5.2細胞的能量“貨幣”ATP課件高一上學期生物人教版（2019）必修1

5.2細胞的能量“貨幣”ATP第五章

細胞的能量供應和利用新教材人教版·必修1分子與細胞生物學情境導入——螢火蟲發(fā)光的奧秘01ATP的結構課程目錄LEARNINGGOALS02

ATP與ADP的相互轉化

03

本節(jié)內容總結04

課后鞏固訓練知識回顧1、主要的能源物質是

、2、細胞生命活動所需的主要能源物質是

被稱為“生命的燃料”

3、植物體內的儲能物質是

、

4、動物體內的儲能物質是

、

5、細胞內良好的儲能物質是

、

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，雖然細胞中的能源物質種類很多，但都要轉化成ATP后，才能為各項生命活動直接供能。01ATP的結構1.ATP的中文名稱：

，2.ATP的組成元素：

、

3.ATP的結構簡式：

、

4.結構簡式中符號的含義：A：

，由

和

結合而成P：

，共

個～：

，共

個5.特殊化學鍵水解釋放的能量多達

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3特殊化學鍵230.54高能磷酸01ATP的結構----深入探究01ATP的結構1、一個ATP分子中包含三個磷酸基團和一個腺苷。腺苷由一個核糖和一個腺嘌呤（A）構成。2、三個磷酸基團之間形成兩個特殊化學鍵，其中，遠離腺苷的特殊化學鍵不穩(wěn)定，易形成和斷裂。~~PPP~~深入探究01ATP的結構3、一個ATP分子中含有三個磷酸基團，每個磷酸基團都容易電離出氫離子，使磷酸基團均帶負（正/負）電荷。這就使磷酸基團之間因帶相同電荷而相互排斥。使磷酸基團之間的化學鍵不穩(wěn)定而形成特殊化學鍵。2、其中，最外側的磷酸基團所受排斥力最大，就使遠離腺苷的特殊化學鍵極不穩(wěn)定：既容易形成，也容易斷裂。----HOHOHOHO01ATP的結構

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

在下列四種化合物的化學組成中，“○”中所對應的含義最接近的是

（）A.①和②

B.①和③

C.③和④

D.②和④

解析：①表示ATP的結構簡式，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表示轉運RNA，其中“O”表示腺嘌呤；則“O”中所能應的含義最接近的是②④．D名師點睛01ATP的結構ATP、DNA、RNA、核苷酸的結構簡式中“A”的含義合作交流聯(lián)系RNA結構簡圖并根據(jù)下圖提示思考：1：一分子ATP徹底水解會得到哪些成分？

A三個磷酸基團一個核糖一個腺嘌呤01

ATP的結構01

ATP的結構合作交流聯(lián)系RNA結構簡圖并根據(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）

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

中活躍的化學能。

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（Pi）PiPi合成酶水解酶特殊化學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的相互轉化二、ATP與ADP相互轉化化學表達式：

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生轉化，而細胞內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相互轉化的能量供應機制，在所有生物的細胞中都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的

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

ATP與ADP的相互轉化對比學習水解合成水解酶合成酶活細胞內釋放能量儲存能量特殊化學鍵細胞質基質、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？

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

ATP與ADP的相互轉化聯(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的相互轉化名師點睛主動運輸中，載體蛋白的作用例題：細胞中絕大多數(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的相互轉化名師點睛(1)由甲→乙過程中，ATP轉化為ADP。磷酸基團的去向及其作用是什么？(2)從Ca2＋的轉運過程看，Ca2＋的載體蛋白有什么作用？提示：ATP水解釋放的磷酸基團使蛋白質等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，空間結構發(fā)生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學反應。提示：參與主動運輸轉運Ca2＋的載體蛋白有兩種作用，一是運輸作用，結合Ca2＋進行跨膜運輸；二是催化作用，能催化ATP水解。02

ATP與ADP的相互轉化拓展延伸02

ATP與ADP的相互轉化細胞內的化學反應吸能反應：反應過程需要

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：反應過程需要

能量（如有機物的氧化分解），

常與

相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP

中，為吸能反應提供能量吸收ATP的水解釋放ATP的合成吸能反應與放能反應

在放能反應和吸能反應之間，能量通過

進行流通。ATPATP是細胞中的能量“貨幣”。03

本節(jié)內容總結ATP的結構ATP與ADP的相互轉化04

課后鞏固訓練1、如圖為ATP與ADP相互轉化示意圖，①②代表相關的過程，下列分析錯誤的是(

)A．該轉化過程需要酶的參與B．該轉化過程可以發(fā)生在大腸桿菌細

胞內C．人體內①過程所需要的能量只能來

自細胞呼吸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的相互轉化過程可以發(fā)生在大腸桿菌細胞內，B正確；①過程是ADP與Pi合成ATP的過程，人體內該過程所需要的能量只能來自細胞呼吸，C正確；②過程是ATP水解產生ADP和Pi，該過程會消耗水，D錯誤。04

課后鞏固訓練2、ATP可將蛋白質磷酸化，磷酸化的蛋白質會改變形狀做功，從而推動細胞內系列反應的進行(機理如圖所示)。下列說法錯誤的是(

)A．ATP推動細胞做功，存在吸能反應與放能反應過程B．磷酸化的蛋白質做功，失去的能量主要用于再生ATPC．ATP水解與磷酸化的蛋白質做功均屬于放能反應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推動細胞做功過程中，ATP的水解是放能反應，蛋白質的磷酸化過程是吸能反應，因此該過程存在吸能反應和放能反應，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，磷酸化的蛋白質做功也是放能反應，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，然后肌肉做功，失去能量，恢復原狀，這是放能反應，肌肉收縮過程中，肌肉中的能量先增加后減少，D正確。04

課后鞏固訓練3、ATP是細胞代謝過程中的重要化合物，細胞內還有與ATP結構類似的GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物。下列有關敘述錯誤的是(

)A．放能反應常伴隨ATP等的合成，而吸能反應不一定伴隨ATP等的水解B．人體的需能反應都伴隨著體內儲存的ATP的水解C．ATP和UTP等分子特殊的化學鍵全部斷裂后的產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個特殊的化學鍵B

解析：放能反應常伴隨ATP等的合成，如呼吸作用，而吸能反應不一定伴隨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，少數(shù)是RNA，ATP、UTP分子中特殊的化學鍵全部斷裂后的產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的結構可知，GTP、CTP、UTP分子中均含有2個特殊的化學鍵，D正確。04

課后鞏固訓練4、Na＋-K＋泵是存在于動物細胞膜上的一種載體蛋