人教版（2019）

必修1《分子與細胞》5.2

細胞的能量“貨幣”ATP第5章

細胞的能量供應和利用1.說出ATP的結構；2.闡述ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化；3.舉例說明ATP在細胞代謝中的作用。課標要求1.說出ATP的結構和特點；2.通過ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化特點，解釋ATP在細胞生命活動中的作用；3.理解為什么ATP在細胞中作為能量“貨幣”。本節(jié)學習目標預習自測（1）ATP是高能磷酸化合物，只含有3個特殊的化學鍵（

）（2）細胞內(nèi)儲存有大量的ATP，為生命活動提供能量（

）（3）ATP與ADP之間相互轉(zhuǎn)化過程中的能量來源是相同的（

）（4）ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的反應是一個可逆反應（

）（5）所有生物細胞內(nèi)ATP合成所需要的能量都來自細胞呼吸作用分解有機物釋放的能量（

）×××××猜一猜1.螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？2.在螢火蟲發(fā)光的過程中有能量轉(zhuǎn)化嗎？3.螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？討論相互傳遞信號，繁衍后代。有種蟲兒真奇怪，一盞燈籠隨身帶，黑夜點燈滿天飛，像星閃閃真可愛?；瘜W能→光能有，熒光素能量由哪種物質(zhì)提供呢？知識回顧主要的能源物質(zhì)：良好的儲能物質(zhì)：為主動運輸提供能量的物質(zhì)：糖類脂肪細胞內(nèi)哪些物質(zhì)有可能為螢火蟲發(fā)光提供能量呢？ATP實驗：探究螢火蟲發(fā)光的直接供能物質(zhì)15min熒光消失2mL蒸餾水暗處1234無熒光出現(xiàn)有熒光出現(xiàn)有熒光出現(xiàn)2mLATP溶液1.本實驗的變量？2.本實驗的結論？分析自變量：添加的待測直接供能物質(zhì)種類因變量：是否有熒光出現(xiàn)無關變量：添加物的量、溫度、處理時間等為什么熒光消失之后再添加？螢火蟲發(fā)光的直接供能物質(zhì)是ATP12342mL葡萄糖溶液2mL脂肪溶液2mLATP溶液1234

螢火蟲等許多昆蟲干重中，含蛋白質(zhì)60%左右，糖類與脂肪不到10%，而ATP的含量通常不到0.6%。小資料為什么螢火蟲選擇含量最少的ATP來直接供能呢？一、ATP是一種高能磷酸化合物

1.ATP的分子結構腺嘌呤核糖磷酸基團（P）磷酸基團（P）磷酸基團（P）（1）中文名稱：腺苷三磷酸特殊化學鍵腺苷（A）負電負電負電（2）組成：1分子腺苷，3分子磷酸基團一、ATP是一種高能磷酸化合物

1.ATP的分子結構小組內(nèi)合作，自主構建ATP的結構模型，完成學案。要求：1.全員參與；2.小組合作，按照所給出的模型零件，將最終的答案粘貼到A4紙上。3.小組展示，解釋清楚導學案上的問題。一、ATP是一種高能磷酸化合物

1.ATP的分子結構小組內(nèi)合作，自主構建ATP的結構模型。1.ATP的組成元素有哪些？C、H、O、N、P結構簡式：PPPA~~2.腺苷由什么組成？含有幾個磷酸基團？它們是如何連接的？3.ATP的“A”“T”和組成DNA中的“A”“T”含義相同嗎？A—P~P~P一、ATP是一種高能磷酸化合物

1.ATP的分子結構A—P~P~P①TACGATGC②AUGC③①

。②

。③

。④

。⑤。腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸AH④AOH⑤一、ATP是一種高能磷酸化合物

1.ATP的分子結構小組內(nèi)合作，自主構建ATP的結構。腺嘌呤核糖4.ATP分子去掉2個磷酸集團后剩余的部分是什么物質(zhì)？ATP和RNA在組成成分上有怎樣的聯(lián)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是一種高能磷酸化合物

1.ATP的分子結構小組內(nèi)合作，自主構建ATP的結構。5.ATP是如何進行水解的？相鄰的磷酸基團帶負電，相互排斥A—P~P~P特殊化學鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團有較高的轉(zhuǎn)移勢能在酶的作用下，末端磷酸基團脫離，挾能量與其他分子結合，使后者發(fā)生變化H2OATP水解酶Pi30.54kJ/molATPADP+Pi+

能量水解酶一、ATP是一種高能磷酸化合物

2.ATP的水解供能總結：1.ATP水解的過程就是釋放能量的過程；2.1molATP水解釋放的能量高達30.54KJ。所以說ATP是一種高能磷酸化合物。一般將水解時，能夠釋放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。ATP水解時釋放的能量高達30.54kJ／mol。

經(jīng)測定，一個成年人每天大約需要消耗ATP

45kg，劇烈運動的狀態(tài)下，ATP的消耗量甚至達到0.5kg/min，但每一時刻儲存在人體內(nèi)的ATP總量不到1g。小資料從資料可以看出：生物體中ATP儲存量

，需求量

。很少很大生物體是怎么解決這個問題呢？二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化示意圖

1.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化自主學習P86-P87相關內(nèi)容，獨立完成導學案中的問題。ATP是怎么合成的？二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化示意圖

1.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化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。ATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化示意圖

2.ATP與ADP轉(zhuǎn)化特點1.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中的。2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應機制，在所有生物細胞中都是一樣的，體現(xiàn)了生物界具有統(tǒng)一性。二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化示意圖

2.ATP與ADP轉(zhuǎn)化特點ATP的水解與合成反應是否為可逆反應？ATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量不是，酶、能量均有差別二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP能量能量水解酶合成酶ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化示意圖

3.ATP與ADP轉(zhuǎn)化能量的來源和去向能量哪來的？能量哪里去了？二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

3.ATP與ADP轉(zhuǎn)化能量的來源和去向能量哪來的？能量哪里去了？三、ATP的利用ATP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。肌肉收縮（機械能）水母發(fā)光（光能）電鰻放電（電能）主動運輸（滲透能）物質(zhì)合成（化學能）

ATP是直接能源物質(zhì)，但不是唯一的直接能源物質(zhì)，如存在于各種生物體細胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP等。提

醒ATP的水解釋放能量是如何被上述生命活動利用的呢？三、ATP的利用實例：ATP為主動運輸供能（Ca2+的主動運輸）②在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子末端磷酸基團脫離，挾能量與載體蛋白結合。③載體蛋白空間結構發(fā)生變化，使Ca2+的結合位點轉(zhuǎn)移膜外側，將Ca2+釋放到膜外。

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Ca2+與其相應位點結合，其酶被激活。載體蛋白磷酸化

三、ATP的利用實例：ATP為主動運輸供能三、ATP的利用

1.ATP的供能機制ATP水解釋放的磷酸基團使蛋白質(zhì)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。三、ATP的利用

2.ATP是細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”釋放能量(放能反應)合成水解生命活動(吸能反應)ATP呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）有機物中的化學能ATP中的化學能需能的生命活動ATP不斷在吸能反應和放能反應之間流通，所以被形象的稱為細胞內(nèi)的能量“貨幣”。三、ATP的利用

螢火蟲尾部的發(fā)光細胞中含有熒光素和熒光素酶。熒光素接受ATP提供的能量后就被激活，在熒光素酶的催化作用下，熒光素與氧發(fā)生化學反應，形成氧化熒光素，并且發(fā)出熒光。小資料熒光素ATP激活的熒光素熒光素酶氧化熒光素熒光發(fā)出+氧氣化學能光能三、ATP的利用

科學家用螢火蟲發(fā)光的原理，將熒光素酶基因?qū)胫参锖?，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，從而培育出一種能發(fā)光的“熒光樹”。熒光樹四、能源物質(zhì)總結直接能源物質(zhì)主要能源物質(zhì)生物體內(nèi)重要儲能物質(zhì)動物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)植物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)能量的最終來源ATP糖類脂肪糖原淀粉太陽能一、概念檢測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構簡式是（

）A．A—P—P~P

B．A—P~P~PC．A~P~P—P

D．A~P~P~P2.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．腺苷三磷酸當堂檢測BD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4.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（

）