5.2細胞的能量“貨幣”ATP課件-高一上學期生物人教版必修1-1

問題探討銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牛郎織女星。——杜牧《秋夕》1.螢蟲發(fā)光的生物學意義是什么？2.螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3.螢火蟲發(fā)光需不需要能量呢？相互傳遞求偶信號，以便繁衍后代。腹部后端細胞內(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)能為螢火蟲發(fā)光直接供能嗎?主要能源物質(zhì):良好的儲能物質(zhì)：脂肪糖類主動運輸提供能量:ATP（P89小字）研磨液熒光消失一段時間后熒光消失15min暗處①②③④2mL

蒸餾水2mL

葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mLATP溶液觀察無熒光無熒光無熒光暗處有熒光ATP為螢火蟲尾部細胞發(fā)光直接提供能量。實驗結(jié)論：

什么物質(zhì)為螢火蟲發(fā)光直接提供能量？ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)設計實驗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)

細胞的能量“貨幣”ATP第5章

細胞的能量供應和利用1.為什么說ATP是細胞的能量“貨幣”？2.ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？這有什么意義?3.細胞中哪些生命活動需要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——“不動產(chǎn)”“定期存款”“活期存款”“現(xiàn)金”有機物中的化學能ATP中的化學能耗能的生命過程細胞中流通的能量“貨幣”結(jié)構與功能相適應，ATP有什么樣的結(jié)構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)構簡式：腺苷磷酸基團特殊的化學鍵A—P～P～P腺嘌呤

核糖閱讀P86第三段，回答有關ATP的三個問題：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上三個磷酸基團所處的位置(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標記ATP的β位的磷酸基團，②乙組用32P標記ATP的γ位的磷酸基團，資料根據(jù)實驗結(jié)果分析，ATP水解的時候，哪個化學鍵最容易斷開？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中相鄰兩個磷酸基團都帶有

而相互排斥等原因，使得特殊的化學鍵

，有離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢，即具有較高的

。ATP在酶的作用下水解時，脫離下來的末端磷酸基團挾能量與其他分子結(jié)合（磷酸化），從而使后者發(fā)生變化。脫離下來的磷酸基團如果未轉(zhuǎn)移給其他分子，就成游離的磷酸（以Pi表示）這一過程中1molATP水解釋放的能量高達30.54kJ。所以說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，能量儲存在ATP中。注意：一、ATP是一種高能磷酸化合物負電荷不穩(wěn)定轉(zhuǎn)移勢能高能磷酸資料β位與γ位磷酸基團之間的化學鍵更容易斷裂。ATPH2OHADP腺苷二磷酸OPOHO-O-能量高達30.54kJ/molATP中兩個相鄰的磷酸基團帶有負電荷而相互排斥，使得這種化學鍵不穩(wěn)定，

的磷酸基團具有較高的

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

α位β位γ位負電負電負電一、ATP是一種高能磷酸化合物末端轉(zhuǎn)移勢能1.ATP在細胞內(nèi)的含量多嗎?2.生物體如何補充生命活動所需要的大量的ATP呢?3.ATP合成與水解過程中能量的來源與去處是怎樣的？請思考二、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，一個成年人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運動的狀態(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每個細胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP且同時有等量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）磷酸基團寫出ATP水解的反應式:在有關酶作用下，ADP接受

，同時與

結(jié)合，重新轉(zhuǎn)化成ATP能量Pi（1）ATP的水解過程（2）ATP的合成過程寫出ATP合成的反應式: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源植物動物\人真菌能量去向一種特殊的化學鍵（末端）有機物中的化學能（呼吸作用）光能(光合作用)用于各項生命活動儲存于一種特殊的化學鍵中（末端）呼吸作用有機物釋放的能量可逆的不可逆不相同ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻發(fā)生并處于

之中在所有生物的細胞內(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)化請思考三、ATP的利用1.ATP水解后可用于哪些生命活動?2.ATP水解釋放的能量如何用于各項生命活動?肌肉收縮（機械能）生物發(fā)光（光能）物質(zhì)合成（化學能）主動運輸（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？運動蛋白蛋白質(zhì)發(fā)生移動ATP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？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

。磷酸基團磷酸蛋白質(zhì)空間結(jié)構活性化學反應磷酸化①參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應位點結(jié)合時，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脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白磷酸化。③載體蛋白磷酸化導致其空間結(jié)構發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外側(cè)。①運輸物質(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能量主動運輸物質(zhì)合成肌肉收縮……生物發(fā)光

放能反應與ATP的

相聯(lián)系

吸能反應與ATP的

相聯(lián)系能量通過

在吸能反應和放能反應之間流通。合成水解

反應放能

反應吸能ATPATPADP水解合成為什么說ATP是細胞的能量“貨幣”？三、ATP的利用——ATP是細胞的能量“貨幣”賣菜買咖啡貨幣有機物中的化學能ATP中的化學能耗能的生命過程細胞中流通的能量“貨幣”放能反應吸能反應三、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。與社會的聯(lián)系課堂小結(jié)發(fā)光發(fā)電、主動運輸、肌肉收縮、大腦思考、物質(zhì)合成光能有機物ATP——是生命活動所需能量的

來源直接——是生命活動的最終能量來源三大能源物質(zhì)：主要能源物質(zhì)：主要儲能物質(zhì)：動物細胞內(nèi)貯能物質(zhì)：植物細胞內(nèi)貯能物質(zhì)：糖類脂肪糖原淀粉(太陽能)糖類、脂肪、蛋白質(zhì)生物界中能量代謝過程：ATP≠能量1．能準確表示ATP中三個磷酸基團之間，以及磷酸基團和腺苷之間關系的結(jié)構簡式是（

）A．A—P—P~PB．A—P~P~PC．A~P~P—PD．A~P~P~PB2．下列物質(zhì)中，能夠直接給細胞生命活動提供能量的是（

）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3.ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)，下面關于ATP的敘述，錯誤的是（

）A．細胞質(zhì)和細胞核中都有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．正常細胞中ATP與ADP的比值相對穩(wěn)定B4.離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，它在跨膜運輸物質(zhì)時離不開ATP的水解。下列敘述正確的是（

）A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順濃度梯度進行的C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D．加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率C二、拓展應用1.就細胞中的吸能反應和放能反應各舉出一個實例，并說明這些實例分別與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么關系。提示：吸能反應，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應需要消耗能量，是吸能反應，這一反應所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的；放能反應，如丙酮酸的氧化分解能夠釋放能量，是放能反應，這一反應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，儲存在ATP中。2.同樣是能源物質(zhì)，ATP與葡萄糖具有不同的特點。請你概括出ATP具有哪些特點。3.在植物、動物、細菌和真菌的細胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的，這是否也說明生物界的統(tǒng)一性？這對你理解生物的進化有什么啟示？提示：在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點：一、ATP分子中含有的化學能比較少，一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的化學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能，而葡萄糖分子中所含的是穩(wěn)定的化學能。葡萄糖分子中穩(wěn)定的化學能只有轉(zhuǎn)化為ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞利用。提示：植物、動物、細菌和真菌等生物的細胞內(nèi)都具有能量“貨幣”ATP，這可以從一個側(cè)面說明生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類繁多的生物有著共同起源。知識拓展：兩類主動運輸：

第一類：直接消耗ATP的主動運輸,通常稱為泵（ATP驅(qū)動泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驅(qū)動泵既是載體同時也是催化ATP水解的酶。第二類：間接消耗ATP的主動運輸。如圖：小腸上皮細胞逆濃度吸收葡萄糖時，沒有直接消耗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。兩類主動運輸：

腎小管上皮細胞吸收葡萄糖同上。知識拓展：《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)運載體蛋白，它可利用液泡內(nèi)外H＋的電化學梯度(電位和濃度差)將H＋轉(zhuǎn)出液泡，同時將Na＋由細胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)入液泡。部分物質(zhì)跨液泡膜轉(zhuǎn)運過程如圖所示，據(jù)圖判斷，下列敘述錯誤的是()A.Na＋在液泡中的積累有利于提高擬南芥的耐鹽能力B.Na＋以主動運輸?shù)姆绞接杉毎|(zhì)基質(zhì)進入液泡C.Cl－以協(xié)助擴散的方式由細胞質(zhì)基質(zhì)進入液泡D.H2O以自由擴散的方式進出液泡3．(2022·深圳外國語檢測)細胞內(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＋運進液泡，建立液泡膜兩側(cè)的H＋濃度梯度。該濃度梯度能驅(qū)動液泡膜上的轉(zhuǎn)運蛋白M將H＋運出液泡，同時將Na＋由細胞質(zhì)基質(zhì)運進液泡，實現(xiàn)Na＋區(qū)隔化。下列敘述錯誤的是()A．細胞質(zhì)基質(zhì)中的H＋和Na＋均以主動運輸?shù)姆绞竭M入液泡B．H＋焦磷酸酶和轉(zhuǎn)運蛋白M在轉(zhuǎn)運時均需改變自身構象C．轉(zhuǎn)運蛋白M能同時轉(zhuǎn)運H＋和Na＋，故其不具有特異性D．加入H＋焦磷酸酶抑制劑，Na＋跨液泡膜運輸速率會減弱輔P36、37DC主動運輸?shù)?種類型知識拓展（ATP直接供能）（ATP間接接供能）同向協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白和反向協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白所利用的能量儲存在一種溶質(zhì)的電化學梯度中光能—細菌質(zhì)膜上的H+泵細胞中的偶聯(lián)現(xiàn)象：吸能反應與ATP水解相聯(lián)系2.放能反應與ATP合成相聯(lián)系第二節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP(共19張PPT)第二節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP(共19張PPT)【高中生物新教材】細胞的能量“貨幣”ATPPPT課件1【高中生物新教材】細胞的能量“貨幣”ATPPPT課件11ATP的結(jié)構~~組成元素C、H、O、N、P化學組成1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基團結(jié)構簡式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)構特點遠離腺苷的特殊化學鍵易水解，釋放出能量，也可以接受能量而重新形成。只有兩個特殊的化學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，嘗試構建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、脂肪等有機物儲存有大量的能量，但不能被直接利用。ＡＴＰ儲存的能量相對來說少，但能被直接利用。能量≈≈流通理解：ATP是細胞的能量“貨幣”（直接能