细胞能量代谢的货币——ATP详解
细胞的能量“货币”ATP说课课件-高一生物人教版必修1
3、萤火虫发光的过程需要能量吗？
需要。
？
新课导入
萤火虫发光需要
能量！
主要能源物质: 糖类
主要储能物质: 脂肪
这些物质能为萤火虫发光直接供能吗?
回顾旧知，引发思考
知识点1：ATP的功能
实验探究
提出问题
实施实验
萤火虫发光的直接供能物质是什么？
作出假设
葡萄糖/脂肪/ATP是直接能源物质
设计实验
实验材料： 正在发光的萤火虫发光器（粉末 状）、ATP溶液、脂肪溶液、葡萄糖 溶液、蒸馏水、试管若干支
任务驱动，自主学习相 关内容，请学生起来回 答后，对于不足的地方
进行补充即可
知识点2： ATP的结构
NH2
N
N
NN
OOO
O CH2 O P O～P O～P O -
HH
O - O- O -
H
H
OH OH
借助模型， 加深理解
思考：1、从带电的角度，ATP分子有何特点？ 2、为何相互排斥的磷酸能排在一起？（弹簧模型） 3、ATP水解时，哪根“~” 更容易断裂
特殊化学键
中
用于各项生命活动
联系
物质是可逆(循环)的，但能量不可逆（不循环）。 不是可逆反应，处于动态平衡之中。
思考：ATP与ADP的相互转化是不是所有细胞都有？ 提示：生物界的统一性。
知识点4： ATP的利用
ATP水解：A-P～P ～P 酶 A-P～P + Pi + 能量
肌细胞收缩（机械能） 电鳐放电（电能）
设置问题 串，引发
思考
知识点3： ATP与ADP可以相互转化
项目
ATP的合成
反应式 ADP＋Pi＋能量 酶1 ATP
atp的名词解释
atp的名词解释ATP（Adenosine Triphosphate）是一种生物分子，被认为是细胞的能量储存和传递的主要形式。
作为细胞的能量“货币”，ATP在细胞呼吸和新陈代谢过程中发挥着至关重要的作用。
本文将对ATP的结构、功能以及其在生物体内的重要性进行探讨。
1. ATP的结构和合成ATP由一个核苷酸分子和三个磷酸分子组成。
核苷酸由一个含有腺嘌呤碱基的核糖和一个磷酸分子组合而成。
其中的磷酸分子以高能键的形式连接在一起，形成一个磷酸链。
这种高能键结构赋予了ATP储存和释放能量的能力。
细胞内ATP的合成主要通过细胞色素氧化酶复合物（electron transport chain）和酶ATP合酶（ATP synthase）进行。
在细胞色素氧化酶复合物中，高能电子通过一系列氧化还原反应释放能量。
这些能量通过电子传递过程被转化为膜上的质子梯度。
而酶ATP合酶则利用这个质子梯度催化ADP（Adenosine diphosphate）和磷酸的反应，生成ATP。
2. ATP的功能和作用ATP作为能量储存和释放的分子，在细胞内广泛参与了多种生物过程。
首先，ATP在能量代谢中扮演着重要的角色。
例如，在细胞呼吸的过程中，ATP通过糖或脂肪的氧化释放能量，供细胞进行各种生物活动所需要的能量。
其次，ATP也在生物体内扮演了信号传递的角色。
在神经传递和肌肉收缩中，ATP作为神经递质和解离肌肉肌动蛋白的能量源起着至关重要的作用。
ATP通过与受体结合，触发细胞内信号传导级联反应，并促进细胞内的各种反应。
此外，ATP还参与了核酸和脂类等生物分子的合成过程。
在核酸合成中，ATP提供了所需的能量和碱基。
在脂类代谢过程中，ATP则提供了能量来合成和降解脂肪酸。
3. ATP在生物体内的重要性ATP在生物体内的重要性无法被高估。
作为细胞内最重要的能量分子，ATP为细胞的生存和功能提供了持续的能量供应。
无论是基础代谢过程还是复杂的生物反应，ATP都是必不可少的。
5.2 细胞的能量“货币”ATP(解析版)
第2节细胞的能量“货币”ATP1.说出A TP的结构。
（重点）2.阐述A TP与ADP之间的相互转化。
（难点）3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。
（重点）➢基础感知1．ATP的结构：，A 代表腺苷（由和结合而成），P 代表，－代表普通磷酸键，～代表。
【答案】A－P～P～P 腺嘌呤核糖磷酸基团特殊化学键2．下图表示ATP水解产生ADP的过程。
请据图回答下列问题：（1）图中A表示，P代表，ATP脱去两个磷酸基团后可作为(物质)基本结构单位的一种。
（2）图中①表示，其中蕴藏着。
（3）图中②表示的过程，其作用是。
（4）催化该过程的酶与催化ATP生成的酶(是或不是)同一种酶，高等植物细胞内ATP在细胞器中生成。
【答案】腺苷磷酸基团RNA 特殊化学键大量化学能特殊化学键水解释放能量为生命活动提供能量不是叶绿体、线粒体3．由于ATP两个相邻的磷酸基团都带而相互排斥等原因，使得这种化学键，有一种的趋势，也就是具有较高的能。
当ATP在的作用下水解时，脱离下来的挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
可见ATP水解的过程就是的过程，1 molATP水解释放的能量高达30.54KJ，所以说ATP 是一种。
【答案】负电荷不稳定末端磷酸基团离开ATP而与其他分子结合转移势酶末端磷酸基团释放能量高能磷酸化合物4．吸能反应和放能反应：细胞中的化学反应可以分成吸能反应和两大类，吸能反应一般与ATP的相联系，，放能反应一般与相联系，，用来为吸能反应直接供能。
【答案】放能反应水解由ATP水解提供能量ATP的合成释放的能量储存在ATP中5．ATP为Ca2＋主动运输提供能量的机制：参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能的酶。
当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶就被激活了；在载体蛋白这种的作用下，ATP分子的脱离下来与结合，这一过程伴随着的转移，这就是载体蛋白的；载体蛋白磷酸化导致其发生变化，使Ca2+的结合位点转向，将Ca2+释放到膜外。
2025高考生物总复习细胞的能量“货币”ATP
第10讲细胞的能量“货币”ATP课标内容解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点ATP的结构和功能1.ATP是一种高能磷酸化合物(1)ATP的中文名称腺苷三磷酸。
①ATP的元素组成：C、H、O、N、P。
②ATP结构简式：A—P～P～P。
其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团，“～”代表一种特殊的化学键(这种化学键不稳定)。
(2)ATP和ADP的结构(3)ATP的供能原理(4)ATP是一种高能磷酸化合物ATP水解的过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
提醒ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。
因此，ATP并不是唯一的供应生命活动的直接供能物质。
2.ATP和ADP的相互转化3.ATP的利用(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例)(2)ATP——细胞内流通的能量“货币”①吸能反应：一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量。
如蛋白质的合成。
②放能反应：一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
如细胞内有机物的氧化分解反应。
4.ATP产生量与O2供给量的关系分析(1)ATP必须在有氧条件下合成。
(2021·北京卷，1B)(×)提示无氧呼吸也可产生ATP。
(2)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。
(2019·全国卷Ⅲ，1C)(×) 提示高尔基体不能合成ATP。
(3)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。
(2019·天津卷，2A)(×)提示淀粉水解不需要消耗ATP。
必修1 P86“相关信息”1.写出图中标出的“A”的含义：①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
2.科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________。
高中生物 细胞的能量“货币”ATP
3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
有机物中的化学能→ATP中活跃的化学能→光能
一、ATP分子结构特点
1、全称：腺苷三磷酸
2、结构简式: A-P~P~P
P~ P~P
A表示: 腺苷 (由腺嘌呤和 核糖组成)
腺嘌呤 T表示: 三个
核糖
ATP的结构
P表示: 磷酸基团
细胞质基质、 线粒体、叶绿体
有机物中的
化学能或光能
能量去向 用于各项 生命活动
储存在ATP中
结论：ATP与ADP相互转变的反应是不可逆 的。物质是可逆的，能量和酶均不可逆。细胞 中ATP含量很少，只是转化非常迅速及时。
三、ATP的利用
用于大脑思考
ATP
用 于 生 物 发 电 发 光
用于恒定体温
用于各种运动， 如肌细胞收缩
细胞的能量“货币”ATP
一、ATP分子结构特点 二、ATP与ADP可以相互转化
1、酶 2、反应场所 3、能量的来源 三、ATP的利用 四、理解:ATP是细胞的能量“货币”
秋 夕 —杜牧
银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。 天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 相互传递求偶信号
3、ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷 酸化，这些分子磷酸化后空间结构发生变化。
吸能反应总是与ATP的水解相联系,由ATP 水解提供能量
放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的 能量贮存在ATP中。
4、ATP药物可以注射也可以口服；蛋白质类药 物（如胰岛素）只能注射,不能口服。 5、主要的能源物质：糖类；主要的贮能物质： 脂肪；最终的能量来源：光能。 能源物质消耗的顺序：糖类→脂肪→蛋白质
名词解释ATP
名词解释ATP
ATP（adenosine triphosphate）是一种生物体内常见的能量分子，被广泛认为是生命体系中的能量货币。
ATP由一个核苷酸adenosine和三个磷酸基团组成。
在细胞中，通过将一个磷酸基团从ATP分子中释放出来，可以释放出大量的能量，并产生ADP（adenosine diphosphate）和一个无机磷酸（Pi）。
这个过程被称为磷酸化反应。
ATP在生物体内的重要性无法被低估。
它是细胞内各种生化反应所需的能量来源。
从细胞呼吸到肌肉收缩，从细胞分裂到脑部活动，几乎所有生命过程都需要ATP的存在。
在细胞呼吸中，通过氧化葡萄糖等有机物质，细胞将化学能转化为ATP。
这个过程涉及到三个主要的步骤：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
在这些过程中，通过释放电子，化学能最终被转化为高能磷酸键，形成ATP。
这种方式下，每个葡萄糖分子通常可以产生大约36个分子的ATP。
ATP还可以通过其他途径合成，例如光合作用中的光化学反应和脂肪酸氧化等。
无论是哪种途径，合成ATP的过程被称为ATP合成酶。
当细胞需要能量时，ATP分子会被酶类催化，其中的高能磷酸键会被剪断，释放出储存的能量。
在此过程中，ATP会转化为ADP和无机磷酸，同时释放出一定量的热能。
总之，ATP作为细胞内的能量分子，扮演着至关重要的角色。
它不仅仅是能量的来源，还参与了各种生化反应的调节和调控，对维持生命的正常运作起着至关重要的作用。
《细胞的能量“货币”ATP》 讲义
《细胞的能量“货币”ATP》讲义一、什么是 ATP在我们的细胞世界里，有一种非常重要的物质，它就像是细胞的能量“货币”，为各种生命活动提供动力，那就是三磷酸腺苷，简称ATP 。
ATP 是一种由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成的小分子物质。
从结构上看，它就像是一个有着“三头六臂”的小怪兽。
腺嘌呤和核糖构成了它的“身体”，而三个磷酸基团则像是它伸出的“手臂”。
那 ATP 到底是如何发挥作用的呢？这就得从它的化学性质说起。
二、ATP 的化学性质ATP 中的三个磷酸基团之间存在着高能磷酸键，这些高能磷酸键蕴含着大量的能量。
当细胞需要能量时，ATP 就会在酶的作用下，断裂一个高能磷酸键，释放出能量，同时转化为二磷酸腺苷（ADP）和一个游离的磷酸基团（Pi）。
这个过程就好像是从一个装满钱的钱包里拿出一部分钱来用，ATP这个“钱包”里的“钱”（能量）被释放出来，供细胞进行各种活动。
而当细胞中的 ADP 和 Pi 重新获得能量时，又可以在酶的作用下重新合成 ATP ，从而实现能量的储存和再利用。
三、ATP 的生成途径细胞中 ATP 的生成主要有两种途径：有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸是细胞在氧气充足的情况下进行的一种高效的能量产生方式。
它包括三个阶段：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
在这个过程中，葡萄糖等有机物被逐步分解，释放出大量的能量，将 ADP 转化为 ATP 。
无氧呼吸则是在缺氧的情况下，细胞为了获取能量而采取的一种应急方式。
比如在剧烈运动时，肌肉细胞可能会进行无氧呼吸，产生少量的 ATP ，但同时也会产生乳酸等物质。
除了呼吸作用，光合作用也是植物细胞中生成 ATP 的重要途径。
在光反应阶段，光能被转化为活跃的化学能，储存在 ATP 中。
四、ATP 在细胞中的作用ATP 在细胞中的作用那可真是多了去了。
首先，它为细胞的物质运输提供能量。
比如，细胞要把一些物质从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧，这是一个逆浓度梯度的过程，就需要消耗 ATP 提供的能量。
5.2 细胞的能量“货币”ATP
第5章 细胞的能量供应和利用第2节 细胞的能量“货币”ATP一、ATP 是一种高能磷酸化合物1.元素组成：C ，H ，O ，N ，P2.中文名称：腺苷三磷酸3.结构简式：A—P ～P ～P注：“—”代表普通化学键； “～”代表一种特殊的化学键。
4.结构特点不稳定：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得“～”这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP 而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。
当ATP 在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸集团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
5.功能：ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
6.其他高能磷酸化合物：ACP ，AGP ，AUP ，磷酸肌酸。
A 核糖 腺苷（A ） 腺苷三磷酸（ATP ） P ～P ～P 腺嘌呤 三个磷酸基团二、ATP与ADP可以相互转化1.转化过程：ATP的合成与分解（虽然物质相同，但酶不同，能量来源不同，所以两个反应不可逆）ADP＋Pi＋能量ATP ATP ADP＋Pi＋能量2.相互转化特点（1）ATP在细胞内的含量很少。
（2）ATP和ADP相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的。
（3）ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性。
三、ATP的利用1.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
2.ATP供能机制ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
3.ATP是细胞内流通的能量“货币”（1）细胞内的化学反应吸能反应：是需要吸收能量的，如蛋白质合成等。
与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量。
放能反应：是释放能量的，如葡萄糖的氧化分解等。
与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
（2）ATP是细胞内流通的能量“货币”能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。
细胞的能量“通货”──ATP课件
深入探究ATP在生物体内的合成、转运和利用 机制，进一步揭示其调控规律和作用机制。
结合结构生物学、生物信息学和系统生物学等多 学科手段，全面解析ATP相关酶促反应和代谢途 径的分子机制。
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细胞的能量“通货”──atp
目录
• ATP的概述 • ATP的产生 • ATP的利用 • ATP的消耗与能量转换 • ATP与其他分子之间的关系 • 总结与展望
01
ATP的概述
ATP的化学结构
01
02
03
腺苷
由腺嘌呤和核糖组成，是 构成ATP的基本单位。
磷酸基团
ATP中含有三个磷酸基团， 连接在腺苷上，形成高能 磷酸键。
03
ATP的利用
细胞膜上的ATP泵
维持细胞内外的离子平衡
细胞膜上的ATP泵通过消耗ATP，将细胞内的 Na⁺、K⁺等离子排出细胞，同时将Ca²⁺等离子 摄入细胞，维持细胞内外的离子平衡。
参与细胞生长和增殖
细胞膜上的ATP泵参与细胞生长和增 殖过程，如肿瘤细胞的增殖和转移。
参与信号转导
细胞膜上的ATP泵可以感知外界信号刺 激，如激素、生长因子等，通过改变膜 电位或离子浓度，参与信号转导过程。
在需要能量的时候，ADP可以将其中的特殊化学键转移给其他分子，生成ATP，为 细胞提供能量。
与GTP的关系
01
GTP是存在于生物体内的另一种 三磷酸腺苷类似物，其结构与 ATP相似，但存在于线粒体外的 细胞质中。
02
GTP可以将其中的特殊化学键转移 给ADP，生成ATP，为细胞提供能 量。
与CTP、UTP等的关系
2020-2021生物人教1学案：第5章 第2节细胞的能量“货币”TP含解析
2020-2021学年生物新教材人教必修1学案：第5章第2节细胞的能量“货币”ATP含解析第2节细胞的能量“货币"ATP课标内容要求核心素养对接解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
1.生命观念—-结构与功能观：认同ATP的结构与功能相适应。
2．科学思维——分析与综合：ATP与ADP之间的相互转化；理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
一、ATP是一种高能磷酸化合物1．中文名称：腺苷三磷酸。
2．结构简式：A－P～P~P符号含义错误!3．特点(1）ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键，储存大量能量。
（2)ATP的化学性质不稳定，这是由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，即末端磷酸基团具有较高的转移势能.在有关酶的催化作用下,末端磷酸基团脱落,释放出大量能量.二、ATP与ADP可以相互转化1．相互转化的反应式：。
2．相互转化的特点(1)ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中.(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制,体现了生物界的统一性.3．ATP合成的能量来源(1)动物、人、真菌和大多数细菌:呼吸作用中有机物分解释放的能量。
(2）绿色植物：呼吸作用释放的能量和光能。
三、ATP的利用1．列举利用ATP的实例（1）用于大脑思考。
(2）用于电鳐发电。
(3)用于细胞的主动运输。
2．ATP供能的过程ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，空间结构改变，活性也被改变，因而参与各种化学反应。
3．ATP是细胞内流通的能量“货币”(1）化学反应中的能量变化与ATP的关系.放能反应:一般与ATP的合成相联系.吸能反应:一般与ATP的水解相联系。
(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）1．ATP是高能磷酸化合物，含有三个特殊的化学键。
（)2．1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。
关于atp的叙述
关于atp的叙述ATP（腺苷三磷酸）是一种分子，是细胞内最重要的能量货币之一。
它能够提供细胞转化和存储能量所必需的反应条件。
ATP作为一个“货币”可以从细胞到细胞之间传递能量。
它参与到许多生物体的生理过程，在其中，细胞分裂，正常的新陈代谢，运动，组成细胞膜等方面都必不可少。
ATP主要由高能磷酸键组成，这些高能磷酸键在分解和合成时发放出巨大的能量，能够提供细胞内的所有反应所必需的能量。
因此，ATP可以作为一种能量的存储和转换来满足细胞的能量需求。
ATP参与细胞的组成及行为。
当细胞细胞膜活动时，ATP的活动也会变化，因此可以用ATP的形式表示细胞的活动。
有许多研究表明，当ATP的活动发生变化时，细胞的行为也会发生变化。
例如，细胞迁移，细胞增殖，细胞呼吸，细胞抗氧反应等。
此外，ATP也在神经突触传递中发挥重要作用。
在神经突触传递中，ATP用来带动传递物质，激励神经突触，连接神经突触等。
由于这些宣传物质的释放是由ATP引发的，因此ATP被认为是神经突触传输的催化剂。
ATP还参与细胞的形态改变，参与细胞的运动，细胞的收缩等。
在细胞的形态改变中，ATP消费通常是一个相当大的，有时候甚至可以超过细胞产生的能量。
在形态变化中，ATP通过使用细胞外电位和细胞间液体的流动来改变细胞形态。
最后，ATP也参与了细胞死亡的过程。
ATP的分解可以使细胞内的物质和细胞外的物质紧密的连接，加剧细胞死亡。
因此，ATP的分解可以促进细胞死亡，而细胞的死亡反过来也会使ATP分解。
综上所述，ATP作为一种“货币”，赋予了细胞转化和存储能量所必需的条件，在细胞的形态变化，运动，组成细胞膜，神经突触传输，细胞死亡等方面发挥着重要作用。
因此，ATP在非常重要的生物过程中发挥着不可替代的作用，是生命的重要组成部分。
ATP的结构名词解释
ATP的结构名词解释ATP（adenosine triphosphate）是一种细胞内能量储存和转移的化合物。
它在生物体内广泛存在，被认为是细胞的能量“货币”。
ATP具有特定的结构，这种结构决定了其功能和生物活性。
一、核苷酸结构ATP属于核苷酸的一种。
核苷酸是由核糖/脱氧核糖和一个以磷酸为基团的碱基组成的化合物。
在ATP中，核糖和腺嘌呤碱基（adenine）通过一个磷酸桥连接在一起，形成核苷酸的基本结构。
二、三个磷酸残基ATP分子内有三个磷酸残基，它们的存在对于ATP的能量储存和释放起到重要作用。
这三个磷酸残基以单磷酸酯键（phosphoanhydride bond）连接在一起，形成一个高能键结构。
这种高能键储存了化学能，并能在细胞内进行快速转移。
三、三个磷酸残基的能量转移由于ATP分子内磷酸残基的高能键，ATP能够迅速将化学能转移到其他生物分子上。
当细胞需要能量时，ATP被酶催化分解，断裂高能键，释放出一个磷酸残基和大量化学能。
这个磷酸残基可以与其他分子反应，使其获得能量。
当这个磷酸残基与其他分子结合时，形成一种更稳定的低能键，同时释放出的能量被这个分子利用。
四、ATP在能量储存和释放中的作用ATP在细胞内承担着能量储存和转移的关键任务。
ATP通过在细胞内不断循环的合成和分解过程，持续不断地为细胞的能量需求提供支持。
在细胞合成过程中，ATP提供了合成各种生物大分子所需的能量。
而在能量需求高的活动中，比如肌肉收缩，ATP的分解释放出的能量被肌肉细胞利用，使其能够完成收缩运动。
五、ATP的再生尽管ATP的分解释放出的能量非常有用，但ATP的储量是有限的。
为了确保细胞内能源供应的持续，细胞通过不同途径再生ATP。
例如，在有氧条件下，细胞通过线粒体呼吸过程中的氧化磷酸化反应来合成ATP。
而在无氧条件下，细胞通过乳酸发酵等途径来再生ATP。
六、ATP在生物体内的重要性ATP在生物体内的重要性不言而喻。
它是细胞代谢的核心，并且与生物体内所有的能量相关过程紧密相连。
细胞的能量通货———ATP
C 、A~P~P-P
D 、A~P~P~P
2、生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能
源物质和最终能源依次是 （ D ）
A、太阳能 糖类 ATP B、ATP 糖类 脂肪 C、ATP 脂肪 太阳能 D、ATP 葡萄糖 太阳能
3、一分子 ATP 中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸
键数目依次是（ C ）。
2、ATP的结构简式: A-P~P~P
A: 腺苷(腺嘌呤核苷 ) P: 磷酸基团
T: 三 —：普通化学键
~: 高能磷酸键 (每个30.54KJ/mol)
ATP 的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量， 所以ATP被称为高能化合物 。这种高能化合物的
性质 不稳定 ，在水解时由于高能磷酸键的断裂， 释放大量的能量。
三磷酸腺苷
ATP
腺嘌呤核糖核苷酸
AMP
4.下列关于 ATP的叙述正确的是（ D ） A.线粒体是蓝藻细胞产生 ATP 的主要场所 B.光合作用产物中的化学能全部来自 ATP C. ATP 分子由一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成 D. 细胞连续分裂时，伴随着 ATP 与ADP 的相互转化
考点47：ATP 和ADP可以相互转化
+ Pi + 能量
合成酶
从反应条件 上看:催化ATP 分解的酶为 水解酶,催化 ATP 合成的酶为 合成酶
从反应场所 上看:ATP 合成的场所为细胞质基质、 线粒体、叶绿体 ;而ATP 分解的场所较多。 ATP 合 成的场所与分解的场所不完全相同
酶
1、对于反应式： ATP
ADP+Pi+ 能量，以下提
4.右图中能正确表示动物肌细胞内 ATP 的产生量与 O2供给之间曲线的是 ( B )
2025届高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢第11讲细胞的能量“货币”ATP
(2)ATP是细胞内流通的能量“货币” 吸能
放能
4.ATP与O2之间的关系模型分析
无氧呼吸 有氧呼吸
酶、ADP、磷酸
无氧呼吸
链高考·前挂后连 (1)人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静 时相等。( × ) (2)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。( × ) (3)ATP含有C、H、O、N、P,可直接为细胞提供能量。
2.(2021·海南卷)研究人员将含32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2 min 后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记, 并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述 正确的是( B ) A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成ATP B.含32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
解析 根据题意可知,该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP,A项错 误;腺苷由腺嘌呤和核糖构成,不含磷元素,无放射性,B项正确;根据题意可 知,放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团,C项错误;该实验不能说明 ATP与ADP的转化主要发生在细胞核内,D项错误。
聚焦表达•回扣落实
1.科学家发现,一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细 胞的生命活动提供能量,请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因: 含有两个特殊化学键,远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂,释放能量 。 2.人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5 kg的ATP转化为 ADP,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,请分析原因。 提示 ATP与ADP时刻不停地发生相互转化,并且处于动态平衡之中 3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都是以ATP作为能量“货币”的,由 此说明: 生物界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着共同的起源 。
细胞的能量通货ATP说课讲解
植物细胞内的储能物质—— 淀粉
生命活动的最终能源—— 太阳能
磷酸肌酸
在肌肉或其他兴奋性组织（如脑和神 经）中的一种高能磷酸化合物，是高能磷 酸基的暂时贮存形式。磷酸肌酸能在肌酸 激酶的催化下，将其磷酸基转移到ADP分 子中。当一些ATP用于肌肉收缩，就会产 生ADP。这时，通过肌酸激酶的作用，磷 酸肌酸很快供给ADP以磷酸基，从而恢复 正常的ATP高水平。由于肌肉细胞的磷酸 肌酸含量是其ATP含量的3～4倍，前者可 贮存供短期活动用的、足够的磷酸基团。 在活动后的恢复期中，积累的肌酸又可被 ATP磷酸化，重新生成磷酸肌酸。
一分子磷酸
一磷酸腺苷(AMP)是RNA的基本组成单位之一
1、DNA和RNA的组成中的A表示腺嘌呤这种 碱基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖 与腺嘌呤的组合体。
2、ATP结构简式中的“—”是普通的化学键， 所含能量较少，“～”表示的是高能磷酸 键，水解时释放的能量较多。
3、 ATP结构组成可以用“1、2、3”来总结： 1个腺苷通过2个高能磷酸键与3个磷酸基团 结合而成。
在脊椎动物中，肌酸与ATP反应可逆地 生成磷酸肌酸，这个反应是由肌酸激酶催 化的。
课后练习：基础题
2、吸能反应：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，需要 消耗能量，是吸能反应。这一反应所需要的能量是由 ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应：如 丙酮酸的氧化分解，能够释放能量，是放能反应。这 一反应所释放的能量除以热能形式散失外，用于ADP 转化为ATP的反应，储存在ATP中。
能量大小
结论
产物>反应物
吸能反应
产物<反应物
放能反应
方法二 熟记常见的吸能反应和放能反应
《ATP 在能量代谢中的作用》 知识清单
《ATP 在能量代谢中的作用》知识清单在我们的生命活动中，能量的转换和利用是至关重要的。
而在这一复杂的过程中，三磷酸腺苷（ATP）扮演着关键的角色。
ATP 就如同细胞的“能量货币”，为各种生命活动提供动力支持。
ATP 是一种由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成的核苷酸。
其结构的特殊性决定了它在能量代谢中的独特功能。
ATP 的生成途径多种多样。
其中，细胞呼吸是最主要的方式之一。
在有氧呼吸过程中，葡萄糖等有机物经过一系列的化学反应，逐步释放能量，并将这些能量用于合成 ATP。
这一过程发生在线粒体中，包括糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等阶段。
糖酵解发生在细胞质中，葡萄糖被分解为丙酮酸，产生少量的 ATP 和还原型辅酶。
随后，丙酮酸进入线粒体，参与三羧酸循环。
在这个循环中，有机物进一步被分解，产生更多的还原型辅酶。
而氧化磷酸化则是产生大量 ATP 的关键步骤。
通过电子传递链，还原型辅酶中的电子被逐步传递，释放的能量促使氢离子从线粒体基质侧（negative side，N 侧）向膜间隙侧（positive side，P 侧）转移，形成跨线粒体内膜的质子电化学梯度，驱动质子回流释放能量，促使ADP 和磷酸合成 ATP。
除了有氧呼吸，在无氧条件下，细胞还可以通过无氧呼吸产生少量的 ATP。
例如，在肌肉细胞中，剧烈运动时氧气供应不足，会进行无氧呼吸产生乳酸和少量 ATP 来应急。
在光合作用中，植物也能通过光反应和暗反应合成ATP。
光反应中，光能被转化为化学能，形成 ATP 和还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。
这些能量和物质在暗反应中被用于合成有机物。
ATP 在能量代谢中的作用十分广泛。
它为细胞的物质运输提供能量，例如主动运输过程中，某些物质逆浓度梯度运输就需要 ATP 水解提供能量。
在细胞的各种合成代谢中，ATP 也是不可或缺的。
比如蛋白质的合成，氨基酸的活化以及多肽链的延伸都需要 ATP 参与。
肌肉收缩同样依赖于 ATP。
atp的构成
atp的构成
ATP，即活性腺苷三磷酸，是一种分子复合体，可以提供细胞内能量，是细胞
能量的“货币”，在所有生命活动中都起着重要作用。
它是细胞能量代谢过程中参与各种信号传输和能量转移的重要组成部分。
ATP的分子结构由一个核糖体和三个磷酸基组成，每个磷酸基都键合有一个腺苷。
腺苷是一个碱基，由金属氧化物和有机酸单位组成，它有三种形式：腺苷单磷酸（AMP）、腺苷二磷酸（ADP）和活性腺苷三磷酸（ATP），分子结构上每一种都
有腺苷结构，根据不同的数量和形式，腺磷酸脱去不同种类的能量。
因此，这是ATP主要构成部分，也是细胞能量释放和重新利用的主要原因。
ATP是化学信号传输的工具，由于它能加热物质的形式的能源供给，使得它能
参与激活不同类型的生化反应。
它可以与另一种细胞内物质结合，以激活该物质的特定生物功能。
例如，它可以逆转代谢的抑制效果，激活蛋白质的表达功能，进而影响细胞对外界信号的反应。
此外，ATP在调节内部微环境中也扮演着重要角色。
它可以借助其高活性腺苷
酮基，与蛋白质结合，维持细胞内可催化信号通路的高度活化，从而确保细胞动力学稳定。
因此，ATP既是细胞能量代谢过程中参与信号传输和能量转移的重要组成部分，也可以参与激活不同类型的生物反应，以及维护细胞内微环境的平衡，起着重要的作用。
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8.1.1.2 呼吸链主要由四种复合体组成
❖ 用胆酸、脱氧胆酸等去污剂反复处理线粒体内 膜蛋白质;
❖ 分离纯化后，从呼吸链得到四种具有传递电子 功能的酶复合体，各由不同的组分组成。
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人线粒体呼吸链复合体
呼吸链还包含泛醌和细胞色素C两种游离组分。
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复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌
❖ 复合体Ⅱ是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶， 又称琥珀酸-泛醌还原酶。
❖ 电子传递：琥珀酸→FAD→几种Fe-S→CoQ ❖ 复合体Ⅱ没有H+泵的功能。
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复合体Ⅱ的电子传递
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8.1.1 呼吸链
8.1.1.1 呼吸链的概念
❖ 代谢物脱下的氢和电子经过一系列酶和辅酶所组成 的传递体系逐步传递，最终与氧结合生成水，同时 逐步释放能量，使ADP磷酸化生成ATP。该过程与 细胞呼吸有关，又称为呼吸链（respiratory chain）。
❖ 在呼吸链中，酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内 膜上，其中传递氢的酶或辅酶称之为递氢体，传递 电子的酶或辅酶称之为电子传递体。所以呼吸链又 称电子传递链（electron transfer chain）。
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生物氧化的特点
①细胞氢与氧结合产生的，CO2由有机
酸脱羧产生； ③在一系列酶的催化下逐步进行，能量逐步释放，有
利于机体捕获能量，提高ATP生成的效率； ④生物氧化的速度受体内生理功能及内外环境变化的
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泛醌（ubiquinone）
泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个异戊二烯 连接形成较长的疏水侧链（人CoQ10），在各 复合体间穿梭传递还原当量和电子。在电子传 递和质子移动的偶联中起着核心作用。
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复合体Ⅰ的电子传递
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细胞色素的电子传递
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复合体Ⅲ的电子传递
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复合体Ⅳ
❖ 复合体Ⅳ又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)。
❖ 电子传递：Cyt c→CuA→Cyt a→Cyt a3–CuB→O2 ❖ Cyt a3–CuB形成活性双核中心，将电子传递给O2。
～8～ 细胞能量 代谢的货币——ATP
The Currency of Cellular Energy Metabolism —— ATP
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生物氧化的概念
❖ 生物氧化（biological oxidation）
营养物质（糖、脂肪、蛋白质等）在生物体内 氧化生成二氧化碳和水并释放能量的过程。主 要表现为摄取O2，并释出CO2，又称为细胞氧 化或细胞呼吸，或称为组织呼吸。
调控。 ⑤体外氧化（燃烧）产生的CO2、H2O由物质中的碳和
氢直接与氧结合生成，能量是突然释放的。
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营养物质在体内分解过程的三个阶段
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8.1 线粒体氧化体系与氧化磷酸化
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FAD和FMN相互转变
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是 异咯嗪环，属于单、双电子传递体。
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线粒体中铁硫中心Fe4S4的结构
铁硫蛋白中辅基铁硫中心(Fe-S)含有等量 铁原子和硫原子，其中一个铁原子可进行 Fe2+ Fe3+ + e 反应传递电子。属于单电子 传递体。
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复合体Ⅲ
❖ 复合体Ⅲ：又称泛醌-细胞色素c还原酶,又称QCyt c还原酶。
❖ 泛醌从复合体Ⅰ和Ⅱ募集氢和电子并穿梭传递 到细胞色素c。
❖复合体Ⅲ含有两种的细胞色素b(Cyt b562, Cyt b566),细胞色素c1和铁硫蛋白。
❖ 电子传递:将电子由CoQH2传递给细胞色素c。 ❖ 复合体Ⅲ有质子泵功能。
每2个电子传递过程使2个H+跨内膜向膜间隙转移。 ❖ 复合体Ⅳ也有质子泵功能。
间隙，复合体Ⅰ有质子泵功能。
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NAD+和NADP+的结构
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NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相 互转变
氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间
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FAD和FMN的结构
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生物氧化的方式
❖生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失 电子，遵循氧化还原反应的一般规律。
❖物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物 (CO2，H2O)和释放能量均相同。
❖通过线粒体内的氧化，营养物质（糖、脂肪、 蛋白质等）氧化分解最终生成CO2和水及释放 能量，主要以氧化磷酸化的方式生成ATP。
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细胞色素Cytochrome，Cyt）
细胞色素是一类以铁卟啉（血红素）为辅基 的电子传递蛋白，根据它们吸收光谱不同而分类。
各种还原型细胞色素的主要光吸收峰
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细胞色素辅基
血红素中的铁原子可进行Fe2+ Fe3++e反应传 递电子, 属单电子传递体。
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呼吸链各复合体在线粒体内膜的位置
复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ完全镶嵌在线粒体内膜上， 复合体Ⅱ镶嵌在线粒体内膜的基质侧。
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复合体Ⅰ
❖ 复合体Ⅰ又称NADH-泛醌还原酶。 ❖ 复合体Ⅰ电子传递：
NADH→FMN→Fe-S→CoQ→Fe-S→CoQ ❖ 每传递2个电子可将4个H+从内膜基质侧泵到膜