5.2細(xì)胞的能量“貨幣”ATP課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

5.2細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用新教材人教版·必修1分子與細(xì)胞生物學(xué)情境導(dǎo)入——螢火蟲發(fā)光的奧秘01ATP的結(jié)構(gòu)課程目錄LEARNINGGOALS02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化

03

本節(jié)內(nèi)容總結(jié)04

課后鞏固訓(xùn)練知識回顧1、主要的能源物質(zhì)是

、2、細(xì)胞生命活動所需的主要能源物質(zhì)是

被稱為“生命的燃料”

3、植物體內(nèi)的儲能物質(zhì)是

、

4、動物體內(nèi)的儲能物質(zhì)是

、

5、細(xì)胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)是

、

糖類葡萄糖脂肪和淀粉脂肪和糖原脂肪

由螢火蟲發(fā)光實驗可知，雖然細(xì)胞中的能源物質(zhì)種類很多，但都要轉(zhuǎn)化成ATP后，才能為各項生命活動直接供能。01ATP的結(jié)構(gòu)1.ATP的中文名稱：

，2.ATP的組成元素：

、

3.ATP的結(jié)構(gòu)簡式：

、

4.結(jié)構(gòu)簡式中符號的含義：A：

，由

和

結(jié)合而成P：

，共

個～：

，共

個5.特殊化學(xué)鍵水解釋放的能量多達(dá)

KJ/mol，屬于

化合物自主探究閱讀教材86頁，完成以下問題：腺苷三磷酸C、H、O、N、P腺苷腺嘌呤核糖磷酸基團(tuán)3特殊化學(xué)鍵230.54高能磷酸01ATP的結(jié)構(gòu)----深入探究01ATP的結(jié)構(gòu)1、一個ATP分子中包含三個磷酸基團(tuán)和一個腺苷。腺苷由一個核糖和一個腺嘌呤（A）構(gòu)成。2、三個磷酸基團(tuán)之間形成兩個特殊化學(xué)鍵，其中，遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵不穩(wěn)定，易形成和斷裂。~~PPP~~深入探究01ATP的結(jié)構(gòu)3、一個ATP分子中含有三個磷酸基團(tuán)，每個磷酸基團(tuán)都容易電離出氫離子，使磷酸基團(tuán)均帶負(fù)（正/負(fù)）電荷。這就使磷酸基團(tuán)之間因帶相同電荷而相互排斥。使磷酸基團(tuán)之間的化學(xué)鍵不穩(wěn)定而形成特殊化學(xué)鍵。2、其中，最外側(cè)的磷酸基團(tuán)所受排斥力最大，就使遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵極不穩(wěn)定：既容易形成，也容易斷裂。----HOHOHOHO01ATP的結(jié)構(gòu)

兩者之間形成化學(xué)鍵時要吸收能量?；瘜W(xué)鍵斷裂時，會釋放能量。~Pi~ADP→ATP（儲能：將能量儲存在特殊化學(xué)鍵中）ATP→ADP（放能：將特殊化學(xué)鍵中的能量釋放）模型構(gòu)建反饋練習(xí)01ATP的結(jié)構(gòu)

在下列四種化合物的化學(xué)組成中，“○”中所對應(yīng)的含義最接近的是

（）A.①和②

B.①和③

C.③和④

D.②和④

解析：①表示ATP的結(jié)構(gòu)簡式，A代表的是腺苷（一個腺嘌呤和一個核糖），其中“O”表示腺嘌呤核糖核苷酸；②中五碳糖屬于核糖，代表是腺嘌呤核糖核苷酸，其中“O”表示腺嘌呤；③中含有堿基T，表示一段DNA片段，其中“O”表示腺嘌呤脫氧核糖核苷酸；④表示轉(zhuǎn)運RNA，其中“O”表示腺嘌呤；則“O”中所能應(yīng)的含義最接近的是②④．D名師點睛01ATP的結(jié)構(gòu)ATP、DNA、RNA、核苷酸的結(jié)構(gòu)簡式中“A”的含義合作交流聯(lián)系RNA結(jié)構(gòu)簡圖并根據(jù)下圖提示思考：1：一分子ATP徹底水解會得到哪些成分？

A三個磷酸基團(tuán)一個核糖一個腺嘌呤01

ATP的結(jié)構(gòu)01

ATP的結(jié)構(gòu)合作交流聯(lián)系RNA結(jié)構(gòu)簡圖并根據(jù)下圖提示思考：腺嘌呤核糖核苷酸=腺苷一磷酸(AMP)A腺苷腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）~~2.請在圖中表示出：腺苷（A）腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）

由于遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵不穩(wěn)定，容易形成也容易斷裂，所以，ATP和ADP之間容易發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。2．ATP釋放出的能量來源于

中活躍的化學(xué)能。

3．ATP合成的能量來源：

動物、人、真菌、大多數(shù)真菌：

、

綠色植物：

和

、1122酶a酶b1、請寫出圖中數(shù)字或字母所代表的的信息：1

2、

酶a

酶b

、

水解酶酶的催化具有

、專一性能量能量磷酸基團(tuán)（Pi）PiPi合成酶水解酶特殊化學(xué)鍵呼吸作用光合作用呼吸作用一、閱讀教材87頁，完成下列知識點填空：能量合成酶自主探究02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化二、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化化學(xué)表達(dá)式：

思考：1、一個成年人在平靜狀態(tài)下，24小時將有40kg的ATP與ADP生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ATP、ADP的總量僅有2mg～10mg。怎么維持快速持續(xù)供能？動態(tài)平衡2、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞中都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的

。3、我們還學(xué)過哪個可以支持生物界具有統(tǒng)一性的理論？統(tǒng)一性細(xì)胞學(xué)說深入探究動態(tài)平衡02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化對比學(xué)習(xí)水解合成水解酶合成酶活細(xì)胞內(nèi)釋放能量儲存能量特殊化學(xué)鍵細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體呼吸作用、光合作用各項生命活動ATP中的特殊化學(xué)鍵比較ATP的合成與水解之間的異同思考：ATP的水解和合成是不是可逆反應(yīng)？

可逆反應(yīng)的定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)的方向進(jìn)行的反應(yīng)。ATP的合成與分解在反應(yīng)條件、反應(yīng)場所、能量來源與去向以及能量轉(zhuǎn)化上均不相同，所以不是可逆反應(yīng)。02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化聯(lián)系生活閱讀教材88頁，你能列舉哪些ATP中的能量供給各項生命活動的例子？ATP的利用02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化名師點睛主動運輸中，載體蛋白的作用例題：細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的，如大腦思考、電鰩發(fā)電和物質(zhì)的主動運輸都需要消耗ATP。下圖是ATP為主動運輸供能示意圖。02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化名師點睛(1)由甲→乙過程中，ATP轉(zhuǎn)化為ADP。磷酸基團(tuán)的去向及其作用是什么？(2)從Ca2＋的轉(zhuǎn)運過程看，Ca2＋的載體蛋白有什么作用？提示：ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。提示：參與主動運輸轉(zhuǎn)運Ca2＋的載體蛋白有兩種作用，一是運輸作用，結(jié)合Ca2＋進(jìn)行跨膜運輸；二是催化作用，能催化ATP水解。02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化拓展延伸02

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)吸能反應(yīng)：反應(yīng)過程需要

能量（如生物大分子的合

成），常與

相聯(lián)系，ATP水解為其供能放能反應(yīng)：反應(yīng)過程需要

能量（如有機(jī)物的氧化分解），

常與

相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP

中，為吸能反應(yīng)提供能量吸收ATP的水解釋放ATP的合成吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)

在放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)之間，能量通過

進(jìn)行流通。ATPATP是細(xì)胞中的能量“貨幣”。03

本節(jié)內(nèi)容總結(jié)ATP的結(jié)構(gòu)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化04

課后鞏固訓(xùn)練1、如圖為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖，①②代表相關(guān)的過程，下列分析錯誤的是(

)A．該轉(zhuǎn)化過程需要酶的參與B．該轉(zhuǎn)化過程可以發(fā)生在大腸桿菌細(xì)

胞內(nèi)C．人體內(nèi)①過程所需要的能量只能來

自細(xì)胞呼吸D．②過程伴隨著水的生成

D解析：ATP的合成與水解需要酶的參與，A正確；ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程可以發(fā)生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，B正確；①過程是ADP與Pi合成ATP的過程，人體內(nèi)該過程所需要的能量只能來自細(xì)胞呼吸，C正確；②過程是ATP水解產(chǎn)生ADP和Pi，該過程會消耗水，D錯誤。04

課后鞏固訓(xùn)練2、ATP可將蛋白質(zhì)磷酸化，磷酸化的蛋白質(zhì)會改變形狀做功，從而推動細(xì)胞內(nèi)系列反應(yīng)的進(jìn)行(機(jī)理如圖所示)。下列說法錯誤的是(

)A．ATP推動細(xì)胞做功，存在吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)過程B．磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去的能量主要用于再生ATPC．ATP水解與磷酸化的蛋白質(zhì)做功均屬于放能反應(yīng)D．肌肉在收縮過程中，肌肉中的能量先增加后減少B

解析：ATP推動細(xì)胞做功過程中，ATP的水解是放能反應(yīng)，蛋白質(zhì)的磷酸化過程是吸能反應(yīng)，因此該過程存在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)，A正確；合成ATP的能量來源于光合作用和呼吸作用，磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去的能量并不能用于再生ATP，B錯誤；ATP水解是放能反應(yīng)，磷酸化的蛋白質(zhì)做功也是放能反應(yīng)，C正確；在肌肉收縮的過程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改變形狀，這是吸能反應(yīng)，然后肌肉做功，失去能量，恢復(fù)原狀，這是放能反應(yīng)，肌肉收縮過程中，肌肉中的能量先增加后減少，D正確。04

課后鞏固訓(xùn)練3、ATP是細(xì)胞代謝過程中的重要化合物，細(xì)胞內(nèi)還有與ATP結(jié)構(gòu)類似的GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．放能反應(yīng)常伴隨ATP等的合成，而吸能反應(yīng)不一定伴隨ATP等的水解B．人體的需能反應(yīng)都伴隨著體內(nèi)儲存的ATP的水解C．ATP和UTP等分子特殊的化學(xué)鍵全部斷裂后的產(chǎn)物可能是某些酶的基本組成單位D．與ATP相同，GTP、CTP、UTP分子中均含有2個特殊的化學(xué)鍵B

解析：放能反應(yīng)常伴隨ATP等的合成，如呼吸作用，而吸能反應(yīng)不一定伴隨ATP的水解，也可能是GTP、CTP、UTP等的水解，A正確；人體的需能反應(yīng)也可能由GTP、CTP和UTP等供能，不一定都伴隨著ATP的水解，B錯誤；絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，ATP、UTP分子中特殊的化學(xué)鍵全部斷裂后的產(chǎn)物分別為腺嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸，它們是RNA酶的基本組成單位，C正確；根據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)可知，GTP、CTP、UTP分子中均含有2個特殊的化學(xué)鍵，D正確。04

課后鞏固訓(xùn)練4、Na＋-K＋泵是存在于動物細(xì)胞膜上的一種載體蛋