生命活动的直接能源——ATP

第5章细胞的能量代谢第1节生命活动的直接来源【学习目标】1、简述ATP的化学组成和特点。

2、写出ATP的分子简式。

3、解释ATP在能量代谢中的作用。

【学习重点】1、ATP化学组成的特点。

2、ATP在能量代谢中的作用。

【学习过程】一、知识预览1、ATP的生理功能概述：葡萄糖是能源物质，但是其释放的能量直接被生物体利用，直接给生命活动提供能量的有机物是。

有人把ATP比喻为细胞内流通的。

是生物体内的直接能源物质。

2、ATP的分子简式：ATP的中文名称是。

其结构式可简写为：。

其中A 代表P代表，~代表。

高能磷酸键是一种特殊的化学键，它所储存的能量是普通磷酸键的以上。

高能磷酸键更容易断裂，从而释放出其中储存的能量。

通常把水解时释放的能量在20.92 kJ/moL以上的化合物，称为。

ATP 水解生成ADP时可以释放出大约的能量，且ATP的分子结构中含有，所以，ATP被称为。

3、ATP的储能和放能过程（1）ATP和ADP的相互转化ATP中能量的储存和释放，主要是通过ATP与ADP的相互转化来实现的，反应式为：。

（2）ATP的形成途径生物体内ADP转化成ATP时所需要的能量，主要来自线粒体内分解有机物释放出的能量。

另外，绿色植物还可以通过将光能转化为化学能，储存在.二、合作探讨问题1：ATP和ADP的相互转化过程是否为可逆反应呢？问题2：ATP在细胞中的含量并不多，为什么能为生命活动提供大量的能量呢？1第 1 页共2 页编制：曾德洪审核：彭采勇三、知识提炼：1、细胞的能源物质归纳（1）主要能源物质：糖类；（2）主要储能物质：脂肪；（3）直接能源物质：ATP；（4）最终能量来源：天阳能。

【配餐作业】A基础巩固1、在剧烈运动时，人体骨骼肌所需要的能量直接来源于（）A、肌糖原B、葡萄糖C、ATPD、脂肪2、海洋中的电鳗有放电的现象，其电能是由（）A、有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来B、热能转变而来C、ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来D、光能转变而来3、ATP的结构式可以简写为（）A、A-P-P~PB、A-P~P~PC、A~P~P-PD、A~P~P~P4、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（）A、1，2，2B、1，2，1C、1，3，2D、2，3，15、30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP （）A、10个B、20个C、30个D、40个6、人体细胞中内的葡萄糖氧化分解所释放的能量贮存在ATP中的（）A 第二高能磷酸键中B 所有的高能磷酸键中C 所有的化学键中D A与P结合的化学键中7、下列有关ATP的叙述中，不正确的是（）A、生物体内ATP与ADP之间时刻发生相互转化B、骨骼肌剧烈运动时收缩所需要的能量直接来自ATPC、动植物形成ATP的途径分别是细胞呼吸和光合作用D、ATP中含有的元素是C、H、O、N、P8、(多选)ATP与ADP相互转化的特点有 ( )A．永不停息 B．提高能量利用率 C．及时供应能量 D．在活细胞内9、(多选)在生物体内，ADP转化为ATP需要的条件为 ( )A．能量 B．酶 C．Pi D．活细胞内B、能力提高1、下列哪些生理活动会导致细胞内ADP的含量增加? ( )①小肠绒毛上皮细胞吸收K+和Na+②肾小管对葡萄糖的重吸收③血液中的葡萄糖进入红细胞④甘油进入小肠绒毛上皮细胞A．①②③④B．①②C．③④D．①②③2、有实验证明，当注射ATP给中毒的枪乌贼(不能自己合成ATP)的巨大神经细胞时，细胞膜立即开始逆浓度差排出Na+和吸收K+，并且一直持续到ATP用完为止，这个实验说明：。

第1节生命活动的直接能源——ATPATP 的生理功能[自读教材·夯基础]1．A TP 是生命活动的直接能源物质(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP 直接提供能量。

(2)实例：用于有机物合成、细胞分泌、肌肉收缩和兴奋传导等生命活动。

2．A TP 是细胞内流通的“能量货币”(1)合成代谢一般与A TP 水解的反应相联系，由A TP 水解提供能量。

(2)分解代谢一般与A TP 的合成相联系，释放的能量储存在ATP 中。

(3)能量通过ATP 分子在合成代谢和分解代谢之间进行周转。

[跟随名师·解疑难]细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP 直接供能的1.一切生命活动都离不开能量。

糖类是为生命活动提供能量的主要能源物质，A TP 是生物体的直接能源物质。

2．1个A TP 分子由1个腺苷和3个磷酸基组成，含有2个高能磷酸键，其中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易断裂，释放出其中的化学能。

3．A TP 中能量的储存和释放，是通过A TP 与ADP 的相互转化来实现的，细胞内部时刻进行着A TP 与ADP 的相互转化。

植物细胞动物细胞需能的生命活动需能的生命活动⎭⎪⎬⎪⎫细胞分裂植株的生长根对矿质元素离子的吸收主动运输等←A TP→⎩⎪⎨⎪⎧吸收与分泌物质合成神经传导和生物电肌肉收缩等ATP中的化学能可以直接转化成其他各种形式的能，用于各项生命活动。

这些能量的形式主要有以下6种：(1)渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能来自ATP。

(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A TP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，它们所做的电功消耗的就是电能。

第四章光合作用和细胞呼吸第一节 ATP和酶第一课时生命活动的能量“通货”——ATP一、教材分析<<细胞的能量“通货”——ATP>>是苏教版高中生物必修一第四章第一节的教学内容，主要包括了ATP的分子组成和结构特征、ATP与ADP的相互转化转化、ATP的利用这三方面。

本节内容具有承上启下的作用:学生可以进一步理解只有在能量驱动下细胞膜才能行使主动运输的功能；加深理解把叶绿体、线粒体比喻为“能量转换站”和“动力车间”的含义；便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用分不开。

二、学情分析学生通过对必修一第二章的学习，已经掌握了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，明确了能源物质、主要能源物质、储能物质等概念，这为进一步学习ATP是能量的“通货”作了铺垫。

学习了RAN的分子结构，为构建ATP模型奠定了基础。

此外，学生有了初步建立思维的目的性、连续性和逻辑性，但不完善，对抽象知识的理解具有一定的障碍，因此对ATP和ADP的化学组成简式的分析与解释有一定的难度。

三、课程标准大概念：细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖。

重要概念：细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在特点区域。

一般概念：解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质.四、教学目标（1）能够简述A T P的化学组成和特点，熟练写出A T P分子简式、理解A T P与A D P的相互转化过程，解释A T P是驱动细胞生命活动的直接能源物质，认同结构和功能观。

(生命观念)（2）通过对A T P模型的建构，体验建立模型的思维过程，领悟模型方法，获得A T P的概念。

（科学思维）（3）通过分析A T P、A D P的动态平衡，树立辩证唯物主义的自然观、生态观，激发学生观察探究生命本质的热情。

(社会责任)五、教学重难点教学重点：ATP与ADP的相互转化及其在能量代谢中的作用。

教学难点：A T P与A D P的相互转化。

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：______________________________________________________________________________________________________________________________________。

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。

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。

《细胞的能量“通货”-ATP》优秀教学设计《细胞的能量“通货”-ATP》优秀教学设计对于细胞内与能量有关的物质，大家并不陌生——糖类、脂肪、蛋白质等，这些物质能为生命活动直接提供能量吗?下面是应届毕业生店铺为大家搜索整理的《细胞的能量“通货”——ATP》教学设计，希望对大家有所帮助。

《细胞的能量“通货”-ATP》优秀教学设计篇11、设计思想《细胞的能量“通货”——ATP》是第五章“细胞的能量供应和应用”第二节的内容。

对于细胞内与能量有关的物质，学生并不陌生——糖类、脂肪、蛋白质等，这些物质能为生命活动直接提供能量吗?通过设计探究实验，让学生认识到ATP才是生命活动的直接能源;关于ATP分子结构的教学，直观的展示其结构式，并于学过的核酸的知识结合起来比较进行学习，让学生从陌生到熟悉;ADP与ATP的相互转化的知识，让学生阅读教材，并解析其来源与去路，并通过表格的比较，认识其不同点;通过介绍ATP的利用方式，解释ATP在能量代谢中的作用。

2、教学分析2.1教材分析第五章主要介绍有关能量如何输入细胞，能量以什么形式存在以及细胞如何利用这些能量。

本节在本模块中具有承上启下的重要作用：学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能;并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义;便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用是分不开的。

2.2学情分析2.2.1学生的知识基础：学生通过对必修1第2章学习，已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，明确了能源物质、主要能源物质、储能物质等概念，这为进一步学习ATP是能量的“通货”作了铺垫。

2.2.2学生的能力基础：学生初步建立思维的目的性、连续性和逻辑性，但不完善，对抽象知识的理解具有一定的障碍。

2.3教学条件分析本节课内容较抽象,学生难以与现实生活相联系,结合多媒体课件,给学生展示ATP的药剂，让学生认识到其真实性;同时通过有趣的实验展示让学生体会到ATP的生理作用。