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(共21张PPT)
第一节 生命活动需要酶和能源物质
（第2课时 ATP是驱动细胞生命活动
的直接能源物质）
高中生物学
第三章 细胞中能量的转换和利用
苏教版 2019
目录
探究新知
一、ATP的生理功能
二、ATP分子的结构
三、ATP分子的供能机理
四、ATP与ADP相互转化
五、ATP的利用
课堂小结
04
课堂练习
情境导入
02
03
素养目标
01
05
学习目标 核心素养
1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。（重点）
2.熟记ATP和ADP相互转化的过程。（重点）
3.通过列举合成ATP和利用ATP的实例，阐述ATP是细胞的能量“货币”。(难点） 1.能运用结构与功能相适应的观点，分析ATP分子的化学组成及结构特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。（生命观念）
2.通过模型建构分析ATP与ADP相互转化的机制。（科学探究、科学思维）
3.从物质和能量角度，举例说明ATP在生活中的应用。（社会责任)
素养目标
情境导入
一切生命活动都需要能量，包括生长、发育、运动和生殖。
思考
肌肉收缩
生物发电
大脑思考
生物发光
能量来自哪里呢？
糖类、脂肪和蛋白质都含有能量，这些能量都储存在化学键中。
以葡萄糖为例，葡萄糖分子中有碳氢键（C-H）、碳碳键（C—C）和碳氧键（C—O）。
木材燃烧释放的热能能直接被人类利用，细胞内
有机物的能量能直接被生命活动利用吗？
探究直接供能的物质
一、ATP的生理功能
1
细胞内一个葡萄糖分子氧化分解与木材燃烧过程类似，都能释放能量。
大分子
酶、O2
能量
小分子
氧化分解
探究直接供能的物质
一、ATP的生理功能
1
资料：萤火虫的发光器在离体后一段时间内可以继续发出荧光。研究人员将荧光已经消失的萤火虫发光器研磨液分成两组，分别滴加等体积的葡萄糖溶液和ATP溶液，结果如图所示。
＋葡萄糖溶液
无荧光出现
＋ATP溶液
荧光出现
A组
B组
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
结论：
ATP有着什么样的结构与之相适应呢？
②化学组成：
C、H、O、N、P
腺苷三磷酸
腺嘌呤
核糖
三个磷酸基团
二、ATP分子的结构
ATP的结构
①中文名称：
1
③组成元素：
1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团
腺苷(A)
~
~
模型图
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
ATP（腺苷三磷酸）
RNA基本单位之一。
(腺嘌呤核糖核苷酸)
④ATP结构简式： 。
P :
ATP的结构特点
2
A—P～P～P
腺苷（腺嘌呤＋核糖）
腺苷
磷酐键
磷酐键
磷酸基团
磷酸基团
普通化学键
普通化学键
两个相邻磷酸基团都带负电相互排斥，使得磷酐键不稳定，容易断裂,末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
A :
—：
～：
A—P～P～P
T :
代表三
二、ATP分子的结构
化合物 结构简式
ATP
DNA
RNA
核苷酸
②腺苷
(由腺嘌呤和核糖组成)
③腺嘌呤脱氧核苷酸
④腺嘌呤核糖核苷酸
①腺嘌呤
连线活动----不同化合物中“A”的含义：
“A”含义
二、ATP分子的结构
在这个过程中，ATP是通过基团转移，而不是简单的水解提供能量，ATP转移的基团是一个磷酰基（-PO32-）而不是磷酸基（-OPO32-）。
~
腺嘌呤
核糖
P
P
ADP（腺苷二磷酸）
Pi（HPO42-）
~
P
磷酐键
能量
三、ATP分子的供能机理
ATP
水解酶
ADP +Pi+能量
注意：
ATP分子供能机理
1
观看视频，了解Ca2+主动运输过程。
Ca2+与载体蛋白结合
载体蛋白的酶活性被激活
催化ATP水解
Pi挟能量与载体蛋白结合导致其磷酸化
载体蛋白空间结构改变
Ca2+释放到膜外
三、ATP分子的供能机理
ATP分子供能机理
1
ATP消耗量大
ATP含量很少
1.在人的肌细胞中，ATP提供的能量只能维持不到1s 的激烈运动。
2.一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。人体中ATP的总量却只有大约50.7g。
ATP合成和水解都非常迅速
3.氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会死亡。
资料分析
①ATP、ADP在细胞内含量少，但转化迅速，时刻不停地发生并处于动态平衡中。
ATP与ADP转化特点：
生物体内的ATP有什么特点？
四、ATP与ADP相互转化
能量
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
Pi
水
解
酶
合
成
酶
能量
Pi
ADP转化成ATP时所需能量主要来自哪里？
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi
+能量
ATP水解和ATP合成的反应式:
四、ATP与ADP相互转化
动物、人、真菌和大多数的细菌等
绿色植物
能 量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP +Pi+
ATP
ATP合成酶
糖类、脂肪等有机物氧化分解
ADP转化成ATP时所需能量主要来自哪里？
产生ATP的场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体
ATP水解的能量去哪里呢？
放能反应
（释放的能量储存在ATP中）
四、ATP与ADP相互转化
用于主动运输
用于肌肉收缩
用于生物发电
葡萄糖+果糖→蔗糖
酶
用于物质合成
用于大脑思考
用于生物发光
细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
五、ATP的利用
（需要吸收ATP水解释放的能量）
ATP
水解酶
ADP +Pi
+能量
吸能反应
①吸能反应与ATP 相联系，由ATP水解提供能量。(如蛋白质的_____）
②放能反应与ATP 相联系，释放的能量储存在 中,如葡萄糖的氧化分解
③能量通过ATP分子在吸能反应放能反应之间流通。
ATP
吸能
放能
合成
细胞内的化学反应可分成 反应和 反应两大类。
合成
放能反应
水解
吸能反应
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，是细胞内流通的能量“货币”。
五、ATP的利用
反 应 ATP ADP + Pi +能量 ADP + Pi +能量 ATP
反应类型
酶的类型
场　　所
能量来源
能量去向
酶1
酶2
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
活细胞多种场所
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
末端磷酰基转移
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
合成ATP
结论 ：不属于可逆反应，物质可逆，能量不可逆，场所、酶也不同
ATP与ADP互相转化的总结
五、ATP的利用
（1）ATP只能作为能源物质吗？
（2）有其他的直接能源物质吗？
2.如果将ATP中的碱基A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子组成dNTP家族，均为高能化合物。
1.20世纪50年代，研究者发现ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。
ATP是一种能源物质，也是能在细胞间传递信息的信号分子。
结论：
结论：
除了ATP外，鸟苷三磷酸GTP、尿苷三磷酸UTP和胞苷三磷酸CTP，也可以直接供能。
拓展
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
课堂小结
ATP的结构：A-P~P~P
ATP的功能：直接能源物质
ATP与ADP相互转化:
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi
+能量
课堂练习
c
ATP分子中②处的断裂与形成是其与ADP相互转化的基础。
1. 如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是（　　）
A. ATP中含有C、H、O、N、P五种元素
B. 图中虚线框中部分代表腺苷
C. ATP分子中①处断裂后形成了ADP
D. ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动
课堂练习
D
细胞内许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，
2. ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构
简式为A—P～P～P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，下图
是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是（　　）
A. ATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的
一种基本单位
B. 参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶
C. 在运输Ca2＋的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离
下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移
D. 由图可知，细胞中Ca2＋的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输，
而ATP水解总是跟放能反应有关

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