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——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。

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(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。

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
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——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。