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

問(wèn)題探討銀燭秋光冷畫(huà)屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牛郎織女星?！拍痢肚锵Α?.螢蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2.螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3.螢火蟲(chóng)發(fā)光需不需要能量呢？相互傳遞求偶信號(hào)，以便繁衍后代。腹部后端細(xì)胞內(nèi)有熒光素和熒光素酶。需要，且有能量轉(zhuǎn)換。熒光素+能量

+O2氧化熒光素+H2O熒光素酶(發(fā)出熒光)這些物質(zhì)能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接供能嗎?主要能源物質(zhì):良好的儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪糖類主動(dòng)運(yùn)輸提供能量:ATP（P89小字）研磨液熒光消失一段時(shí)間后熒光消失15min暗處①②③④2mL

蒸餾水2mL

葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mLATP溶液觀察無(wú)熒光無(wú)熒光無(wú)熒光暗處有熒光ATP為螢火蟲(chóng)尾部細(xì)胞發(fā)光直接提供能量。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

什么物質(zhì)為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接提供能量？ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)12ATP是一種高能磷酸化合物3ATP與ADP可以互相轉(zhuǎn)化ATP的利用第2節(jié)

細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第5章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用1.為什么說(shuō)ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”？2.ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？這有什么意義?3.細(xì)胞中哪些生命活動(dòng)需要ATP提供能量?本節(jié)聚焦本節(jié)內(nèi)容蛋白質(zhì)——脂肪——糖類——ATP——“不動(dòng)產(chǎn)”“定期存款”“活期存款”“現(xiàn)金”有機(jī)物中的化學(xué)能ATP中的化學(xué)能耗能的生命過(guò)程細(xì)胞中流通的能量“貨幣”結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，ATP有什么樣的結(jié)構(gòu)可以作為直接的能源物質(zhì)？AMP（腺苷一磷酸）腺苷（A）ADP（腺苷二磷酸）腺苷三磷酸1.中文名稱：2.組成元素：C、H、O、N、P3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：腺苷磷酸基團(tuán)特殊的化學(xué)鍵A—P～P～P腺嘌呤

核糖閱讀P86第三段，回答有關(guān)ATP的三個(gè)問(wèn)題：ATP（腺苷三磷酸）一、ATP是一種高能磷酸化合物ATP分子模型：各種A的辨析：圓圈中的A分別代表什么？①____________________②__________③__________

④_________________

_⑤________________腺苷（腺嘌呤+核糖）腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸α、β和γ表示ATP上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，現(xiàn)有甲、乙兩組ATP溶液：然后分別加入等量的ATP水解酶，短時(shí)間后迅速分離溶液中游離的磷酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有乙組中游離的磷酸帶有放射性。①甲組用32P標(biāo)記ATP的β位的磷酸基團(tuán)，②乙組用32P標(biāo)記ATP的γ位的磷酸基團(tuán)，資料根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，ATP水解的時(shí)候，哪個(gè)化學(xué)鍵最容易斷開(kāi)？一、ATP是一種高能磷酸化合物A－P～32P～PA－P～P～32P4.ATP供能原理：ATP中相鄰兩個(gè)磷酸基團(tuán)都帶有

而相互排斥等原因，使得特殊的化學(xué)鍵

，有離開(kāi)ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，即具有較高的

。ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合（磷酸化），從而使后者發(fā)生變化。脫離下來(lái)的磷酸基團(tuán)如果未轉(zhuǎn)移給其他分子，就成游離的磷酸（以Pi表示）這一過(guò)程中1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ。所以說(shuō)ATP是一種

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是一種物質(zhì)，不是能量，能量?jī)?chǔ)存在ATP中。注意：一、ATP是一種高能磷酸化合物負(fù)電荷不穩(wěn)定轉(zhuǎn)移勢(shì)能高能磷酸資料β位與γ位磷酸基團(tuán)之間的化學(xué)鍵更容易斷裂。ATPH2OHADP腺苷二磷酸OPOHO-O-能量高達(dá)30.54kJ/molATP中兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)帶有負(fù)電荷而相互排斥，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，

的磷酸基團(tuán)具有較高的

。ADP相互排斥的磷酸基團(tuán)減少，勢(shì)能降低磷酸基團(tuán)攜帶轉(zhuǎn)移的“勢(shì)能”與其他分子結(jié)合酶磷酸水PPPPPP

α位β位γ位負(fù)電負(fù)電負(fù)電一、ATP是一種高能磷酸化合物末端轉(zhuǎn)移勢(shì)能1.ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量多嗎?2.生物體如何補(bǔ)充生命活動(dòng)所需要的大量的ATP呢?3.ATP合成與水解過(guò)程中能量的來(lái)源與去處是怎樣的？請(qǐng)思考二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化【資料分析】ATP消耗量

。ATP含量很

。矛盾研究顯示，一個(gè)成年人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP。1成人體內(nèi)ATP總量約2-10mg，人體安靜狀態(tài)下，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1-2s。2每個(gè)細(xì)胞每秒鐘可合成約1000萬(wàn)個(gè)ATP且同時(shí)有等量ATP被水解3ATP合成和水解速度非常

。ATP與ADP可以互相轉(zhuǎn)化，并且處于動(dòng)態(tài)平衡中。二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化【結(jié)論】大少快ATP水解后轉(zhuǎn)化為比ATP穩(wěn)定的化合物

，脫離下來(lái)的

如果未轉(zhuǎn)移給其他分子，成為游離的磷酸（Pi）

ADP（腺苷二磷酸）磷酸基團(tuán)寫(xiě)出ATP水解的反應(yīng)式:在有關(guān)酶作用下，ADP接受

，同時(shí)與

結(jié)合，重新轉(zhuǎn)化成ATP能量Pi（1）ATP的水解過(guò)程（2）ATP的合成過(guò)程寫(xiě)出ATP合成的反應(yīng)式:ATP合成酶ADP+Pi+能量ATP水解酶ADP+Pi+能量二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)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來(lái)源植物動(dòng)物\人真菌能量去向一種特殊的化學(xué)鍵（末端）有機(jī)物中的化學(xué)能（呼吸作用）光能(光合作用)用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于一種特殊的化學(xué)鍵中（末端）呼吸作用有機(jī)物釋放的能量可逆的不可逆不相同ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻發(fā)生并處于

之中在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的

。物質(zhì)是

，能量是

的、酶是

的動(dòng)態(tài)平衡統(tǒng)一性ATP水解ATP合成二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP水解酶ADP+Pi+能量合成酶二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化請(qǐng)思考三、ATP的利用1.ATP水解后可用于哪些生命活動(dòng)?2.ATP水解釋放的能量如何用于各項(xiàng)生命活動(dòng)?肌肉收縮（機(jī)械能）生物發(fā)光（光能）物質(zhì)合成（化學(xué)能）主動(dòng)運(yùn)輸（滲透能）生物放電（電能）用于大腦思考（電能）葡萄糖+果糖→蔗糖酶三、ATP的利用ATP釋放的能量用于哪些生命活動(dòng)？運(yùn)動(dòng)蛋白蛋白質(zhì)發(fā)生移動(dòng)ATP絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的注：ATP不是唯一直接能源物質(zhì)，GTP、CTP、UTP等也可作直接能源物質(zhì)（了解）ATP釋放的能量如何用于各種生命活動(dòng)？三、ATP的利用ATP水解釋放的

使

等分子

化。這些分子被_______后，

。

發(fā)生變化，

也被改變，因而可以參與各種

。磷酸基團(tuán)磷酸蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)活性化學(xué)反應(yīng)磷酸化①參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。②在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來(lái)與載體蛋白結(jié)合，這一過(guò)程伴隨能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白磷酸化。③載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外側(cè)。①運(yùn)輸物質(zhì)②具有ATP水解酶活性（催化）載體蛋白的作用ATP供能的原理

光合作用呼吸作用Pi能量Pi能量主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)合成肌肉收縮……生物發(fā)光

放能反應(yīng)與ATP的

相聯(lián)系

吸能反應(yīng)與ATP的

相聯(lián)系能量通過(guò)

在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。合成水解

反應(yīng)放能

反應(yīng)吸能ATPATPADP水解合成為什么說(shuō)ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”？三、ATP的利用——ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”賣菜買咖啡貨幣有機(jī)物中的化學(xué)能ATP中的化學(xué)能耗能的生命過(guò)程細(xì)胞中流通的能量“貨幣”放能反應(yīng)吸能反應(yīng)三、ATP的利用將熒光素酶基因?qū)胫参矬w內(nèi)，再用熒光素溶液澆灌植物，使轉(zhuǎn)基因植物在黑暗中發(fā)光。與社會(huì)的聯(lián)系課堂小結(jié)發(fā)光發(fā)電、主動(dòng)運(yùn)輸、肌肉收縮、大腦思考、物質(zhì)合成光能有機(jī)物ATP——是生命活動(dòng)所需能量的

來(lái)源直接——是生命活動(dòng)的最終能量來(lái)源三大能源物質(zhì)：主要能源物質(zhì)：主要儲(chǔ)能物質(zhì)：動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)貯能物質(zhì)：植物細(xì)胞內(nèi)貯能物質(zhì)：糖類脂肪糖原淀粉(太陽(yáng)能)糖類、脂肪、蛋白質(zhì)生物界中能量代謝過(guò)程：ATP≠能量1．能準(zhǔn)確表示ATP中三個(gè)磷酸基團(tuán)之間，以及磷酸基團(tuán)和腺苷之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是（

）A．A—P—P~PB．A—P~P~PC．A~P~P—PD．A~P~P~PB2．下列物質(zhì)中，能夠直接給細(xì)胞生命活動(dòng)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、概念檢測(cè)3.ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，下面關(guān)于ATP的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．細(xì)胞質(zhì)和細(xì)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可以水解為ADP和磷酸D．正常細(xì)胞中ATP與ADP的比值相對(duì)穩(wěn)定B4.離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，它在跨膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)離不開(kāi)ATP的水解。下列敘述正確的是（

）A．離子通過(guò)離子泵的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散B．離子通過(guò)離子泵的跨膜運(yùn)輸是順濃度梯度進(jìn)行的C．動(dòng)物一氧化碳中毒會(huì)降低離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率D．加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)提高離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率C二、拓展應(yīng)用1.就細(xì)胞中的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)各舉出一個(gè)實(shí)例，并說(shuō)明這些實(shí)例分別與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系。提示：吸能反應(yīng)，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)需要消耗能量，是吸能反應(yīng)，這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時(shí)釋放能量來(lái)提供的；放能反應(yīng)，如丙酮酸的氧化分解能夠釋放能量，是放能反應(yīng)，這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外，還用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲(chǔ)存在ATP中。2.同樣是能源物質(zhì)，ATP與葡萄糖具有不同的特點(diǎn)。請(qǐng)你概括出ATP具有哪些特點(diǎn)。3.在植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的，這是否也說(shuō)明生物界的統(tǒng)一性？這對(duì)你理解生物的進(jìn)化有什么啟示？提示：在儲(chǔ)存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：一、ATP分子中含有的化學(xué)能比較少，一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時(shí)釋放的化學(xué)能大約只是一分子葡萄糖的1/94；二、ATP分子中所含的是活躍的化學(xué)能，而葡萄糖分子中所含的是穩(wěn)定的化學(xué)能。葡萄糖分子中穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化為ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞利用。提示：植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌等生物的細(xì)胞內(nèi)都具有能量“貨幣”ATP，這可以從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類繁多的生物有著共同起源。知識(shí)拓展：兩類主動(dòng)運(yùn)輸：

第一類：直接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸,通常稱為泵（ATP驅(qū)動(dòng)泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驅(qū)動(dòng)泵既是載體同時(shí)也是催化ATP水解的酶。第二類：間接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸。如圖：小腸上皮細(xì)胞逆濃度吸收葡萄糖時(shí)，沒(méi)有直接消耗ATP，而是利用Na+濃度差的能量。但是Na+濃度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+泵需要消耗ATP。兩類主動(dòng)運(yùn)輸：

腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖同上。知識(shí)拓展：《金榜》P80例題3；P82例題6。1．(2021·湖北選擇性考試模擬)擬南芥液泡膜上存在Na＋/H＋反向轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白，它可利用液泡內(nèi)外H＋的電化學(xué)梯度(電位和濃度差)將H＋轉(zhuǎn)出液泡，同時(shí)將Na＋由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)入液泡。部分物質(zhì)跨液泡膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程如圖所示，據(jù)圖判斷，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.Na＋在液泡中的積累有利于提高擬南芥的耐鹽能力B.Na＋以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞接杉?xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入液泡C.Cl－以協(xié)助擴(kuò)散的方式由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入液泡D.H2O以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出液泡3．(2022·深圳外國(guó)語(yǔ)檢測(cè))細(xì)胞內(nèi)Na＋區(qū)隔化是植物抵御鹽脅迫，減輕高鹽傷害的途徑之一。植物液泡膜上H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸釋放的能量將H＋運(yùn)進(jìn)液泡，建立液泡膜兩側(cè)的H＋濃度梯度。該濃度梯度能驅(qū)動(dòng)液泡膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白M將H＋運(yùn)出液泡，同時(shí)將Na＋由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)運(yùn)進(jìn)液泡，實(shí)現(xiàn)Na＋區(qū)隔化。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的H＋和Na＋均以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入液泡B．H＋焦磷酸酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白M在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)均需改變自身構(gòu)象C．轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白M能同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)H＋和Na＋，故其不具有特異性D．加入H＋焦磷酸酶抑制劑，Na＋跨液泡膜運(yùn)輸速率會(huì)減弱輔P36、37DC主動(dòng)運(yùn)輸?shù)?種類型知識(shí)拓展（ATP直接供能）（ATP間接接供能）同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和反向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白所利用的能量?jī)?chǔ)存在一種溶質(zhì)的電化學(xué)梯度中光能—細(xì)菌質(zhì)膜上的H+泵細(xì)胞中的偶聯(lián)現(xiàn)象：吸能反應(yīng)與ATP水解相聯(lián)系2.放能反應(yīng)與ATP合成相聯(lián)系第二節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP(共19張PPT)第二節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP(共19張PPT)【高中生物新教材】細(xì)胞的能量“貨幣”ATPPPT課件1【高中生物新教材】細(xì)胞的能量“貨幣”ATPPPT課件11ATP的結(jié)構(gòu)~~組成元素C、H、O、N、P化學(xué)組成1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基團(tuán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵易水解，釋放出能量，也可以接受能量而重新形成。只有兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵中文名稱腺苷三磷酸

用代表腺嘌呤、代表核糖、

代表磷酸基團(tuán)，嘗試構(gòu)建ATP的模型。~~腺嘌呤核糖PPP質(zhì)疑：有其他的直接能源物質(zhì)嗎?

資料:如果將ATP中堿基A替換為G、U、C，分別為鳥(niǎo)苷三磷酸，尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起組成NTP家族，其脫去核糖第二位C上的O原子組成dNTP家族，均為高能化合物。糖類、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量，但不能被直接利用。ＡＴＰ儲(chǔ)存的能量相對(duì)來(lái)說(shuō)少，但能被直接利用。能量≈≈流通理解：ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”（直接能