课件22张PPT。2019/7/25下图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是 ( )B学案49页第3题2019/7/25学案48页活用
B1.______是生物体主要的能源物质。
2.______是生物体内良好的储能物质。糖类脂肪细胞内还有许多化学反应都需要能量，这些能量从哪里来？细胞中的糖类、脂肪、蛋白质等有机物都储存着大量稳定化学能，这些能量能否被细胞的生命活动直接利用？4【探究点一】向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液,肌肉不收缩;向同一条肌肉上滴ATP溶液,肌肉很快就能发生收缩,为什么离体肌肉上滴葡萄糖溶液,肌肉不收缩？葡萄糖虽然是能源物质,但是不能被肌肉直接利用， ATP却能为肌肉收缩直接供能。
各种能源物质（糖类、脂肪、蛋白质）储存的能量在用于生命活动之前都要转移到ATP中，由ATP直接供应生命活动的需要。ATP是直接能源物质。5第五章 细胞的能量供应和利用第2节 细胞的能量“通货”
——ATP【温馨提示】请拿出你的导学案、课本、双色笔，还有最最重要的激情！！本节聚焦：
为什么说ATP是细胞的能量“通货”？
ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？
细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量？1．掌握ATP的结构及其功能，能够准确区分几种常见能源物质。
2．自主学习，合作探究，对比分析ATP、ADP的结构及两者的相互转化。
3．激情投入，联系实际，探讨细胞中的能量供应问题。学习目标1．ATP化学组成的特点及其在细胞代谢中的作用。
2．ATP与ADP的相互转化。学习重难点G1、写出ATP的中文名称。ATP中三个字母分别代表什么？
G2、写出ATP和ADP的结构简式，简式中的“~”代表什么？
G3、写出ATP水解的反应式。 ATP水解时释放哪个化学键中的能量？
G4、ATP水解释放的能量用于各项生命活动，哪些生命活动由ATP直接供能(请举例）？
G5、写出ATP合成的反应式。 ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来？
G6、写出ATP与ADP相互转化的反应式。ATP和ADP的相互转化是不是可逆反应？
G7、什么是放能反应？什么是吸能反应？
G8、导学案探究点二
G9、生物体内的主要能源物质、主要储能物质分别是什么？直接能源物质和最终能源物质呢？G1、写出ATP的中文名称和化学组成元素。ATP中三个字母分别代表什么？
G2、写出ATP的结构简式，简式中的“~”代表什么？
G3、写出ATP水解的反应式。 ATP水能时首先释放哪个化学键中的能量？书写ADP的中文名称和结构简式。
G4、ATP水解释放的能量用于各项生命活动，哪些生命活动由ATP直接供能(请举例）？
G5、写出ATP合成的反应式。 ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来？
G6、写出ATP与ADP相互转化的反应式。 ATP和ADP的相互转化是不是可逆反应？
G7、什么是放能反应？什么是吸能反应？
G8、导学案探究点二
G9、生物体内的主要能源物质、主要储能物质分别是什么？直接能源物质和最终能源物质呢？ 结构简式：A—P ~ P ~ P 中文名称： 腺苷磷酸基团高能磷酸键腺嘌呤核糖其中有___个腺苷，__个高能磷酸键，___个磷酸基团。123三磷酸腺苷 组成元素: C H O N P 【要点一】ATP分子的组成和结构(水解时释放的能量多达30.54kJ/mol)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。G1G211【要点二】ATP和ADP可以相互转化 直接为各项生命活动提供能量水解酶ATP的水解：释放能量G3 G412合成ATP所需能量的来源：
（1）动物、人、真菌和大多数细菌：____________所释放的能量。 （2）绿色植物： 和 所释放的能量。呼吸作用光合作用呼吸作用合成酶ATP的合成：储存能量【要点二】ATP和ADP可以相互转化G513【要点二】ATP和ADP可以相互转化ATP与ADP相互转化示意图ATP和ADP的相互转化是不是可逆反应？
（1）所需要的酶不同：催化ATP水解的酶属于水解酶，催化ATP合成的酶属于合成酶。
（2）能量来源/去向不同：ATP水解释放的能量用于各项生命活动，ATP合成的能量来源于细胞呼吸或光合作用。
物质是可逆的，能量是不可逆的 G62019/7/25水解反应合成反应水解酶合成酶活细胞内各处线粒体、叶绿体、细胞质基质等用于各项生命活动储存于高能磷酸键中结论 ：物质是可逆的，能量是不可逆的 动物和人等是细胞呼吸，植物为细胞呼吸和光合作用ATP中高能磷酸键的断裂酶酶ATP和ADP的相互转化不是可逆反应15 吸能反应放能反应 ATP的水解ATP的合成化学反应（释放能量）（吸收能量）（所吸收的能量由ATP水解提供）（所释放的能量储存在ATP中）能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，所以ATP被喻为细胞内流通的能量“通货”G716【探究点二】一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5公斤的ATP转化成ADP，释放能量，供运动之需，在人体内储存有大量的ATP吗?如果没有，那么ATP怎样才能满足人体的需要？（1）人体内没有储存大量的ATP 。
（2）对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中的。ATP消耗大、含量少、转化快细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性！G8ATP糖类脂肪太阳能前挂后连——回顾总结G9ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能前挂后连——回顾总结19小结：20萤火虫发光实验取若干个萤火虫的发光器，晒干，研成粉未，放入两支试管中
①加生理盐水
②发光，一段时间后消失加葡萄糖加ATP哪一只试管会发光？这个实验说明什么结论？从A、B试管的实验现象中你得出的结论是?葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，ATP却能。即ATP是直接能源物质实验：2019/7/25 蛙腓肠肌实验“探究ATP”的生理作用
实验原理：ATP能使疲劳的腓肠肌恢复收缩能力。
材料用具：制备好的蛙腓肠肌；质量浓度为0.65g/dL的氯化钠溶液,质量浓度为1.2g/dL的葡萄糖溶液、ATP针剂；解剖盘、铜锌叉、玻璃分针、剪刀、载玻片、坐标纸、滴管、洗水纸、培养皿。
活动程序：
⑴用剪刀剪下长约1cm、宽约0.5cm的一条新鲜的蛙腓肠肌.放有质量浓度为0.65/dL的氯化钠的培养皿中.
⑵在载玻片的中央滴2滴质量浓度为0.65/dL的氯化钠溶液.用玻璃分钟挑曲上述肌肉,放在载玻片上的氯化钠溶液中,并且使肌肉呈直线状.
⑶将载玻片放在坐标纸上，测量并记录肌肉的长度。用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉疲劳不能收缩为止
⑷向刚刚丧失收缩功能的这块离体肌肉低上一滴质量浓度为1.2g/dL的葡萄糖溶液，用铜锌叉刺激肌肉，测量并记录其长度。
⑸用吸水纸吸去离体肌肉上的葡萄糖溶液。向这块离体肌肉上滴一滴ATP溶液，用铜锌叉刺激肌肉，测量并记录其长度。第2节 细胞的能量“通货”——ATP
●从容说课
《细胞的能量“通货”——ATP》主要介绍了ATP分子的组成和结构特点,ATP具有与ADP相互转化的特性,以及ATP在细胞生命活动中的作用等内容。
关于ATP与ADP的相互转化既是本节的重点也是难点。教师可以继续利用前面的比喻，将细胞中的能量通货比作我们日常生活中的零用钱，它会随着每天的花销而减少，因此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充，细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物。在有机物分解时释放出的能量能被用来合成ATP，这个过程通过ATP与ADP的相互转化来实现。教师在介绍这部分内容时可以充分利用教材上的图解，告诉学生ATP水解时，远离腺苷的磷酸键断裂时释放出较多的能量，是一种放能的过程，所以当ADP与磷酸再次结合形成ATP时，必然从周围吸收相同的能量，而且这个过程在细胞中时刻发生，这就是为什么ATP可以作为一种能量的“小票”而在细胞中流通使用的原因。
关于ATP的利用，一是要讲清楚吸能反应和放能反应与ATP的分解和合成的关系，二是要充分利用教材上的图解，让学生在看懂图解的基础上，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图解进行补充和完善。
●三维目标
1.知识与技能
（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。
2.过程与方法
（1）通过ATP与ADP相互转化关系的多媒体动画，认识ATP在细胞中作为能量流通的原因。
（2）通过分析，比较在生物体生命活动中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代谢的规律。
3.情感态度与价值观
（1）激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育。
（2）通过对课本P90图5－7进行补充和完善，以调动学生学习积极性,培养主动参与的学习态度,培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度。
●教学重点
1.ATP化学组成的特点及其在能量中的作用。
2.ATP与ADP的相互转化。
●教学难点
ATP与ADP的相互转化。
●教具准备
1.教师课件。
2.ATP结构式挂图。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
思考问题:在人类的生产和生活中是怎样解决能量的“稳定储存”和“灵活利用”这一矛盾的？例如,发电厂是如何转化能量的?人们是如何从农产品转化成各种生活用品的?
［情境创设］
1.老师提出问题，学生讨论
（1）萤火虫发光需要能量吗？
（2）细胞中的糖类、蛋白质等有机物都储存着大量稳定化学能，生物的生命活动需要能量能直接利用它们吗？
2.教师讲解
从课文中的唐诗中我们知道，生物的生命活动需要能量。实际上，细胞中还有许多化学反应是需要能量的，这些能量是从哪里来的呢？我们知道，细胞中的糖类、蛋白质等有机物都储存着大量稳定化学能，这些能源物质的稳定性，利于大量地储存，但它们不能直接为细胞的生命活动提供能量，细胞是怎样解决“稳定储存”和“灵活利用”这一矛盾的？细胞把稳定的能量转化成另一种能直接给细胞的生命活动提供能量的有机物——ATP，解决了这一问题。ATP什么物质呢？
［师生互动］
1.ATP分子结构特点
学生阅读课本P88相关内容后，教师讲解：
（1）展示ATP结构式挂图，向学生介绍腺嘌呤、核糖（两者结合而成腺苷）、磷酸。
（2）ATP是三磷酸腺苷的英文名称的缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。ATP水解时高能磷酸键可以水解放出大量的能量，达到30.54 kJ/mol。所以说，ATP是细胞内的高能磷酸化合物。
2.ATP与ADP相互转化
（1）学生阅读课本P88～P89页相关内容，回答问题：ATP与ADP是怎样相互转化的？
（2）教师讲解：ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解脱离开来，形成游离的Pi（磷酸），同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP（二磷酸腺苷的英文名称的缩写）。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP（播放多媒体课件：ATP与ADP相互转化）。
资料显示，正常人每天ATP的转变量几乎接近于体重，但在体内存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在体内总是处于不断转化的动态平衡之中。如下所示：
3.ATP的形成途径
（1）学生阅读课本P89相关内容后，分组讨论：动植物ATP的形成途径有哪些？
（2）教师讲解：对于绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自于呼吸作用和光合作用；对于人、高等动物、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP时所需的能量除来自于呼吸作用外，人和高等动物还可以来自磷酸肌酸的转移。
4.ATP的利用
（1）教师讲解：吸能反应总是与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。
（2）学生看课本图，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图进行补充和完善。
［教师精讲］
1.细胞内储存能量的物质有糖类、脂肪、蛋白质等。细胞内消耗能源物质的顺序是：糖类脂肪蛋白质。一般情况下生物体内细胞利用的能源物质是糖类，而且糖类中的能量需要分解释放传递给ATP，转变成活跃的化学能，才能供给各种生命活动利用，从而解决能量的“稳定储存”和“灵活利用”的矛盾。
2.直接供给生命活动能量的能源物质是ATP。在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键物质。ATP是生物体内能量转换的“中转站”，它有利于能量的运输和协调供给，如线粒体呼吸释放能量合成的ATP，可以转移到细胞膜用于主动运输，也可以进入细胞核推动DNA的复制等等，从而解决“产能”和“用能”在空间上的矛盾。
3.ATP的结构与物理、化学知识有密切联系，ATP中的能量可以转变成机械能（如肌肉收缩、鞭毛摆动）、化学能、电能（如神经冲动的传导）、渗透能（如主动运输的能量）、光能等其他形式的能量。
4.胞内供能物质有ATP和磷酸肌酸，ATP普遍存在，但含量不多，当ATP大量消耗时，则磷酸肌酸释放能量供ADP和Pi合成ATP。磷酸肌酸的存在对ATP含量的相对稳定起缓冲作用。
［评价反馈］
学生做课本练习题、教师检查评讲。
［课堂小结］
［课后拓展］
1.其他高能磷酸化合物
在动物和人体细胞（特别是肌细胞）内，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物还有磷酸肌酸（可用C～P代表）。磷酸肌酸的结构式是：
当动物和人体细胞由于能量的大量消耗而使细胞内的ATP含量过分减少时，在有关酶的催化作用下磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一起转移给ADP，从而生成ATP和肌酸（可用C代表）；当ATP含量比较多时，在有关酶的催化作用下，ATP可以将磷酸基团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。
对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲的作用，从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定，ATP系统的动态平衡得以维持。
2.萤火虫发光的原理和意义
萤火虫不论雄性的还是雌性的，夏秋的夜晚都会一闪一闪地发光。雄虫比雌虫的个体小一些，但发出的闪光却亮一些。萤火虫发出的闪光，主要是求偶的信号，用来吸引异性前来交尾。萤火虫有许多种，如平家萤火虫、姬萤火虫等。不同种类的萤火虫会发出各自特定的闪光信号。雌虫看到飞舞着的同种雄虫发出的闪光信号后，就会以特定的闪光信号回应。雄虫的每一组闪光信号是由几个节奏组成的，每个节奏都包括闪光的次数、闪光的频率和每次闪光的时间，这些都是雌虫能够识别的。如果雌虫顺利地回应了闪光信号，则雄虫就会前来交尾，以繁衍后代。有的科学家准确分析出某种雄性萤火虫的闪光规律后，用手电筒模拟这种闪光信号，竟然发现同种的雌虫会迎光而来。
有趣的是，雌虫看到其他种类雄虫的闪光信号后，有时竟能发出该种雌虫的闪光信号，这种闪光信号具有欺骗性，能使该种雄虫误以为可以前去交尾而被雌虫吃掉。雌虫的这一特性，可以使自己获得丰富的营养。这种现象被科学家戏称为“死亡拥抱”。此外，萤火虫发出的荧光还具有一定的警戒作用和照明作用。
萤火虫的发光器官位于腹部后端的下方，该处具有发光细胞。发光细胞的周围有许多微细的气管，发光细胞内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反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。顺便说到，荧光是一种冷光，其发光效率可高达98％左右，而热光则发光效率低得多，如太阳的发光效率只有35％左右。
●板书设计
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
1.ATP分子结构特点
（１）化学组成：腺嘌呤、核糖、磷酸；
（２）ATP（三磷酸腺苷），结构简式A—P～P～P，是细胞内的高能磷酸化合物。
2.ATP与ADP相互转化
（1）ATP和ADP在体内总是处于不断转化的动态平衡之中。如下式所示：
ADP＋Pi＋能量ATP
（2）ATP和ADP能相互转化的原因
3.ATP的形成途径
（1）绿色植物：能量来自于呼吸作用和光合作用；
（2）人、高等动物、真菌和大多数细菌：能量除来自于呼吸作用外，人和高等动物还可以来自磷酸肌酸的转移。
4.ATP的利用
（1）运输物质；
（2）肌肉收缩；
（3）合成物质；
（4）生物发电；
（5）神经活动。
●习题详解
一、练习（课本P90）
（一）基础题
1.B
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，还可用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。
3.在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1／94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。
（二）拓展题
提示：植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“通货”——ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同的起源。
二、问题探讨（课本P88）
1.萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
3.有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
三、思考与讨论（课本P90）
1.1分子葡萄糖所含的能量，约是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP转化为ADP时释放的能量）。
2.有道理。糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。
四、本节聚焦（课本P88）
1.因为能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。因此形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。
2.ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解脱离开来，形成游离的Pi（磷酸），同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP（二磷酸腺苷的英文名称的缩写）。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。
ATP与ADP在活细胞中一定条件下循环转化。ATP水解时释放出大量能量，不断地为生命活动提供能源补充，保证了新陈代谢的正常进行；由于ATP在细胞内的含量很少，ADP迅速转化形成新的ATP，使ATP含量处于动态平衡之中，从而使ATP不会因能量的不断消耗而枯竭，保证了生命活动能够及时地、不断地得到能量而顺利进行。
3.ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种：
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。
机械能 细胞内各种结构的运动都是在做机械功，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，精子鞭毛的摆动，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提供能量来完成的。
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。电能是由ATP提供的能量转化而成的。
化学能 细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。
光能 目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。
热能 有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物体温的提升和维持。
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
一、选择题
1.ATP转化为ADP可用下图表示,图示中X代表( )
/
A.H2O B.[H] C.P D.Pi
解析:ATP失去一个磷酸基团形成ADP和Pi。
答案:D
2.一般情况下,生物体的主要能源物质、直接供能物质、储存能源物质依次是( )
A.糖类 蛋白质 脂肪 B.ATP 糖类 脂肪
C.糖类 ATP 脂肪 D.糖类 ATP 蛋白质
解析:生物体的主要能源物质是糖类,直接供能物质是ATP,储存能源物质是脂肪和多糖(淀粉、糖原等)。
答案:C
3.下列有关生物体内ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP与ADP的相互转化,在活细胞中是永无休止的
B.ATP与ADP的转化是一种可逆反应
C.生物体内的ATP含量很多,从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D.只有细胞质中有ATP的分布
解析:生物体内的ATP含量很少,通过ATP和ADP的相互转化保证ATP源源不断地供应;但ATP与ADP的转化不是可逆反应,在相互转化过程中,只有物质是循环利用的。ATP是生物体内的能源物质,在细胞质、细胞核中都有ATP的分布。
答案:A
4.下列关于生命活动能源的叙述,不正确的是( )
A.生物体进行生命活动所需能源最终来源于太阳能
B.ATP是直接能源物质,糖类是主要的能源物质
C.植物细胞的ATP都是由呼吸作用直接产生的
D.脂肪与糖类相比较,C、H比例高,相同质量的脂肪释放能量较糖类多
解析:植物细胞产生ATP的途径有两条:光合作用和呼吸作用。脂肪和糖类都由C、H、O三种元素组成,但因脂肪中C、H比例高,氧化分解时耗氧多,产生水多,所以同质量时脂肪释放的能量较糖类多。
答案:C
5.ATP是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述不正确的是0( )
A.ATP可以水解,为细胞提供能量,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性
C.在ADP和ATP相互转化的过程中,能量的来源都是光合作用
D.主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质都是ATP
解析:ATP水解时释放的能量是ATP分子中远离A的高能磷酸键断裂释放的能量;ATP合成时能量来源为呼吸作用或光合作用,故C项错误。
答案:C
6.下列关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量,所以被称为高能磷酸化合物
B.三磷酸腺苷可简写为A~P—P—P
C.ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D.ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
解析:ATP中只有两个高能磷酸键,位于三个磷酸基团之间。大量的化学能储存在高能磷酸键中。ATP的分子简式为A—P~P~P。
答案:D
7.ATP是细胞中的能量通货,下列关于ATP的叙述,不正确的是( )
A.人在饥饿时,ATP可水解为一个腺苷和三个磷酸
B.ATP的元素组成有C、H、O、N、P
C.ATP中的能量可来自光能和化学能
D.在人体中,ADP转化成ATP所需能量只能来自呼吸作用
解析:人在饥饿时,ATP水解为ADP和磷酸,同时释放能量供生命活动利用。
答案:A
8.ATP分子在细胞内能释放能量、储存能量,从结构上看(以腺苷为基点),其原因是( )
①腺苷很容易吸收和释放能量 ②第三个高能磷酸键极容易断裂和形成 ③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离,第二个高能磷酸键断裂,使ATP转化为ADP ④ADP 可以迅速与磷酸结合,吸收能量形成第二个高能磷酸键,使ADP转变为ATP
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④
解析:从ATP的分子结构简式可知,ATP分子中含有2个高能磷酸键。当ATP在酶的作用下水解时,远离腺苷(A)的那个高能磷酸键(第二个高能磷酸键)断裂,形成ADP和Pi(磷酸),并将储存的能量释放出来;当细胞内ATP含量过少时,ADP在另一种酶的作用下,接受能量,与一个磷酸结合,形成ATP,此时接受的那部分能量则储存在远离腺苷(A)的那个高能磷酸键中。远离腺苷的那个高能磷酸键在一定条件下很容易断裂和重新生成,从而保证了细胞能量的持续供应。
答案:C
9.下列有关ATP的叙述,不正确的是( )
A.ATP直接为生命活动供能的过程消耗水
B.人体在饥饿状态下,细胞中ATP的含量仍可保持动态平衡
C.ATP脱去两个磷酸基团后可以参与合成RNA
D.蓝藻细胞内的直接能源物质不是ATP
答案:D
10.萤火虫尾部发光,是荧光素接受了ATP中的能量后,将化学能转化成光能所致。此化学能来自A
—
①
P
~
②
P
~
③
P中的哪个磷酸键?( )
A.①② B.②③ C.① D.③
答案:D
二、非选择题
/
11.请分析ATP与ADP相互转化的示意图,回答问题。
(1)图中Pi代表磷酸,则B为 ,C为 。在B→C的反应中,产生的E2为 断裂释放出的能量。?
(2)E1不是物质,对于人、动物、真菌和大多数细菌来说,E1来自 ,对于绿色植物来说,则来自 和 。?
(3)C→B伴随着细胞中的 能反应,B→C伴随着细胞中的 能反应。因此,ATP是细胞内流通的能量“ ”。?
解析:(1)ATP水解形成ADP和Pi,该过程产生的能量来自高能磷酸键的水解。(2)对于人、动物、真菌和大多数细菌来说,合成ATP所需的能量来自呼吸作用;对于绿色植物来说,合成ATP所需的能量来自光合作用和呼吸作用。(3)ATP的合成伴随着细胞内的放能反应,ATP的水解伴随着细胞内的吸能反应。因此,ATP是细胞内流通的能量“通货”。
答案:(1)ATP ADP 高能磷酸键
(2)呼吸作用 呼吸作用 光合作用
(3)放 吸 通货
/
12.人的骨骼肌细胞中,ATP含量仅够剧烈运动时3 s以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中ATP的相对含量随时间的变化如右图所示,请据图回答下面的问题。
(1)A→B的变化过程,说明ATP被水解,释放的能量用于 。?
(2)B→C过程中,ATP含量增加,说明 加强,释放出更多的能量,供ADP形成ATP使用,以补充细胞中ATP含量的不足。?
(3)从整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明 。?
解析:ATP是生物体各项生命活动所需能量的直接来源,可为人体肌肉收缩直接提供能量。当ATP由于消耗而大量减少时,肌肉细胞的细胞呼吸加强,以合成ATP供人利用,正是由于ATP与ADP无休止地相互转化,才使细胞内的ATP不会被用尽,保证人体生命活动的顺利进行。
答案:(1)肌肉收缩等生命活动
(2)细胞呼吸
(3)ATP与ADP之间可迅速转化
第19课时 细胞的能量“通货”——ATP
目标导航 1.简述ATP的化学组成和特点。2.写出ATP分子的结构简式。3.解释ATP在能量代谢中的作用。
一、ATP的结构及特点
1．中文名称：________________。
2．结构简式：______________，其中A代表________，P代表____________，～代表______________。
3．特点
(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有两个________________，______________储存大量能量。
(2)ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下，____________的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。
二、ATP和ADP可以相互转化
1．相互转化过程
(1)释放能量：ATP________＋Pi＋能量。
(2)储存能量：ADP＋Pi＋能量________。
(3)相互转化特点：时刻不停地发生，并且处于____________之中。
2．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____________。
三、ATP的利用
1．ATP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是由____________________。
(2)实例：用于主动运输、______________收缩、细胞内各种________反应和大脑思考等生命活动。
2．ATP是细胞内流通的能量“通货”
(1)吸能反应一般与____________的反应相联系，由ATP水解提供能量，如蛋白质的合成。
(2)放能反应一般与________________相联系，释放的能量储存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解。
(3)细胞中各种形式的能量转换都以____________________为中心环节。
知识点一 ATP的结构及功能
1．图中四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是 ( )
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④
2．在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是( )
①ATP中远离腺苷的磷酸基团容易水解 ②32P标记的ATP是新合成的 ③ATP是细胞内的直接能源物质 ④该过程中ATP既有合成又有分解
A．①②③④ B．①②④
C．①②③ D．②③④
知识点二 ATP与ADP的相互转化
3．根据反应式，以下说法中正确的是 ( )
ATPADP＋Pi＋能量
A．物质和能量都是可逆的
B．物质是可逆的，能量是不可逆的
C．物质是不可逆的，能量是可逆的
D．两者均不可逆
4．以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是 ( )
A．ATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下快速顺利地进行
知识点三 ATP的利用
5．用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入两个小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中发出淡黄色荧光，约过15 min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一个玻璃瓶中，将葡萄糖溶液加入另一个玻璃瓶中，可观察到加ATP溶液的玻璃瓶中有荧光出现，而加葡萄糖溶液的玻璃瓶中没有荧光出现(如下图)。
(1)干燥后研成粉末状的物质含有________。
(2)两个玻璃瓶最后的实验现象说明___________________________。
(3)写出萤火虫发光过程中能量的转化形式________________________________。
6．某人脑溢血后导致左侧肢体偏瘫，为尽快改善患者的新陈代谢，尽快恢复其右手书写能力，在治疗时可用下列哪些方法辅助治疗 ( )
A．静脉滴注葡萄糖溶液 B．口服钙片
C．服用多种维生素液 D．肌肉注射ATP制剂
基础落实
1．下列关于ATP的叙述中，正确的是 ( )
A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B．三磷酸腺苷可简写为A～P～P—P
C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
2．关于ATP的化学组成的说法中，正确的是 ( )
A．ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P
B．ATP中的A表示腺嘌呤
C．含有三个高能磷酸键
D．含有腺嘌呤和脱氧核糖
3．ATP在细胞内的含量及其生成速率是 ( )
A．很多、很快 B．很少、很慢
C．很多、很慢 D．很少、很快
4．ATP转化为ADP可表示如下：
式中X代表 ( )
A．H2O B．O2 C．磷脂 D．磷酸
5．ADP转化为ATP需要 ( )
A．Pi、酶、腺苷和能量 B．Pi、能量
C．能量、腺苷和酶 D．Pi、能量和酶
6．高等植物体内产生ATP的生理过程有 ( )
A．光合作用，主动运输 B．细胞呼吸，蒸腾作用
C．细胞呼吸，渗透作用 D．光合作用，细胞呼吸
7．分析未进食的白鼠细胞内ADP与ATP的含量比，若发现ADP的含量偏高时( )
A．表示此细胞能量充足
B．表示此细胞内葡萄糖多被用以合成糖原
C．表示此细胞内的葡萄糖氧化分解将加快
D．表示此细胞缺少能量
能力提升
8．下列能使ADP含量增加的是 ( )
A．萎蔫的菜叶放在清水中
B．葡萄糖＋果糖→蔗糖
C．水分从叶片气孔中散发
D．甘油被吸收进入小肠绒毛内毛细淋巴管中
9．下列关于ATP生理功能的叙述，正确的是 ( )
A．ATP是生物体内的储能物质，因此在细胞内含量很多
B．生物体内的ATP是唯一的供给可利用能量的高能化合物
C．生物体内所有反应所消耗的能量都是由ATP水解提供的
D．生物体内ATP中高能磷酸键的能量最终来自植物吸收的光能
10．下面关于ATP的叙述错误的是 ( )
A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B．ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸
D．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
11.如图表示的是ATP和ADP之间的转化，可以确定 ( )
A．A为ADP，B为ATP
B．能量1和能量2来源相同
C．酶1和酶2是同一种酶
D．X1和X2是同一种物质
12．下列结构中能够产生ATP的部位是 ( )
①酵母菌细胞的细胞质基质 ②叶肉细胞的叶绿体 ③人体唾液腺细胞的线粒体 ④洋葱根尖细胞的叶绿体 ⑤蛔虫细胞内的线粒体
A．①②③ B．①②③④
C．①②③④⑤ D．①②③⑤
13．ATP荧光仪是专门设计用于快速检测微生物数量的测试仪器。其工作原理是ATP的含量与活细胞的活性、种类和数量呈一定的比例关系。ATP可以和虫荧光素相互作用而发出生物光，光的强度和微生物的数量呈一定的比例关系。其反应式如下：
虫荧光素＋ATP＋O2虫荧光素(被氧化的)＋AMP＋CO2＋Pi＋光
下列有关ATP及ATP荧光仪工作原理的叙述，错误的是 ( )
A．检测过程中ATP中的化学能转变成光能
B．荧光的强度反映出微生物的数量
C．ATP释放能量需要酶的参与
D．微生物体内ATP的产生都需要O2的参与
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
综合拓展
14．如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图完成下列问题：
(1)1分子ATP中含有______个高能磷酸键。
(2)图中的a、b分别代表____________、____________。
(3)c指____________。
(4)在动物肌细胞中，进行②反应时，能量来自______________________________。
(5)①②反应进行时所需要的酶一样吗？为什么？__________________________。
(6)进行①反应时能量用于____________，进行②反应时能量用于________________，由此可见能量是____________，物质是____________。
答案 知识清单
一、1.三磷酸腺苷 2.A—P～P～P 腺苷 磷酸基团 高能磷酸键 3.(1)高能磷酸键 高能磷酸键 (2)远离腺苷
二、1.(1)ADP (2)ATP (3)动态平衡 2.(1)呼吸作用 (2)光合作用 呼吸作用
三、1.(1)ATP直接提供能量 (2)肌细胞 吸能
2．(1)ATP水解 (2)ATP的合成 (3)ATP的形成和水解
对点训练
1．D [①ATP中“A—P”代表一磷酸腺苷，也叫做腺嘌呤核糖核苷酸；②核苷酸中“A”是腺嘌呤；③DNA片段中“A”代表腺嘌呤脱氧核苷酸；④RNA片段中“A”代表腺嘌呤核糖核苷酸。所以只有①和④含义最接近。]
知识链接 (1)ATP的结构简式：A—P～P～P，其中“～”表示高能磷酸键。
(2)ATP的结构式
(3)小结：ATP分子的结构特点
①组成特点：一个ATP分子含有1个腺苷和3个磷酸基团。
②高能磷酸键：一个ATP分子含有2个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键易水解和形成。
③AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的单体之一。
2．B [本题主要考查了ATP的结构及特性，分析如下：
题干中没有信息支持“ATP是细胞内的直接能源物质”的观点。]
实验链接 同位素标记法的实验应用
(1)概述：用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以明白化学反应的详细过程的方法。
(2)方法应用：用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。实例如下：
①标记特征元素，研究物质的结构，如例题中，用32P标记磷酸分子，证明ATP中远离腺苷的高能磷酸键易分解又易合成，进而证明ATP既有合成又有分解。
②标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程。
3．B [上述反应式中，当反应向右进行时，属于水解反应，酶为水解酶，释放的能量被生命活动消耗掉；当反应向左进行时，属于合成反应，酶为合成酶，能量不再是原来的能量。所以在此能量是不可逆的，但物质是可逆的。]
方法点拨 ATP与ADP的相互转化不是可逆反应
反应式
ATP→ADP＋Pi＋能量
Pi＋ADP＋能量→ATP
类型
水解反应
合成反应
条件
水解酶
合成酶
场所
细胞膜、叶绿体
基质、细胞核等
细胞质基质、线粒体、
叶绿体的类囊体薄膜
能量转化
放能
贮能
能量去向
各种生命活动消耗
储存于ATP中
综上所述，对反应式“ATP ADP＋Pi＋能量”在生物体内的过程可判断为“物质
是可逆的，能量是不可逆的，且酶也是不相同的”。
4．A [活细胞中不停地进行代谢，所以ATP和ADP的相互转化就会不断地进行，ATP与ADP是两种不同的物质，并且ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为ATP和ADP不断的相互转化，酶是能够保障生物体各项生命活动在常温常压下快速顺利地进行的必要条件。]
知识链接 (1)ATP和ADP相互转化的意义
ATP在细胞内含量很少，ATP和ADP之间在细胞内相互转化十分迅速，使细胞内ATP含量总是处于动态平衡之中。
(2)磷酸肌酸与ATP的关系
磷酸肌酸也是高等动物细胞内的高能化合物，在动物和人体的肌细胞内存在且贮存量比ATP多，但不能作为生命活动的直接能源，只是能量的一种储存形式。
①当细胞内的有机物被氧化分解释放出能量、合成ATP数量过多时，部分ATP把能量转移到磷酸肌酸中，转化反应如下：
ATP＋肌酸ADP＋磷酸肌酸
②细胞中的ATP大量减少时，磷酸肌酸与ADP反应生成ATP，维持细胞中的ATP数量的相对稳定。转化反应如下：
ADP＋磷酸肌酸ATP＋肌酸
5．(1)ATP (2)萤火虫的荧光是由ATP释放的能量转化而成的 (3)ATP中的化学能转化成光能
解析 ATP是生物体内的直接能源物质，它释放的能量可以直接转化成光能、电能、机械能等。
知识链接 ATP中能量的转化
ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于生物体的各项生命活动。这些形式主要有：
(1)机械能。生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动所消耗的能量就是机械能。例如，肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等。
(2)电能。生物体内神经冲动的传导和某些生物产生生物电，形成的就是电能。
(3)渗透能。细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，消耗的能量也是来自ATP。
(4)化学能。在生物体的物质代谢中，到处都需要ATP转化的化学能。
(5)光能。目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已知道，用于发光的能量仍然直接来源于ATP。
6．D [ATP是人体生命活动的直接能源物质。在实际生活中，常作为一种药品，有提供能量和改善患者新陈代谢的作用，常用于辅助治疗肌肉萎缩、心肌炎等疾病。]
思路导引 正确解答该题应围绕以下问题展开思考：(1)上述症状的出现最直接的原因是什么？(2)谁是生命活动的直接能源物质？(3)ATP可以注射，也可以口服吗？为什么？
知识链接 生物体内的能源物质总结
(1)细胞中重要的能源物质——葡萄糖；
(2)植物细胞中储存能量的物质——淀粉；
(3)动物细胞中储存能量的物质——糖原；
(4)生物体内储存能量的物质——脂肪；
(5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
(6)生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
(7)生物体进行各项生命活动的最终能源——太阳能。
课后作业
1．D [三磷酸腺苷的分子结构式可简写为A—P～P～P，其中，P与P之间的高能磷酸键储存着大量的能量，所以称为高能磷酸化合物。]
2．A [组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P。1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子的磷酸组成ATP，其中含有两个高能磷酸键，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。]
3．D [ATP在细胞内的含量很少，生命活动利用的能量很多，所以其生成速率很快。]
4．D [两者之间的相互转化的反应式为：ATP ADP＋Pi＋能量。]
5．D
6．D [高等动物体内产生ATP的过程仅有细胞呼吸，而高等植物产生ATP的过程有光合作用和细胞呼吸。]
7．D [由反应式ATP ADP＋Pi＋能量可知，当体内ADP含量偏高时，一定
是ATP分解释放能量用于生命活动，也就证明此时细胞内缺少能量。所以A项可排除；B项中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量过剩时，与题目相矛盾，也可排除。]
8．B [ADP含量增加，是生命活动消耗ATP所导致的。水、甘油进出细胞属自由扩散，不消耗能量，而物质的合成过程需要消耗ATP。]
9．D
10．B [ATP是生物体生命活动的直接能源物质，合成ATP时所需的能量可以来自细胞呼吸分解有机物所释放的能量，还可来自光合作用。]
11．D [由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶；X1和X2是同一种物质Pi。]
12．A [真核细胞内产生ATP的部位有：细胞质基质、线粒体、叶绿体。洋葱根尖细胞内无叶绿体；蛔虫的体细胞内没有线粒体。]
13．D [考查从题干中提取信息的能力。ATP→AMP，释放的化学能转化为光能，而光的强度反映微生物的数量。ATP的产生并不均需O2参与，无氧呼吸过程也可产生ATP。]
14．(1)2 (2)呼吸作用 光合作用 (3)生命活动 (4)储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能 (5)不一样，因为①和②是两个不同的反应，而酶具有专一性 (6)合成ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的
解析 本题主要考查ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用。注意从条件、场所、能量来源和去路分析，ADP与ATP的相互转化是不可逆反应。
第2节 细胞的能量“通货”──ATP
一、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。
3.解释ATP在能量代谢中的作用。
二、教学重点和难点
1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。
2.ATP与ADP的相互转化。
三、教学方法
探究法、讲述法
四、课时安排
1
五、教学过程
〖引入〗生命活动需要能量，这些能量来自哪里呢？学生在前面的学习中了解到生命活动需要的能量来自细胞中的有机物。可以让学生想一想，燃烧一匙葡萄糖，能观察到什么现象？燃烧葡萄糖可以观察到放出的热和光，说明葡萄糖中蕴含着能量。但是细胞内的各种化学反应均需要温和的条件，那么细胞中的能量以什么形式释放出来？又是如何被利用的呢？
〖问题探讨〗学生思考讨论回答，教师提示。
〖提示〗见P89。
1.萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
3.有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
〖问题〗以“本节聚焦”再次引起学生的思考，注意。
〖板书〗一、ATP分子中具有高能磷酸键
〖讲述〗ATP的结构特性
ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是：它的高能磷酸键（也即酸酐键，用“～”表示），水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上（一般＞20.92 kJ/mol）。这里需要说明的是，化学中使用的“键能”和生物化学中使用的“高能键”，含义是完全不同的。化学中“键能”的含义是指断裂一个化学键所需要提供的能量；生物化学中所说的“高能键”是指该键水解时能释放出大量能量。
ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为 α、β、γ磷酸基团。ATP的结构式是：
分析ATP的结构式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合，形成ATP。ATP分子中的γ磷酸基团水解时，能释放30.5 kJ/mol的能量，而6-磷酸葡萄糖水解时释放的能量只有13.8 kJ/mol。需要指出的是，ATP分子既可以水解一个磷酸基团（γ磷酸基团），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团（β磷酸基团和γ磷酸基团），而形成一磷酸腺苷（AMP）（腺嘌呤核糖核苷酸）和焦磷酸（PPi）。后一种水解方式在某些生物合成中具有特殊意义。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP。
〖板书〗ATP：A—P～P～P A—P～P＋30.5 kJ/mol
ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。ATP分子既可以水解一个磷酸基团，而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi），30.5 kJ/mol。
〖板书〗二、ATP与ADP可以相互转化
A—P～P～P A—P～P＋30.5 kJ/mol
（物质可逆，能量和酶不可逆）
补充：
〖讲述〗ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在着，并不断与ADP相互转化而形成ATP系统。ATP在细胞内的含量是很少的。但是，ATP与ADP在细胞内的相互转化却是十分迅速的。一般地说，ATP在细胞内形成后不到1 min的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的。例如，一个成年人在静止的状态下，24 h内竟有40 kg的ATP发生转化；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5 kg/min。总之，在活细胞中，ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗与再生的速度是相对平衡的，ATP的含量因而维持在一个相对稳定的、动态平衡的水平。可见，细胞内ATP系统处在动态平衡之中，这对于构成细胞内稳定的供能环境具有十分重要的意义。
〖板书〗三、ATP的利用
吸能反应：需要消耗能量，是吸能反应。（如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，）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：能够释放能量，是放能反应。（如丙酮酸的氧化分解，）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。
〖讲述（黑体字是板书）〗ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，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。
②机械能细胞内各种结构的运动都是在做机械功，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，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等。
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。
④化学能细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。
⑤光能目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。
⑥热能有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物的体温的提升和维持。
〖思考与讨论〗学生思考讨论回答，教师提示。
〖提示〗1.1分子葡萄糖所含的能量，约是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP转化为ADP时释放的能量）。
2.有道理。糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。
〖作业〗练习
〖提示〗基础题
1.B。
2.提示：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。
3.在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。
拓展题
植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“通货”──ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同的起源。
课件40张PPT。第2节 细胞的能量“通货”——ATP自主学习 新知突破1．知道ATP的化学组成。
2．写出ATP的结构式及与ADP相互转化反应式。
3．掌握形成ATP的生理过程和途径。1．ATP的名称与简式ATP的结构及功能三磷酸腺苷A－P～P～P腺苷磷酸基团高能磷酸键
2．结构特点
(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有_____高能磷酸键。
(2)ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下______ ________________易水解，释放出大量能量。
3．功能：细胞生命活动的_____________。两个远离腺苷的高能磷酸键直接能源物质
[思考探讨] 1.组成ATP的元素有哪些？
2．ATP的A结合一分子磷酸后，是什么物质？
提示： 1.C、H、O、N、P。
2．腺嘌呤核糖核苷酸。1．ATP的元素组成与结构2．ATP与核苷酸的关系
组成ATP和核苷酸的元素是相同的，都是C、H、O、N、P。ATP中存在一个普通磷酸键和两个高能磷酸键。破坏了两个高能磷酸键，剩余的部分就是一分子的腺嘌呤核糖核苷酸。
3．ATP的功能
ATP是细胞生命活动的直接能源物质。
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。1．相互转化的过程及能量来源ATP和ADP可以相互转化及利用2．相互转化特点
(1)ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生，并且处于___________之中。
(2)ATP与ADP相互转化的___________机制，是生物界的共性。
3．ATP的形成途径
ADP转化为ATP时所需的能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说均来自___________，对于绿色植物来说，来自___________和___________。动态平衡能量供应呼吸作用呼吸作用光合作用
4．ATP的利用
(1)ATP是生命活动的直接能源物质。
(2)ATP是细胞内流通的能量“通货”。
①吸能反应一般与__________反应相联系，由ATP水解提供能量。
②放能反应一般与__________相联系，能量储存在ATP中。ATP水解ATP合成 [思考探讨] 3.ATP水解中的能量来自哪里？用于什么过程？
4．合成ATP所需能量有哪些？
提示： 3.ATP水解能量来自ATP中的高能磷酸键，用于各种生命活动。
4．①动物、人、真菌和绝大多数细菌在将ADP转化成ATP时所需的能量均来源于细胞呼吸时分解有机物释放的化学能。
②绿色植物ADP转化成ATP时所需的能量，则是由细胞呼吸释放的化学能和进行光合作用时所吸收的光能。1．ATP与ADP的相互转化是不可逆反应
通过比较可以看出，从物质方面看是可逆的，从酶、进行场所、能量等方面看是不可逆的，从整体看二者的反应是不可逆的，细胞内ATP和ADP的转化不断进行。2．ATP中能量的来源和去向 生物体内的能源小结：
细胞中的能源物质——糖类、脂肪、蛋白质等。
细胞内良好的储能物质——脂肪。
细胞中的主要能源物质——糖类。
细胞生命活动的直接能源物质——ATP。[记知识纲要] [背关键语句]
1．ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。
2．ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易水解。
3．ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生，且处于动态平衡之中，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。
4．植物合成ATP的途径有光合作用、细胞呼吸，合成ATP的能量来自光能、有机物氧化分解释放的化学能。动物合成ATP的途径只有细胞呼吸。 合作探究 课堂互动ATP的结构及功能
C．过程①和过程②时刻发生，处于动态平衡之中
D．ATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
[自主解答] ________解析： 过程①为水解酶催化的水解反应，过程②为合成酶催化的合成反应，A错误；过程①释放的能量可供各项生命活动利用，过程②的能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，B错误；生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中，C正确；ATP中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能；ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量，D错误。
答案： C 化合物中“A”的辨析以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是( )
A．ATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下快速顺利地进行
解析： 活细胞中不停地进行代谢，所以ATP和ADP的相互转化就会不断地进行，ATP与ADP是两种不同的物质，并且ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为ATP和ADP不断地相互转化。酶是能够保障生物体各项生物活动在常温常压下快速顺利地进行的必要条件。
答案： A高效测评 知能提升1．下列有关ATP的叙述，不正确的是( )
A．人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生ATP
B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
C．ATP是生命活动的直接能源物质，其中有一个高能磷酸键易断裂和形成
D．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的是同一物质解析： 人体成熟的红细胞无线粒体，不能进行有氧呼吸，只能进行无氧呼吸获取能量，A正确；ATP中的能量可以在光合作用中来源于光能，也可以在化能合成作用和呼吸作用中来自化学能，在萤火虫体内可以转化为光能，在光合作用的暗反应中转化为化学能，B正确；ATP是生命活动的直接能源物质，远离腺苷的那个高能磷酸键易断裂和形成，C正确；ATP中的“A”代表的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，构成RNA中的碱基“A”只代表腺嘌呤，D错误。
答案： D2．在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是( )
A．①和② B．①和③
C．③和④ D．⑤和⑥
解析： 根据题意知“○”中所对应的含义分别为：①一磷酸腺苷AMP，②腺嘌呤，③DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤腺苷，⑥腺苷。
答案： D3．在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能够说明的是( )
A．ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离
B．部分32P标记的ATP是重新合成的
C．ATP是细胞内的直接能源物质
D．该过程中ATP既有合成又有分解
解析： 由题意知，部分末端P带上放射性的ATP是新合成的；但ATP含量变化不大，说明ATP既有合成又有分解。但这一现象并不能说明ATP是细胞内的直接能源物质。
答案： C
4．右图表示的是ATP和ADP之间的转化图，可以确定( )
A．甲为ADP，乙为ATP
B．能量1和能量2来源相同
C．酶1和酶2是同一种酶
D．X1和X2是同一种物质 解析： 由图中能量的方向可以看出，甲为ATP，乙为ADP，A错误；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能，B错误；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶，C错误；X1和X2是同一种物质Pi，D正确。
答案： D5．右图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图完成下列问题。
(1)1分子ATP中含有________个高能磷酸键。
(2)图中的a、b分别代表______________、________。(3)c指________。
(4)在动物肌细胞中，进行反应②时释放的能量来自______
________________________________________________。
(5)反应①②进行时所需要的酶一样吗？为什么？
_______________________________________________。
(6)进行反应①时能量用于________，进行反应②时能量用于______________，由此可见能量是________，物质是________。解析： (1)ATP的结构简式为A—P～P～P，故1分子ATP中含有2个高能磷酸键。(2)合成ATP时能量来源：绿色植物来自于光合作用和呼吸作用的生理过程，动物和人则来自于呼吸作用时有机物的氧化分解。(3)ATP水解释放的能量用于细胞的各项生命活动。(4)反应②为ATP的水解反应，释放的能量来自于储存在ATP的高能磷酸键中的化学能。(5)由于酶具有专一性，对于不同的反应，所需酶的种类也不同。(6)反应①为ATP的合成反应，其能量储存在ATP中。反应②为ATP的水解反应，释放的能量用于生物体的各项生命活动。在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，但能量不可逆。
答案： (1)2 (2)呼吸作用 光合作用 (3)生命活动
(4)储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能 (5)不一样。因为①和②是两个不同的反应，而酶具有专一性 (6)合成ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的谢谢观看！
