人教版 生物必修一 5.2细胞的能量通货ATP
一、教学目标
1．知识目标：
（1）简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式。
（2）解释ATP在能量代谢中的作用。
2．能力目标：培养学生综合思维能力，自主学习能力，理论联系实际能力。
3．情感目标：培养学生科学意识，科学精神。
二、教学重点难点
1．教学重点：
（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
2．教学难点：ATP和ADP 的相互转化及对“能量通货”的理解。
三、教学方法
讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳
四、课时安排：1课时
五、教学过程
问题探讨
“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。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。
（1）萤火虫发光的生物学意义是什么？
相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
（2）萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
（3）萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 有
生物体的能源物质：糖类、脂肪、蛋白质
生物体内贮存能量的物质：脂肪
生物体进行生命活动的主要能源物质：糖类
这其中的能量能不能直接被生物体利用呢？
萤火虫的荧光粉发光实验
A. 用小刀将萤火虫的发光器割下，置入甲、乙两只试管中，分别各加入 2m水
现象：两只试管均有短时间的黄色荧光出现。
B. 待黄色荧光消失后，在甲试管中加入2ml葡萄糖溶液，在乙试管中加 入 2mlATP溶液。
现象：甲试管不发光，乙试管发光。
问题：此实验可以得出什么结论？
结论：ATP是各项生命活动的直接能源物质。
第二节 细胞的能量通货——ATP
一、ATP分子中具有高能磷酸键
（1）ATP的中文名称？ 三磷酸腺苷
（2）ATP的结构简式为？A、T、P三个字母的含义？
A—P～P～P
A：腺苷 P：磷酸基 ～：高能磷酸键 —：普通化学键
（3）为什么ATP是高能磷酸化合物？
一个高能磷酸键含30.54kj/mol的能量，所以ATP是活细胞内的一种高能磷酸化合物。
（4）什么是高能磷酸化合物？
一般将水解时，释放的能量在20.92kj/mol以上的化合物，除ATP外，还有磷酸肌酸（CP）。
（5）ATP的结构特点：
A. 含有两个高能磷酸键“～”
B. 远离A（腺苷）的高能磷酸键“～”易断裂且易形成。（断裂形成ADP）
关于ATP的化学组成的说法中，正确的是（ A ）
A. ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P
B. ATP中的 A 表示腺膘呤
C. 含有三个高能磷酸键
D. 含有腺嘌呤和脱氧核糖
二、ATP与ADP的相互转化
ATP中远离A（腺苷）的高能磷酸键“～”易断裂且易形成，请同学们阅读课本P88-89内容，回答远离A（腺苷）的高能磷酸键“～”断裂和形成伴随着什么过程？
1. ATP的水解过程：高能磷酸键断裂，释放能量，为生命活动提供能量。
A—P～P～P---水解酶-- A—P～P+Pi+能量
（1）能量去路：参与生命活动。
（2）能量来源：远离A的高能磷酸键水解。
A—P～P：二磷酸腺苷（ADP）
2．ATP的合成过程：ADP+Pi+ 能量-------合成酶-- A—P～P～P
（1）能量来源：植物：呼吸、光合作用。动物：呼吸作用、磷酸肌酸的转化。
（2）能量去路：储存在ATP中的高能磷酸键内。
ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下，ATP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，同时，储存在这个高能磷酸键内的能量释放出来，ATP就转化成ADP。在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。大家看课本P89的图。ATP和ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存。因此与生物体的新陈代谢密切相关，二者的循环过程可以表示为：
对于上述反应中ATP和ADP的相互转化可以从四个方面理解：
（1）两者的反应条件不同
ATP的分解是一中水解反应，催化该反应的酶属于水解酶，ATP的合成是一种合成反应，起催化作用的是合成酶，根据酶具有专一性的特点，因此，两者的反应条件不同
（2）两者的能量来源不同
ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，而合成ATP的能量主要有光能和有机物氧化分解释放出的化学能，在动物和人体内还可以来自于其他的高能化合物如磷酸肌酸。
（3）两者的转化场所不同
ATP的合成场所主要是在细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所则在生物体各处。
（4）两者的功能不同
ATP是生物体内生命活动的直接能源物质，它水解时释放的能量可以供各种生命活动所需而ATP的合成伴随着能量的储存，该反应实际上是生物体内能量的转移过程。
总之，ATP和ADP的相互转化并不是一个简单的可逆反应，两者转化的方向即取决于相应的酶的存在，又取决于细胞内能量供求关系，正是由于两者的不断循环，才保证了生命活动的顺利进行。
资料分析：
（1）经测定，正常人体细胞中ATP和ADP的总量仅有2—10mg
（2）成年人，静止状态下，24小时内有40kg的ATP发生转化，一个人在激烈运动状态下，
1分钟约有0.5kg的ATP发生转化。
结论：
（1）特点：细胞内的ATP含量极少，转化十分迅速
（2）意义：为生物体内部提供稳定的供能环境
三、ATP的利用
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。
结合课本图，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图进行补充和完善。
ATP中的化学能可以转变成机械能、化学能、电能、渗透能、光能等其它形式的能量。
思考与讨论：
在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870KJ的能量。
（1）计算：1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的多少倍? 94倍
（2）有人说，如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金。
你认为这种比喻有道理吗？ 有
六、板书设计
第二节 细胞的能量通货——ATP
一、ATP是各项生命活动的直接能源物质
1. 全称：三磷酸腺苷
2. 结构简式：A-P～P～P
二、ATP与ADP的相互转化
ADP＋Pi＋能量 ATP
三、ATP的生成途径——光合作用和呼吸作用
四、ATP的利用
课件25张PPT。相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。问题探讨需要生物体内的能源物质:糖类、脂肪、蛋白质生物体进行生命活动的主要能源物质:生物体的能源物质生物体内贮存能量的物质:脂肪这其中的能量能不能直接被生物体利用呢？糖类荧光消失暗处观察15min暗处 用小刀将萤火虫的发光器
割下,干燥后研磨成粉末。荧光消失暗处有荧光
出现无荧光
出现无荧光
出现无荧光
出现直接能源物质氧化分解
能量储存 生物的生命活动ATP有机物
能量细胞的能量
“通货”—ATP第二节？2. ATP的结构简式为？
A、T、P三个字母的含义？3. 为什么ATP是高能磷酸化合物？1. ATP的中文名称？ATP 全称为三磷酸腺苷，是一种不稳定的高能化合物。 磷酸基团1分子腺嘌呤 1分子核糖 3分子磷酸 腺苷（腺嘌呤核苷）3个（磷酸基团）磷酸基团ATP的分子结构简式可以表示为：高能磷酸键这就是ATP能够储存能量的奥秘所在！ ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物ATP的分子结构简式可以表示为： AMP
一磷酸腺苷 ADP
二磷酸腺苷ATP
三磷酸腺苷 ATP的结构特点：2. 化学性质不稳定：远离A的“ ”
易断裂且易形成。小结：
关于ATP的化学组成的说法中，正确的是
ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P
B. ATP中的 A 表示腺膘呤
C. 含有三个高能磷酸键
D. 含有腺嘌呤和脱氧核糖AADPATPA-P~P P酶1+PPi(磷酸)+细胞分裂、营养物质吸收
神经传导、生物电、肌肉收缩二、ATP与ADP的相互转化二磷酸腺苷？~ADP +PiADP转化成ATP时所需能量的主要来源动物和人绿色植物能量呼
吸
作
用呼
吸
作
用光
合
作
用ATP 酶2 动物真菌等:通过呼吸作用分解有机物释放能量绿色植物:呼吸作用和光合作用A-P~P~PPi(ATP)(ADP)能量PiATPADP + Pi+ 能量能量的 释放能量的 储存二、ATP与ADP的相互转化细胞膜、叶绿体基质、
细胞核等ATP和ADP的相互转化是可逆反应？ATP合成酶ATP水解酶高能磷酸键物质可循环利用，能量是不可循环利用，反应不可逆细胞质基质、线粒体、叶绿体可逆反应的特点：呼吸作用、光合作用用于各项生命活动储存于ATP中下列生理过程中，能生成ADP的是（ ）
A. 洋葱表皮细胞的质壁分离
B. 大麦成熟区细胞的吸水
C. 人体细胞从周围环境中吸收K+
D. 樟树叶片蒸腾失水 C资料分析：经测定，正常人体细胞中ATP和ADP的总量仅有2—10mg2. 成年人，静止状态下，24小时内有40kg的
ATP发生转化，一个人在激烈运动状态下，
1分钟约有0.5kg的ATP发生转化。（1）特点：细胞内的ATP含量极少，转化十分迅速
结论：（2）意义：为生物体内部提供稳定的供能环境含量少速度快用于大脑思考用于生物发电发光用于主动运输 ，
细胞的生长分裂等ATP用于恒定体温三、ATP的利用用于各种运动，
如肌细胞收缩ATP机械能（如肌细胞收缩）热能（如维持体温）渗透能（如主动运输）电能（如电鳗放电）光能（如萤火虫发光）转
化
为化学能（如细胞内各种吸能反应）三、ATP的利用思考与讨论： 在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放
出2870KJ的能量。1.计算：1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子
ATP水解所释放能量的多少倍?2.有人说，如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当
于现金。你认为这种比喻有道理吗？30.54
KJ/mol94倍有1. ATP的结构式可以简写为（ ）
A. A-P-P~P B. A-P~P~P
C. A~P~P-P D. A~P~P~P小试牛刀：B2. 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（ ）
A. 太阳能、糖类、ATP
B. ATP、糖类、脂肪
C. ATP、脂肪、太阳能
D. ATP、糖类、太阳能 D3. 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. 1，2，2 B. 1，2，1
C. 1，3，2 D. 2，3，1 C4. 如果一个ATP脱去两个磷酸，该物质就是
构成核酸的基本单位之一，称为（ ）
A. 腺嘌呤核糖核苷酸
B. 鸟嘌呤核糖核苷酸
C. 胞嘧啶核糖核苷酸
D. 鸟嘧啶核糖核苷酸 A
