生命活动的直接能源
第1节生命活动的直接能源
4.1 生命活动的直接能源【教学目标】1、简述ATP的化学组成和特点。
2、写出ATP的分子简式、ATP与ADP的相互转化式。
3、解释ATP在能量代谢中的作用。
【重点、难点】重点：ATP的化学组成和结构特点；ATP与ADP的相互转化难点：ATP与ADP的相互转化；ATP在能量代谢中的作用【知识内容】一、合作探究设计实验1、实验目的：探究能直接给荧光素发光提供能量的物质是葡萄糖、脂肪还是ATP？2、实验原理：3、实验材料、试剂：萤火虫若干只，葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸馏水、试管若干、量筒若干等。
4、实验步骤：5、预期结果和结论：三、ATP与ADP的相互转化1、特点：ATP与ADP的含量，但是转化。
2、ATP和ADP相互转化反应式。
3、ATP与ADP的相互转化可以看成是化学上的可逆反应吗？说明理由4、ATP中释放能量的用途：5、形成ATP的能量来源（1）动物、人、真菌和大多数细菌：。
（2）绿色植物：和6、放能反应伴随着ATP的吸能反应伴随着ATP的【巩固练习】题组一：ATP的结构1、下列有关ATP的描述，正确的是（）•A、一分子ATP中含有3个磷酸基团和3个高能磷酸键•B、ATP中的A指腺嘌呤•C、ATP与DNA的元素组成相同•D、ATP中含有5种碱基2、在如图所示的四种化合物的化学组成中，圆圈中“A”分别代表什么？题组二：ATP和ADP的相互转化1、下列有关ATP的叙述，正确的是（）A. 线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B. ATP在细胞内含量多以满足生命活动需要C. 细胞连续分裂过程时，ATP的含量逐渐降低D. 细胞主动运输时，伴随着ATP和ADP的相互转化2．下图是生物界中能量通货-ATP的“循环”示意图。
下列相关叙述正确的是（）A. 图中“M”指的是腺苷，N指的是核糖，“〜”指的是高能磷酸键B. 图中①过程消耗的能量1可来自光能，②过程释放的能量2可转化成光能C. 图中“能量2”能为胞吞、胞吐、葡萄糖进入红细胞直接提供能量D. 代谢旺盛的细胞内ATP含量较多，代谢缓慢的细胞内ADP含量较少3、海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经细胞，能不断吸收K+，科学家做过实验：用一种有毒物质使其神经细胞中毒，吸收的功能就消失。
生命活动的直接能源A
A、核苷酸
B、磷脂
C、脂肪
D、ATP
4. ATP中大量化学能储存在( D ) A、腺苷内 B．腺苷与磷酸基连接的键内 C．磷酸基内 D．磷酸基和磷酸基之间的高能磷酸键内
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讨论五
AT1、PA的TP供水能时解，释过放程哪个化—学—键为中的生能命量活？动提供能量
2、ATP供能过程中，可形成哪些产物？
A–P～P～P
PA： 腺苷 =腺嘌呤+核糖 腺苷三磷酸（ATP） P： 磷酸基 （3个）
～：高能磷酸键 （2个）
—：普通磷酸键 （1个）
3
ATP分子中具有高能磷酸键
纯净的ATP是白色粉未状，能够溶于水， 可作为一种药品， ATP片剂可以口服，而 ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。主要 是用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、 心肌炎等疾病，起到改善患者新陈代谢状 况的作用。
人、动物、真菌等 绿色植物
ADP +Pi +能量 酶 ATP 12
ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？
ATP合成
ATP分解
场所
线粒体、细胞质基质、叶绿体
细胞内所有需要＿能＿量＿＿ 的进行生命活动的结构
酶
ATP合成酶
ATP水解酶
呼吸作用分解有机物释放 储存在ATP＿高＿能磷酸＿键＿
“能量”
的＿化＿学＿能＿＿和光合作用 中吸收的＿＿光＿能＿
讨论六
通过以上资料，你能得到什么信息？
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（二）、ATP与ADP可以相互转化
ATP合成酶
能量 + ADP + Pi
ATP
ATP（水解）酶
ATP
ADP+ P i+能量
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《生命活动的直接能源——ATP》 知识清单
《生命活动的直接能源——ATP》知识清单在我们丰富多彩的生命世界中，每一个生物的生存、生长和繁殖都依赖于能量的供应。
而在众多的能量形式中，有一种物质起着至关重要的作用，那就是三磷酸腺苷，简称 ATP。
ATP 被誉为生命活动的直接能源，就像我们日常生活中使用的现金一样，能够随时随地为生命活动“买单”。
一、ATP 的结构ATP 的结构就像一个小巧而精密的能量储存库。
它由一个腺苷和三个磷酸基团组成。
腺苷由腺嘌呤和核糖构成。
而三个磷酸基团依次相连，形成了磷酸链。
这三个磷酸基团之间的化学键蕴含着大量的能量。
其中，远离腺苷的那个磷酸键是一种“高能磷酸键”，它储存的能量最多，也最容易断裂。
当这个键断裂时，就会释放出大量的能量，为生命活动提供动力。
二、ATP 与 ADP 的相互转化ATP 和二磷酸腺苷（ADP）之间存在着一种动态的平衡，不断地进行相互转化。
当细胞需要能量时，ATP 就会迅速分解，断裂那个高能磷酸键，生成 ADP 和一个磷酸（Pi），同时释放出能量。
这个过程就好像从储蓄罐中取出钱来使用。
而当细胞内有能量盈余时，比如在细胞呼吸过程中产生了多余的能量，这些能量就会促使 ADP 和 Pi 重新结合，形成 ATP，将能量储存起来。
这就像是把赚来的钱重新存进储蓄罐。
这种相互转化的过程非常迅速，使得细胞能够及时地调节能量的供应和储存，以满足各种生命活动的需求。
三、ATP 的功能ATP 在生命活动中的功能可谓是多种多样。
首先，它为细胞的物质运输提供能量。
例如，主动运输过程中，物质逆浓度梯度进行运输，需要消耗能量，ATP 就发挥了关键作用。
其次，ATP 是细胞内各种化学反应的能量“供应商”。
像合成蛋白质、核酸等生物大分子的过程，都需要 ATP 提供能量来驱动。
再者，细胞的分裂、生长和肌肉的收缩等生命活动也离不开 ATP的支持。
另外，神经冲动的传导同样依赖于 ATP 提供的能量。
可以说，几乎每一个需要消耗能量的生命活动，都有ATP 的身影。
生命活动的直接能源-北师大版必修1分子与细胞(旧)教案
生命活动的直接能源-北师大版必修 1 分子与细胞（旧）教案1. 课程简介本课程是北师大版必修1分子与细胞教材中生命活动的直接能源部分的教案。
本教案通过图例、实验、思考等多种方式引导学生理解生命活动的直接能源并掌握关键概念。
本教案共包括以下三个部分：•生命活动的直接能源是什么？•生命活动的直接能源如何生成？•生命活动的直接能源在生命活动中的作用是什么？2. 生命活动的直接能源是什么？生命活动的直接能源是指细胞内的ATP（Adenosine triphosphate），也就是三磷酸腺苷。
ATP是细胞内最常见的高能化合物，它通过分解成ADP（Adenosine diphosphate）和磷酸释放出能量，细胞利用这些能量进行生命活动。
3. 生命活动的直接能源如何生成？ATP是如何生成的呢？这就要涉及到细胞呼吸作用。
细胞呼吸作用是指细胞内有机物被分解成二氧化碳和水，并释放出能量的过程。
细胞呼吸作用可以分为三个步骤：糖解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
糖解是指葡萄糖分子被分解成两个三碳糖分子，同时释放出少量能量。
三羧酸循环是指三碳糖分子进入线粒体，被分解成二氧化碳和水，并在过程中释放出更多的能量。
氧化磷酸化是指ADP和磷酸通过一系列酶催化反应生成ATP，并同时释放出更多的能量。
实验：理解细胞呼吸作用为了帮助学生更好地理解细胞呼吸作用，我们可以进行一些实验。
其中，最简单易行的实验是测定葡萄糖对呼吸的影响。
具体操作步骤如下：1.将豆芽或土豆切成1-2厘米长的小段，并用无菌水清洗干净。
2.将2-3小段豆芽或土豆放入两个试管中。
3.在一个试管中加入1毫升葡萄糖水，并加入等量的无菌水使两个试管的液面相同。
4.用气球封住试管，用草籽渣使气球下降，使得呼吸后产生的二氧化碳可以顺畅地进入气球中。
5.把两个试管在相同的温度下培养24小时，观察气球的膨胀情况。
6.记录观察到的结果并分析原因。
4. 生命活动的直接能源在生命活动中的作用是什么？生命活动的直接能源，在多种生物过程中都有重要的作用，如：•细胞运动：比如细胞鞭毛和纤毛的摆动是依靠ATP提供的能量实现的。
生命活动的直接能源
杨燕
一切生命活动都离不开 能量，没有能量的供应，生 命活动就会停止。
导入:谁是生命活动的直接能源 呢？
糖类 脂肪 蛋白质
滴加葡萄 糖溶液
滴加ATP 溶液
肌肉不收缩
肌肉很快就明 显收缩
用于主动运输 （渗透能）
ATP 用于生物放电 们直接提供
二、ATP的储能与放能过程：
ATP
能量
合 成
酶
水
解 酶
Pi
Pi
ADP
能量
探究四：此过程中体现的化学反应如何书写？
化学反应方程式：
放能： ATP ATP水解酶ADP+ P i+能量
储能：
ATP合成酶
能量 + ADP + Pi
ATP
探究五：ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？
反应式 ATP→ADP+Pi+ ADP+Pi+能量
ATP的中文名称：三磷酸腺苷 ～ ：高能磷酸键 (30.54KJ/mol)
—：普通磷酸键
ATP的元素组成：C、H、O、N、P
探究三：它们的联系与区别？
A—P~P~P (三磷酸腺苷ATP)
A—P~P (二磷酸腺苷ADP)
A—P
(一磷酸腺苷AMP)
从ATP到ADP意味着什么？
高能磷酸键断裂：ATP的水解
能源物质： 糖类、脂肪、蛋白质、ATP 主要能源物质：糖类 储能物质：脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞） 主要储能物质：脂肪 直接能源物质：ATP（三磷酸腺苷） 最终能源物质：太阳能
1、ATP在细胞内的含量及其生成是（ D）
A 、很多，很快
B 、很少，很慢
ATP是生命活动的直接能源
ATP是生命活动的直接能源，是肌肉CP的合成原料之一，是NAD、NADP、FAD、CoA的组成成分，是代谢活化的必要参与者。
在肌细胞中，肌动蛋白、钙泵、钠-钾泵均具有ATP酶活性，是肌肉ATP的利用部位。
ATP-ADP循环是体内能量转换的基本方式，是机体解决ATP利用量与贮存量巨大矛盾的需要。
骨骼肌有三个供能系统：磷酸原供能系统（磷酸原为“燃料”）、糖（糖原）酵解供能系统（糖与糖原为“燃料”）、有氧氧化供能系统（糖与糖原、脂肪、蛋白质为“燃料”）。
根据各“燃料”的贮备量可以判断三个供能系统能够全力运转的时间，根据各供能系统释能的快慢可以判断三个供能系统的启动速度与输出功率，根据各供能系统所需的运转条件可以判断三个供能系统的地位。
CP是肌肉内高能磷酸键的贮存库，C-CP能量穿梭系统使ATP水解与ATP再合成紧密耦联。
力量性运动（爆发力）：磷酸原供能系统。
如投掷。
速度性运动：磷酸原供能系统（10秒内主导），糖酵解供能系统（10秒外主导）。
如100米。
1500米的加速与冲刺。
速度耐力性运动：糖酵解供能系统、有氧氧化供能系统。
如400米。
耐力性运动：有氧氧化供能系统（高水平）。
如马拉松。
时间越长、强度越小，脂肪供能比例越高。
运动后恢复：有氧氧化供能系统（较高水平）。
安静：有氧氧化供能系统（一般水平）。
1．肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异，不是同步利用。
2．最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化，且分别以近50％的速率依次递减。
3．当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：磷酸原系统供极量强度运动6—8秒；糖酵解系统供最大强度运动30—90秒，可维持2分钟以内；3分钟以上主要依赖有氧代谢途径。
运动时间愈长、强度愈小，脂肪氧化供能的比例愈大。
4．由于运动后ATP、CP的恢复及乳酸的清除，须依靠有氧代谢系统才能完成，因此有氧代谢供能是运动后机能恢复的基本代谢方式。
高一生物必修1第五章必背知识点总结
高一生物必修1第五章必背知识点(一)1、功能：ATP是生命活动的直接能源物质注：生命活动的主要的能源物质是糖类(葡萄糖);生命活动的储备能源物质是脂肪。
生命活动的根本能量来源是太阳能。
2、结构：中文名：腺嘌呤核苷三磷酸(三磷酸腺苷)构成：腺嘌呤—核糖—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团简式： A—P～P～P(A ：腺嘌呤核苷;T ：3; P：磷酸基团;~ ：高能磷酸键，第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂)3、ATP与ADP的相互转化：ATP 酶 ADP+Pi+能量注：(1)向右：表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。
向左：表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。
(在人和动物体内，来自细胞呼吸;绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用)(2)ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速。
高一生物必修1第五章必背知识点(二)一、酶的作用和本质1、概念：酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质，又称为生物催化剂。
(少数核酸也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”)。
2、控制变量：①人为改变的变量称作自变量。
②随自变量变化而变化的变量叫因变量3、同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
4、大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
二、酶的特性1、酶具有高效性2、酶具有专一性3、酶的作用条件温和3、影响酶促反应速率的因素①PH: 在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
(PH过高或过低，酶活性丧失)②温度: 在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
(温度过低，酶活性降低;温度过高酶活性丧失)另外：还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。
高一生物必修1第五章必背知识点(三)一、有氧呼吸过程：C、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。
有氧呼吸和无氧呼吸的相同的是反应的第一阶段相同，都能氧化分解有机物，释放能量。
4.1生命活动的直接能源
高一生物备课组集体教案
第4章细胞的物质代谢
第1节生命活动的直接能源
一、教学目标：
知识目标:1.ATP的生理功能和结构简式.
2.ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径.
能力目标:通过学生阅读教材和分析教材,培养学生的阅读能力和分析能力.
情感目标:1.让学生在分析自己身体内发生的ATP-ADP循环及其重要意义过程中,体验到生物学原理在生产生活实践中的价值,加强学生对身边科学这一理念的理解.
2.通过分析ATP,ADP的动态平衡,树立辨证唯物主义的自然观,生产观,即总能源来自于光能.
二、教学重点和难点
1.ATP的生理功能.
2.ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径.
3.ATP与ADP的相互转化过程中的能量来源和去路.
三、课时安排一课时
四、教学准备
1、ATP储能和放能过程的挂图。
2、《生命活动的直接能源》教学课件。
3、准备ATP相关药品的药盒或图片。
板书设计：
第4章细胞的能量代谢
第1节生命活动的直接能源一、ATP的生理功能
ATP是生物体的直接能源物质
二、ATP的分子简式
A-P~P~P
三、ATP的储能和放能过程。
生命活动中能量的直接供体是
生命活动中能量的直接供体是
ATP(腺苷三磷酸)
人体活动主要的直接供能物质是ATP(腺苷三磷酸)。
人所需的能源不是单一的品种，是从每天的不同食物中汲取里面的糖、脂肪、蛋白质等能源物质，然后由这些能源物质再转变合成ATP，从而满足一切生理活动的需要。
人体能源物质是储这样储存的：
人体生命过程所需要的能量主要来自每天所吃的食物，经过一系列的代谢储存在人体内满足生命活动的需要。
分别是磷酸肌酸、糖原、脂肪、氨基酸等能源物质。
其中磷酸肌酸主要储存在肌细胞中，相对含量很少，仅能维持极短的时间。
储存量相对较多的是糖，主要以肌糖原、肝糖原的形式，包括循环系统中的葡萄糖，合计在一起也只有500g左右。
就是这部分储存的糖对于我们的健康非常重要，它是最有效的能源物质，缺氧的时间咱们可以利用它供能，在有氧的时间我们也可以利用它提供能量。
唯一不利的是储量仍不是太多，这可能造物主就是这样设计的。
就像磷酸肌酸一样，若储存多了就会增加肌肉质量；当积累较多的糖原时，机体会进一步集聚更多的水分，最终都会导致体重的增加，不利于运动的速度等素质。
储存最多的能源物质是脂肪，主要分布于皮下脂肪组织、内脏周围，脂肪储存的多寡受个体遗传、生活方式、体力活动、膳食营养等因素的影响。
但脂肪只能在有氧情况下提供能量。
蛋白质可以提供能量，但人体内并没有多余的以能源物质形式储存的蛋白质。
生命活动的直接能源
(2)机械能：细胞内各种结构的运动都是在做机械运动，
所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩、草履虫纤毛的 摆动、精子尾部的摆动、有丝分裂期间染色体的运动、腺细 胞对分泌物的分泌等，都是由ATP提供能量来完来的。
(3)电能：大脑的思考，神经冲动在神经纤维上的传导，
以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电
中远离腺苷的高能磷酸键易水解和重新形成。
[关键一点] ATP的结构特点可用“一、二、三”来总
结，即一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基。 3．ATP的生理功能 细胞代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的。ATP
是细胞代谢所需能量的直接来源。
4．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的 能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形 成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。 (2)ATP在供能中处于核心地位，其他能源物质只有
1．ATP 水解释放能量 ATP水解酶 (1)反应式：ATP―――――→ADP＋Pi＋能量。 (2)能量来源：ATP 中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。 (3)能量去路：用于各种需能的生命活动。 (4)反应场所：活细胞内的多种场所(如细胞膜、细胞质基 质和细胞核等)。
2．ATP 合成贮存能量 ATP合成酶 (1)反应式：ADP＋Pi＋能量――――→ATP。 (2)能量来源： ①绿色植物、动物、人、真菌和大多数细菌呼吸作用分解 有机物释放的能量。 ②绿色植物光合作用吸收转化的光能。 (3)能量去路：ATP 中高能磷酸键的形成。 (4)反应场所：叶绿体、线粒体和胞质溶胶。
3．ATP和ADP相互转化的意义 ATP在细胞内含量很少，由于ATP和ADP之间在
细胞内相互转化十分迅速，使细胞内ATP含量总是
《生命活动的直接能源——ATP》 知识清单
《生命活动的直接能源——ATP》知识清单一、什么是 ATPATP 即三磷酸腺苷（Adenosine Triphosphate），是一种核苷酸，由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成。
它在细胞中扮演着极其重要的角色，被形象地称为“能量货币”。
ATP 的结构就像是一个带有“能量尾巴”的分子。
腺嘌呤和核糖构成了它的“头部”，而三个磷酸基团则组成了它的“尾巴”。
这三个磷酸基团之间的化学键蕴含着大量的能量，当这些化学键断裂时，能量就会被释放出来，供细胞的各种生命活动使用。
二、ATP 的合成细胞通过两种主要的途径来合成 ATP：有氧呼吸和光合作用（在植物细胞中）。
有氧呼吸是细胞在有氧条件下分解有机物（如葡萄糖），产生大量ATP 的过程。
这个过程发生在线粒体中，经过一系列复杂的化学反应，将有机物中的化学能逐步转化为 ATP 中活跃的化学能。
在植物细胞中，光合作用也是 ATP 合成的重要途径。
通过吸收光能，将二氧化碳和水转化为有机物，并同时产生 ATP。
此外，在某些特殊情况下，细胞还可以通过无氧呼吸产生少量的ATP，但这种方式产生的能量相对较少。
三、ATP 的水解当细胞需要能量时，ATP 会发生水解反应。
ATP 分子中的末端磷酸键断裂，释放出一个磷酸基团，同时生成二磷酸腺苷（ADP）和无机磷酸（Pi），并释放出大量的能量。
这个能量释放的过程非常迅速，可以在瞬间为细胞的各种生理活动提供动力，比如肌肉收缩、神经冲动的传导、物质的主动运输等等。
四、ATP 与 ADP 的相互转化ATP 和 ADP 之间可以相互转化，这是一个动态平衡的过程。
当细胞内的 ATP 被消耗，生成 ADP 和 Pi 时，细胞会通过上述的合成途径，将 ADP 和 Pi 重新合成为 ATP，以维持细胞内 ATP 含量的相对稳定。
这种相互转化就像是一个“充放电”的过程，保证了细胞随时都有足够的能量供应。
五、ATP 在生命活动中的作用1、肌肉收缩肌肉细胞中的肌球蛋白和肌动蛋白相互作用，引起肌肉的收缩。
《生命活动的直接能源——ATP》 教学设计
《生命活动的直接能源——ATP》教学设计一、教学目标1、知识目标（1）简述 ATP 的化学组成和特点。
（2）解释 ATP 在能量代谢中的作用。
（3）写出 ATP 与 ADP 相互转化的反应式。
2、能力目标（1）通过分析 ATP 与 ADP 相互转化的示意图，培养学生的识图能力和分析问题的能力。
（2）通过探究 ATP 是直接能源物质的实验，提高学生的实验设计和操作能力。
3、情感态度与价值观目标（1）认同 ATP 是生命活动的直接能源物质，体会生命活动与能量的关系。
（2）培养学生关注生命科学的发展，激发学生学习生物学的兴趣。
二、教学重难点1、教学重点（1）ATP 的化学组成和特点。
（2）ATP 与 ADP 的相互转化。
（3）ATP 在能量代谢中的作用。
2、教学难点（1）ATP 与 ADP 相互转化的机制。
（2）理解 ATP 是生命活动的直接能源物质。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验法、多媒体演示法四、教学过程1、导入新课通过展示运动员在赛场上奔跑、细胞分裂等生命活动的图片或视频，引导学生思考这些生命活动需要能量，那么能量从何而来？从而引出本节课的主题——ATP。
2、讲授新课（1）ATP 的化学组成和结构结合教材内容，讲解 ATP 的中文名称（三磷酸腺苷），并展示ATP 的分子结构模型，引导学生认识 ATP 的组成成分（腺嘌呤、核糖、磷酸基团）。
强调 ATP 是一种高能磷酸化合物，其中含有两个高能磷酸键。
（2）ATP 与 ADP 的相互转化通过多媒体展示 ATP 与 ADP 相互转化的示意图，讲解转化的过程和反应式：ATP ⇌ ADP ＋ Pi ＋能量引导学生分析在这个转化过程中，能量的来源和去路。
强调 ATP 与 ADP 的相互转化是时刻不停地发生的，并且处于动态平衡之中。
（3）ATP 在能量代谢中的作用结合生活中的实例，如萤火虫发光、肌肉收缩等，讲解 ATP 是生命活动的直接能源物质。
让学生理解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。
《生命活动的直接能源——ATP》 知识清单
《生命活动的直接能源——ATP》知识清单在我们的身体里，有一种神奇的物质，它就像一个随时准备为生命活动冲锋陷阵的“能量战士”，为细胞的各种活动提供动力，这就是三磷酸腺苷，简称 ATP。
ATP 的分子结构就像是一个精心设计的能量储存库。
它由一个腺嘌呤、一个核糖和三个磷酸基团组成。
这三个磷酸基团可不是简单地排列在一起，它们之间的化学键蕴含着巨大的能量。
当最外面的一个磷酸基团脱离时，就会释放出大量的能量，供细胞使用。
ATP 是如何产生的呢？这主要通过两种途径，一种是细胞呼吸，另一种是光合作用。
细胞呼吸是一个复杂但又极其重要的过程。
无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，都能够产生 ATP。
在有氧呼吸中，葡萄糖等有机物在细胞内被逐步分解，经过一系列的化学反应，最终产生大量的 ATP。
而无氧呼吸虽然产生的 ATP 数量相对较少，但在某些紧急情况下，比如氧气供应不足时，也能为细胞提供一定的能量支持。
光合作用则是植物特有的产生 ATP 的方式。
在光的驱动下，叶绿体中的色素吸收光能，将水分解为氧气和氢离子，并产生 ATP 和还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。
这些产生的 ATP 和 NADPH 又为后续的碳反应提供了能量和还原剂，从而合成有机物。
那么，ATP 产生之后又是如何被利用的呢？细胞中的各种生命活动都离不开 ATP 的供能。
比如，物质的主动运输，需要 ATP 提供能量来驱动载体蛋白完成物质的跨膜运输；肌肉的收缩也依赖于 ATP 释放的能量，使得肌球蛋白和肌动蛋白相互作用，实现肌肉的收缩和舒张；还有细胞内大分子物质的合成，像蛋白质的合成，需要 ATP 来提供能量，将氨基酸连接成多肽链。
ATP 和 ADP 之间的相互转化，就像是一个永不停歇的能量循环。
当细胞需要能量时，ATP 分解为 ADP 和磷酸，释放出能量。
而当细胞有多余的能量时，又会通过一系列反应将 ADP 和磷酸合成 ATP，将能量储存起来。
这个转化过程非常迅速，时刻保证细胞内有足够的能量供应。
《生命活动的直接能源——ATP》 知识清单
《生命活动的直接能源——ATP》知识清单在我们奇妙的生命世界中，有一种物质起着至关重要的作用，它如同能量的“货币”，为生命活动的进行提供直接的动力支持，那就是三磷酸腺苷，简称 ATP。
一、ATP 的结构ATP 是由一个腺苷（腺嘌呤和核糖组成）和三个磷酸基团组成的。
这三个磷酸基团之间存在着高能磷酸键，其中远离腺苷的那个高能磷酸键极不稳定，容易断裂和重新形成，这一特性使得 ATP 能够在需要能量的时候释放能量，在有能量供应的时候储存能量。
从化学结构上看，ATP 就像是一个小小的“能量储存库”。
腺苷部分相对稳定，而磷酸基团的排列和连接方式决定了其能量的储存和释放能力。
二、ATP 与 ADP 的相互转化ATP 和二磷酸腺苷（ADP）之间存在着一个动态的转化过程。
当生命活动需要能量时，ATP 会在酶的作用下，断裂远离腺苷的那个高能磷酸键，释放出能量，同时转化为 ADP 和一个游离的磷酸基团。
而当细胞中有能量供应时，比如在呼吸作用中产生了能量，ADP 和游离的磷酸基团会重新结合，在酶的作用下形成 ATP，储存能量以备不时之需。
这个转化过程就像是一个“能量循环”，不断地为生命活动提供所需的能量。
而且，这个转化过程非常迅速，能够及时满足细胞的能量需求。
三、ATP 的功能ATP 是生命活动的直接能源物质，几乎参与了细胞内的所有生理过程。
在物质运输方面，无论是小分子物质通过细胞膜的主动运输，还是大分子物质的胞吞胞吐，都需要ATP 提供能量来完成物质的跨膜运输，确保细胞内物质的平衡和代谢的正常进行。
在肌肉收缩过程中，ATP 为肌肉细胞的收缩提供能量，使得肌肉能够完成各种动作，从我们日常的行走、跑步，到精细的手部动作，都离不开 ATP 的支持。
在细胞内的化学反应中，许多合成代谢反应，如蛋白质的合成、DNA 的复制等，都需要 ATP 来提供能量，推动这些反应的进行，保证细胞的生长、分裂和分化。
四、ATP 的产生细胞通过呼吸作用和光合作用来产生 ATP。
2022至2023年高一下册期中生物专题训练(重庆市璧山区璧山中学校)
选择题生物体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( )A. 太阳能、糖类、ATPB. ATP、糖类、脂肪C. ATP、脂肪、太阳能D. ATP、糖类、太阳能【答案】D【解析】糖类是生物体的主要能源物质，ATP是直接能源物质，脂肪是良好的储能物质，根本能量来源是太阳能。
生物体进行生命活动的直接能量来源是三磷酸腺苷（ATP），在ATP水解为ADP的过程中，释放的能量就用于生物体的各项生命活动，如肌肉收缩、神经传导等。
糖类是生物体生命活动的主要能源物质；太阳能是生物体生命活动的最终能量来源；脂肪是生物体储存能量的重要物质；综上分析，D正确，ABC错误。
故选D。
20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶,它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。
如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明( )A. 有的RNA具有生物催化作用B. 酶是由RNA和蛋白质组成的C. RNA是由核糖核苷酸组成的D. 绝大多数酶的化学本质是蛋白质,少数是RNA【答案】A【解析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
据此答题。
根据题中信息“留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”，可推知该酶的化学本质是RNA，即RNA具有生物催化功能。
综上分析，A正确，BCD错误。
故选A。
选择题测定胃蛋白酶活性时,将溶液pH由11降到1的过程中,胃蛋白酶活性A. 不断上升B. 没有变化C. 先升后降D. 先降后升【答案】B【解析】在最适pH时，酶的活性最高；当高于或低于最适pH时，酶的活性都会降低；当过酸过碱时，由于酶的空间结构遭到破坏，酶失活后活性不可恢复。
胃蛋白酶的最适pH是1.5-2.2，当处在pH为11的溶液中，由于碱性过大而失去活性。
因此，将溶液pH由11降到1的过程中，胃蛋白酶不再具有活性，所以活性不发生变化，综上分析，B正确；ACD错误。
《生命活动的直接能源——ATP》 知识清单
《生命活动的直接能源——ATP》知识清单在我们的身体中，每一个细胞都在不停地进行着各种复杂而有序的生命活动，从肌肉的收缩到神经信号的传递，从物质的合成到细胞的分裂等等。
而这一切活动的背后，都离不开一种被称为“生命活动的直接能源”的物质——ATP（三磷酸腺苷）。
一、ATP 的分子结构ATP 是一种由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成的核苷酸。
其结构就像是一个带着“三头”的“身体”。
腺嘌呤和核糖构成了“身体”部分，而三个磷酸基团则像是依次连接在“身体”上的“三头”。
这三个磷酸基团之间存在着高能磷酸键，其中远离核糖的那个高能磷酸键非常不稳定，容易断裂，也容易重新形成。
当这个高能磷酸键断裂时，会释放出大量的能量，为生命活动提供动力。
二、ATP 与 ADP 的相互转化ATP 并不是一种“取之不尽，用之不竭”的能源物质，它在细胞内会不断地与 ADP（二磷酸腺苷）相互转化。
当细胞需要能量时，ATP 会在酶的作用下，断裂那个不稳定的高能磷酸键，转化为 ADP 和一个游离的磷酸基团，并释放出能量。
这个过程就像是我们从储蓄罐中取钱来使用一样。
而当细胞内有能量剩余时，比如在细胞呼吸过程中产生了能量，这些能量会促使 ADP 和游离的磷酸基团重新结合，形成 ATP，将能量储存起来。
这一过程就如同我们把多余的钱重新存进储蓄罐。
这种相互转化的过程时刻都在进行，使得细胞内的能量供应能够保持动态平衡，满足细胞各种生命活动的需求。
三、ATP 的功能1、为细胞的各种生命活动直接供能比如，肌肉细胞收缩时，需要 ATP 提供能量来拉动肌肉纤维；神经细胞传递信号时，依赖 ATP 来驱动离子泵，维持细胞膜内外的电位差。
2、参与物质的合成细胞内许多物质的合成过程都需要能量，ATP 为这些合成反应提供了必要的动力。
3、主动运输在细胞膜上的一些物质运输过程，如离子的主动运输，需要 ATP 来驱动载体蛋白，实现物质从低浓度一侧向高浓度一侧的运输。
四、ATP 的产生1、细胞呼吸这是 ATP 产生的主要途径。
高中生物 第5章 细胞的能量代谢 5.1 生命活动的直接能源——ATP 北师大版必修1
1.简述ATP的化学组成和生理功能。 2.写出ATP的分子简式。 3.理解ATP在能量代谢中的应用。
一二三
一、ATP的生理功能 在细胞的能量代谢过程中,糖类、脂肪、蛋白质等有机物氧化分 解释放出来的能量,除了一部分以热能的形式散失外,剩余的能量 首先要转移到ATP中,然后再通过ATP的水解,将能量释放出来供给 各种生命活动。因此,ATP(三磷酸腺苷)是生物体的直接能源物质。
答案:C
题型一 题型二
题型二 ATP 与 ADP 相互转化 【例2】 下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下 列说法正确的是( )
A.图1中的A代表腺苷,方框中的结构代表腺嘌呤核糖核苷酸 B.图2中反应向右进行时,图1中的b、c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性 D.酶1和酶2催化作用的机理是降低化学反应的活化能,两者作用 于同一种底物
A.肌糖原
B.磷酸肌酸
C.葡萄糖
D.ATP
解析:虽然四种物质都能为骨骼肌提供能量,但只有ATP能直接为其
提供能量。
答案:D
12345
2下列对人体细胞内ATP的描述,正确的是( ) A.各项生命活动所需ATP主要来自呼吸作用 B.ATP含有三个高能磷酸键 C.ATP是生物体的主要能源物质 D.细胞内储有大量的ATP,以供生命活动需要 解析:人体细胞内的ATP,主要是通过细胞呼吸方式生成的。ATP含 有两个高能磷酸键,且ATP水解时释放的能量直接用于生物体的各 项生命活动,是生物体的直接能源物质,但人体内的ATP储量很少。 答案:A
答案:C
题型一 题型二
反思领悟走出 ATP 的理解误区
误区
正确观点
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• ATP是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate)的英文缩写符号， • A---腺苷、T---三、P---磷酸基。 • ATP的简式： A－P ~ P ~ P
化学性质： ATP的结构式
ATP的结构简式
P ~P ~P
高能磷酸键
P～P ～P
腺嘌呤 核糖
腺苷(A) ATP
分子简式
能量来源 能量去向
结论 ：物质是可逆的，能量是不可逆的
ATP与ADP的相互转化
Pi
ATP在细胞内的 含量是很少的。但是 ATP和ADP在细胞内的 相互转化是十分迅速 的。
酶
能量
ATP ATP 酶
ADP ADP
这样，细胞内 ATP的含量总是处于 一个动态平衡的状态。
能量
Pi
小结：
三磷酸腺苷：Ａ－Ｐ~Ｐ~Ｐ
A、太阳能 糖类 ATP
B、ATP
C、ATP
糖类
脂肪
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 ）
A、1，2，2
C、1，3，2 4、ADP转变为ATP需要（D ）
B、1，2，1
D、2，3，1
A、磷酸、腺苷、能量、酶 B、磷酸、腺苷、能量 C、腺苷、能量、酶 D、磷酸、能量、酶
磷酸基
直 接 能 源 物 质
Ａ Ｔ Ｐ
分子简式
腺苷
高能磷酸键
在酶的作用下，ATP中远离A的高 与ＡＤＰ 能磷酸键水解，释放出其中的能量， 同时生成ADP和Pi；在另一种酶的 的关系 作用下，ADP接受能量与一个Pi结 合转化成ATP。 合成时的 植 光合作用和呼吸作用 能量来源 动 呼吸作用
能源物质 储能物质
三个磷酸基团
A—P～P～P
三磷酸腺苷
易断裂 特点
A
P
～ P～ P
易形成 思考： 能量的变化？
腺 苷
磷 酸 基 团
高 能 磷(储存大量的能量） 酸 键
1molATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，是一种
高能磷酸化合物(20.92是标准)
A– P~P~P
ATP
ADP
AMP
二. ATP的生理功能
太阳光能
生物合成
糖类
利用 脂肪 ATP
肌肉收缩 细胞分泌 兴奋传导 主动运输 发电发光
蛋白质
合成ATP的能量来源：太阳光能，化学能 ATP中能量的去向：各种生命活动
糖类、脂肪等有机物
氧 化 分 解
≈
储存有大量的能量， 但不能被直接利用
ＡＴＰ
储存的能量相对 来说少，但能被 直接利用
≈
据计算，一分子葡萄糖所含的能量 是一分子ＡＴＰ所含的能量的９４倍。
7. ATP的结构可以简写成（ A：A-P-P~P
）
√
B：A-P~P~P C: A~P~P-P
D: A~P~P~P
8、ATP与DNA共有的组成成分为（ C ） A、核酸和磷酸基 B、脱氧核糖和磷酸基团 C、腺嘌呤和磷酸基团 D、腺嘌呤和高能磷酸健
知识迁移：
海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有 巨大的神经细胞，能不断吸收K+，科学家 做过实验：用一种有毒物质使其神经细胞 中毒，吸收的功能就消失。如果注入一种 物质，神经细胞又能恢复不断吸收的功能， 一直到这种物质消耗完。请回答： ATP （1）注入的这种物质是 ，其结 构简式可表示为 A—P~P~P 。 主动运输 （2）神经细胞吸收的方式是 ， 此物质的吸收除需要注入一种物质外，还 需要 载体 。
5、对于反应式：ATP 法正确的是（ A ）
酶
酶
ADP+Pi+能量，以下提
A、物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆的 C、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的 6、生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提 供能量的物质是（ C ） A 葡萄糖 B 糖原 C 三磷酸腺苷 D 脂肪
糖类（主要能源物质）
脂肪、淀粉（植物细 能 胞） 源 脂肪、糖原（动物细 胞） 能量直接来源 ＡＴＰ（三磷酸腺苷）
最终能量来源
太阳光能
课堂练习：
1、ATP的结构式可以简写为（ A、A-P-P~P C、A~P~P-P
B
）
B、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
15min
２ｍｌ葡萄糖溶液
荧 光 消 失
无荧光
暗处
B
２ｍｌＡＴＰ溶液
有荧光
一. ATP的分子简式
物理性质：
纯净的ATP是白色粉末状，能够溶于水， 可作为一种药品， ATP片剂可以口服，而 ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。主 要是用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗 症、心肌炎等疾病，起到改善患者新陈代 谢状况的作用。
试管若干，萤火虫的发光器，葡萄糖溶液， ATP
实验原理：萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光
素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后 就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的 荧光素与氧发生化学作用，形成氧化荧光素发 出荧光。
取数十只萤火虫的发光器，干燥后研磨成粉，取两等份分别装入A、B两支 试管，各加入少量水使之混合。A试管加入2ML葡萄糖容易，B试管加入2ML 的ATP溶液。置于暗处，一段时间后可见试管内有淡黄色荧光出现。
结论：
ATP是细胞内“能量货币”
三、ATP的储能与放能过程：
ATP
能量
合 成 酶
水 解 酶
Pi
能量
Pi
ADP
疑惑：此过程中体现的化学反应如何书写？
化学反应方程式：
储能：
能量 + ADP + Pi
ATP合成酶
ATP
放能：
ATP水解酶
ATP
ADP+ P i+能量
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
动物和人等
绿色植物
ADP +Pi+
酶
酶
反 应 ATP→ADP+Pi+能量 水解反应 反应类型 酶的类型 场 所 水解酶
ADP+Pi+能量→ATP
合成反应
合成酶 线粒体、叶绿体、 细胞质基质等 有机物中的化学能、 光能 储存于高能磷酸键 中
活细胞所有部位
高能磷酸键 用于各项生命活动
第四章 细胞的能量代谢
第一节 生命活动的直接能源
余游
在生命系统中： 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：太阳能 那么又是谁直接给我们的生命活 动提供能量呢？
用 于 生 物 发 电 发 光 用于大脑思考
ATP
用于各种运动，如 肌细胞收缩
用于主动运输 、细胞的 生长分裂等
实验材料：