合物，只含有3个特殊的化学键（

）（2）细胞内储存有大量的ATP，为生命活动提供能量（

）（3）ATP与ADP之间相互转化过程中的能量来源是相同的（

）（4）ATP和ADP相互转化的反应是一个可逆反应（

）（5）所有生物细胞内ATP合成所需要的能量都来自细胞呼吸作用分解有机物释放的能量（

）×××××猜一猜1.萤火虫发光的生物学意义是什么？2.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？3.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？讨论相互传递信号，繁衍后代。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。化学能→光能有，荧光素能量由哪种物质提供呢？知识回顾主要的能源物质：良好的储能物质：为主动运输提供能量的物质：糖类脂肪细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ATP实验：探究萤火虫发光的直接供能物质15min荧光消失2mL蒸馏水暗处1234无荧光出现有荧光出现有荧光出现2mLATP溶液1.本实验的变量？2.本实验的结论？分析自变量：添加的待测直接供能物质种类因变量：是否有荧光出现无关变量：添加物的量、温度、处理时间等为什么荧光消失之后再添加？萤火虫发光的直接供能物质是ATP12342mL葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mLATP溶液1234

萤火虫等许多昆虫干重中，含蛋白质60%左右，糖类与脂肪不到10%，而ATP的含量通常不到0.6%。小资料为什么萤火虫选择含量最少的ATP来直接供能呢？一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.ATP的分子结构腺嘌呤核糖磷酸基团（P）磷酸基团（P）磷酸基团（P）（1）中文名称：腺苷三磷酸特殊化学键腺苷（A）负电负电负电（2）组成：1分子腺苷，3分子磷酸基团一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.ATP的分子结构小组内合作，自主构建ATP的结构模型，完成学案。要求：1.全员参与；2.小组合作，按照所给出的模型零件，将最终的答案粘贴到A4纸上。3.小组展示，解释清楚导学案上的问题。一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.ATP的分子结构小组内合作，自主构建ATP的结构模型。1.ATP的组成元素有哪些？C、H、O、N、P结构简式：PPPA~~2.腺苷由什么组成？含有几个磷酸基团？它们是如何连接的？3.ATP的“A”“T”和组成DNA中的“A”“T”含义相同吗？A—P~P~P一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.ATP的分子结构A—P~P~P①TACGATGC②AUGC③①

。②

。③

。④

。⑤。腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸AH④AOH⑤一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.ATP的分子结构小组内合作，自主构建ATP的结构。腺嘌呤核糖4.ATP分子去掉2个磷酸集团后剩余的部分是什么物质？ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？AMP腺苷一磷酸腺苷（A）ADP腺苷二磷酸ATP腺苷三磷酸腺嘌呤核糖核苷酸一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.ATP的分子结构小组内合作，自主构建ATP的结构。5.ATP是如何进行水解的？相邻的磷酸基团带负电，相互排斥A—P~P~P特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能在酶的作用下，末端磷酸基团脱离，挟能量与其他分子结合，使后者发生变化H2OATP水解酶Pi30.54kJ/molATPADP+Pi+

能量水解酶一、ATP是一种高能磷酸化合物

2.ATP的水解供能总结：1.ATP水解的过程就是释放能量的过程；2.1molATP水解释放的能量高达30.54KJ。所以说ATP是一种高能磷酸化合物。一般将水解时，能够释放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。ATP水解时释放的能量高达30.54kJ／mol。

经测定，一个成年人每天大约需要消耗ATP

45kg，剧烈运动的状态下，ATP的消耗量甚至达到0.5kg/min，但每一时刻储存在人体内的ATP总量不到1g。小资料从资料可以看出：生物体中ATP储存量

，需求量

。很少很大生物体是怎么解决这个问题呢？二、ATP与ADP可以相互转化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP与ADP互相转化示意图

1.ATP与ADP相互转化自主学习P86-P87相关内容，独立完成导学案中的问题。ATP是怎么合成的？二、ATP与ADP可以相互转化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP与ADP互相转化示意图

1.ATP与ADP相互转化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合成酶水解酶ADP+Pi+能量二、ATP与ADP可以相互转化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP与ADP互相转化示意图

2.ATP与ADP转化特点1.ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。2.ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物细胞中都是一样的，体现了生物界具有统一性。二、ATP与ADP可以相互转化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP与ADP互相转化示意图

2.ATP与ADP转化特点ATP的水解与合成反应是否为可逆反应？ATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量不是，酶、能量均有差别二、ATP与ADP可以相互转化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP与ADP互相转化示意图

3.ATP与ADP转化能量的来源和去向能量哪来的？能量哪里去了？二、ATP与ADP可以相互转化

3.ATP与ADP转化能量的来源和去向能量哪来的？能量哪里去了？三、ATP的利用ATP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。肌肉收缩（机械能）水母发光（光能）电鳗放电（电能）主动运输（渗透能）物质合成（化学能）

ATP是直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP等。提

醒ATP的水解释放能量是如何被上述生命活动利用的呢？三、ATP的利用实例：ATP为主动运输供能（Ca2+的主动运输）②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子末端磷酸基团脱离，挟能量与载体蛋白结合。③载体蛋白空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转移膜外侧，将Ca2+释放到膜外。

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Ca2+与其相应位点结合，其酶被激活。载体蛋白磷酸化

三、ATP的利用实例：ATP为主动运输供能三、ATP的利用

1.ATP的供能机制ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。三、ATP的利用

2.ATP是细胞内流通的能量“货币”释放能量(放能反应)合成水解生命活动(吸能反应)ATP呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）有机物中的化学能ATP中的化学能需能的生命活动ATP不断在吸能反应和放能反应之间流通，所以被形象的称为细胞内的能量“货币”。三、ATP的利用

萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素，并且发出荧光。小资料荧光素ATP激活的荧光素荧光素酶氧化荧光素荧光发出+氧气化学能光能三、ATP的利用

科学家用萤火虫发光的原理，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”。荧光树四、能源物质总结直接能源物质主要能源物质生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质能量的最终来源ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能一、概念检测1.能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是（

）A．A—P—P~P

B．A—P~P~PC．A~P~P—P

D．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．腺苷三磷酸当堂检测BD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（

）