第五章细胞的能量供应和利用
第二节 细胞的能量通货――ATP 复兴中学：邱段龙
教学重点与难点
1、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。
2、教学难点
（1）ATP与ADP的相互转化。
教学过程
【讨论】
1．萤火虫发光的生物学意义是什么?
2．萤火虫体内有特殊的发光物质吗?
3．萤火虫发光的过程有能量的转换吗?
总结能量相关知识：
＿＿＿＿＿＿是生物能量的最终来源。
＿＿＿＿＿生物体内储存能量的物质。
＿＿＿＿＿＿是细胞的主要能源物质。
【探究活动1】
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后……
探究1结论：新陈代谢的直接能源物质是 。
【探究新知】
一、ATP分子中具有高能磷酸键
?
ATP
ADP
全称
?
?
结构简式
?
?
符号含义
A代表 ；
P代表 ；
~代表 。
T代表 ；
D代表 ；
高能磷酸键数
个
个
【达标训练】
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
2．一分子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
3． ATP中大量化学能储存在( )
A、腺苷内 B．磷酸基团内
C．腺苷与磷酸基团连接键内D．高能磷酸键内
二、ATP和ADP可以相互转化
1.ATP水解： 。
ATP水解的能量用于 。
2、ATP合成： 。
合成ATP的能量在动物与人来自 ；在绿色植物中来自
【探究活动2】
生物体内ATP的含量很少需要却很多，生物体是如何解决这一矛盾的呢？
探究2结论：通过ATP和ADP的 。
【探究活动3】
ATP和ADP的相互转化是可逆反应吗？
三、ATP的来源
1、ADP 转化成ATP所需的能量从哪里来？
在 ， 等场所通过呼吸作用分解糖类等有机物，释放其中的能量，用于生成ATP。绿色植物还通过 进行光合作用，吸收 用于合成ATP
2、ATP与ADP的相互转换（反应式）：
3、ATP与ADP的相互转换的比较
ATP合成
ATP分解
场所
细胞内所有需要能量的进行生命活动的结构
酶
能量去向
探究3结论： ATP和ADP的相互转化在 可逆，在 不可逆。
【达标训练】
5．ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表
A、H2O B、[H] C、P D、Pi
6．关于动物细胞中ATP的正确叙述（ ）
A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多
B、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质条件下直接形成
C、它含有三个高能磷酸键
D、ATP转变为ADP的反应是可逆的
7. 对于反应式： ATP →ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（ ）
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
8. ATP在细胞内的含量及其生成是（ ）
A．很多，很快 B.很少，很慢 C.很多，很慢 D.很少，很快
四、ATP的利用
用于各项生命活动例如：
【探究活动4】
通过探究4我们得知，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通（类似人民币），因此我们可以形象的比喻为 。
课堂小结：
ATP具有高能磷酸键
ATP和ADP的相互转化 ATP ADP+Pi+能量
ATP的来源：细胞呼吸 光合作用
ATP的利用：用于各项生命活动
总结：正是由于ATP这种直接能源，才得于使各项生命活动正常进行。
【能力提升】
1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗．博耶和英国的约翰．沃克，以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。“三磷酸腺苷”简称“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。回答下列问题：
⑴ATP的分子简式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中A代表＿＿＿，P代表＿＿＿＿＿，＿＿＿＿代表高能磷酸键。
⑵写出ADP和ATP相互转变的反应式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑶在动物细胞中，ADP转变成ATP的能量主要来自＿＿＿＿作用，通常需要分解＿＿＿＿，消耗＿＿＿＿气；对于植物来说，ADP转变成ATP的能量还可来自＿＿＿＿＿作用。在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于＿＿＿＿＿＿＿。
第五章：细胞的能量供给与利用
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
一、教学目标
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，认识ATP在细胞中作为能量流通的原因。
（2）通过分析，比较在物体生命活动中，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。
二、教学重点与难点
1、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。
2、教学难点
（1）ATP与ADP的相互转化。
三、教学设计
以“车胤借萤火虫夜读”的小故事创设情境。老师提出问题，学生讨论：
1、萤火虫发光的生物学意义是什么？
2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
教师总结，并讲解：在生命过程中，不光是萤火虫发光与能量有关，任何生命活动都需要能量。前面我们也学过关于能量的化合物。教师提问：主要的能源物质？主要的储能物质？这些物质能不能直接提供能量？针对第三个问题，进入
【探究活动1】萄糖和ATP是否能直接提供能量。
教师根据实验现象提问，学生讨论：从A、B试管的实验现象中你得出的结论是?
教师讲述：葡萄糖里的能量不能直接利用，我们把它比作是存折里的钱，那么ATP能直接供能，可以比作现金，即流通的货币，简称“通货”。这节课一起探讨“细胞的能量通货——ATP”。
一、ATP具有高能磷酸键
教师出示ATP药剂图，简介ATP的功能。
?
ATP
ADP
全称
?
?
结构简式
?
?
符号含义
A代表 ；
P代表 ；
~代表 。
T代表 ；
D代表 ；
高能磷酸键数
个
个
教师加以引导归纳后，练习巩固。（见学案练一练1、2、3、4。）
二、ATP与ADP的转化
从练习4引出问题，学生讨论：
1、ATP供能时，释放哪个化学键中的能量？
2、ATP供能过程中，可形成哪些产物？
学生根据释放能量的来源和形成的产物，写出ATP水解过程的反应式。
【探究活动2】生物体内ATP的含量很少需要却很多，生物体是如何解决这一矛盾的呢？探究2结论： ATP和ADP在体内可以相互转化，学生写出ATP形成过程的反应式。
三、ATP的来源
1、ADP 转化成ATP所需的能量从哪里来？
学生分析，教师加以点评、总结。
教师讲述：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。
2、ATP的形成反应式
【探究活动3】ATP和ADP的相互转化是可逆反应吗？
教师合并两个反应式，提问，学生讨论： ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？
教师提问能量是否相同？引导学生讨论：ADP 转化成ATP所需的能量从哪里来？
3、ATP与ADP的相互转换的比较
ATP合成
ATP分解
场所
细胞内所有需要能量的进行生命活动的结构
酶
能量去向
ATP形成与水解的能量不同，进一步证明了ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。请学生填表总结（见学案），得出结论：物质是可逆的，能量是不可逆的。
练一练5、6、7、8。（见学案）
由练习8：ATP在细胞内的含量很少，生成很快，同时也说明了ATP利用很快。提问，学生思考讨论：哪些生命活动由ATP直接供能?
四、ATP的利用
学生举例，教师总结。
【探究活动4】
通过探究4我们得知，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通（类似人民币），因此我们可以形象的比喻为细胞能量的通货 。
教师讲解：ATP为各项生命活动提供能量。细胞内的反应有的是吸能反应，有的是放能反应。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。
五：模型建构
1、四人小组为单位，每人各拿一个卡片。
2、拿能量卡的先出示卡片，其余各人根据已学知识出示卡片正确的一面。（每张卡片正反两面至少要使用一次）
3、每完成一轮，每人均要向大家说明出示该面卡的原因，大家一起分析有否出错卡。
4、四人轮流交换卡片后，再次重复建模 （分别模拟合成和分解各一次） ，促进知识内化。
六：小结
通过这堂课的学习，你掌握了什么？
作业布置
完成过关检测（见学案）
板书设计
课件34张PPT。邱段龙复兴中学5.2 细胞的能量“通货”—ATP 相传，我国晋朝时有个青年叫车胤，他酷爱学习，但由于家贫买不起蜡烛，不能读书，于是就捉了很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢!他就借着萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学问的人。 1、萤火虫发光的生物学意义是什么？2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？讨论它们在为生存而获取能量！能量在我们每一个细胞中流转激荡！生物的生命活动需要 糖类脂肪这些物质能为生命活动直接供能吗?讨论用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后……探究活动1无荧光
出现
有荧光
出现从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能。探究活动1糖类、脂肪等有机物ＡＴＰ储存有大量的能量，但不能被直接利用储存的能量相对
来说少，但能被
直接利用 据计算，一分子葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是一分子ＡＴＰ水解释放能量的９４倍。能量≈≈ ATP——细胞的能量“通货”
“ATP究竟有何结构特点使其能充当能量通货的角色？” （直接能源） 适用症： 用于进行性肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌疾患及肝炎等的辅助治疗。三磷酸腺苷A-P~P~P腺苷磷酸基团高能磷酸键三二磷酸腺苷A-P~P二两一一、ATP分子中具有高能磷酸键 阅读相关教材填写学案~ ~1、化学组成：★ＡＴＰ元素组成：ＣＨＯＮＰ ATP腺嘌呤核糖磷酸基团磷酸基团磷酸基团三个磷酸基团2、结构简式：A-P~P~P( 三磷酸腺苷)腺嘌呤、核糖、磷酸~~腺嘌呤核糖腺苷(A)磷酸基团 （P）高能磷酸键A—P~P~PATP：高能磷酸键, 水解时释放30.5kj/mol的能量普通化学键,水解时释放13.8kj/mol的能量普通化学键1.ATP的结构式可以简写为（ ）BA、A—P—P~P B、A—P~P~P
C、A~P~P—P D、A~P~P~P练一练2.一分子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 C3.（多选题）以下哪个化合物中含有P元素（ ）
A、核苷酸 B、磷脂
C、脂肪 D、ATPＡB D练一练4. ATP中大量化学能储存在( )
A、腺苷内 B．磷酸基团内
C．腺苷与磷酸基团连接键内 D．高能磷酸键内 DATP的水解过程A–P～P～PATP（水解）酶——为生命活动提供能量 —为各项生命活动提供能量1、ATP供能时，释放哪个化学键中的能量？2、ATP供能过程中，可形成哪些产物？讨论ADPAMPATP:（构成RNA的成分之一）资料1：
氰化钾它就是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会死亡。科学家在研究细胞ATP的含量与氧含量关系时得到如下图的实验结果，此图说明了什么？ATP含量 O2含量 结论：据资料2得知ATP在细胞内的含量是稳定的，从而使生物内部保持稳定的供能环境。 肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。 一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。
资料2： 结论：据资料2可知生物体内的ATP含量很 ，但生物体对ATP的需求量很 。 少大探究活动2生物体内ATP的含量很少需要却很多，
生物体是如何解决这一矛盾的呢？A-P~P ~P(ATP)图中的两种酶
是否相同 ？阅读教材 P88~89第二段,尝试解释以下图解：二、ATP和ADP相互转化断键合成酶水解酶ATP合成酶能量 + ADP ATP +Pi ATP和ADP的相互
转化是否是可逆反应？探究活动3动力工厂-----线粒体在线粒体、细胞质基质等场所通过呼吸作用分解糖类等有机物，释放其中的能量，用于生成ATP。ADP 转化成ATP所需的能量从哪里来？三、ATP的形成途径能量转换站-----叶绿体绿色植物还通过叶绿体进行光合作用，吸收光能用于合成ATP 。人、动物、真菌等绿色植物能量呼
吸
作
用呼
吸
作
用光
合
作
用ADP +PiATP 酶 人、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ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？线粒体、叶绿体、细胞质基质ATP合成酶ATP水解酶化学能光能远离A的~ 能量填写学案探究3结论：物质可逆，能量不可逆5. ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表（ ）
6. 关于动物细胞中ATP的正确叙述（ ）
A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多
B、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质
条件下直接形成
C、它含有三个高能磷酸键
D、ATP转变为ADP的反应是可逆的A、H2O B、[H] C、P D、Pi练一练DA7. 对于反应式：
ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（ ）
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A8. ATP在细胞内的含量及其生成是（ ）
A.很多，很快 B.很少，很慢
C.很多，很慢 D.很少，很快D练一练ATP哪些生命活动由 直接供能? ADP + Pi膜外膜内用于主动运输 （渗透能）四、 ATP的利用阅读教材P89第三段~P90后填写学案）
用于主动运输 （渗透能）ATP用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）用于生物放电（电能）用于生物发光（光能） 用于大脑思考（电能）探究活动41、细胞中各种化学反应有些是吸能反应，有些是放能反应。吸能反应总是和 相联系；放能反应总是和 相联系，不管是吸能反应还是放能反应都离不开ATP。
2、假如你家有头没有用处的牛，而你想买台电脑；你应该卖了牛，然后用买牛的钱买电脑，不管是卖牛还是买电脑都离不开钱这个环节。探究4结论：能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通（类似人民币），因此我们可以形象的比喻为 。 ATP的水解 ATP的合成细胞的能量“通货” 分组建模活动步骤和要求：
1、四人小组为单位，每人各拿一个卡片。
2、拿能量卡的先出示卡片，其余各人根据已学知识出示卡片正确的一面。（每张卡片正反两面至少要使用一次）
3、每完成一轮，每人均要向大家说明出示该面卡的原因，大家一起分析有否出错卡。
4、四人轮流交换卡片后，再次重复建模 （分别模拟合成和分解各一次） ，促进知识内化。【模型建构】小结过关检测 1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗．博耶和英国的约翰．沃克，以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。“三磷酸腺苷”简称“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。回答下列问题：
⑴ATP的分子简式是＿＿＿＿＿＿＿＿，其中A代表＿＿＿，
P代表＿＿＿＿＿，＿＿＿＿代表高能磷酸键。
⑵ADP和ATP相互转变的反应式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑶在动物细胞中，ADP转变成ATP的能量主要来自＿＿＿＿作用，通常需要分解＿＿＿＿＿＿＿，消耗＿＿＿＿气；对于植物来说，ADP转变成ATP的能量还可来自＿＿＿＿＿作用。在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。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X，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：
（1）注入的这种物质X是 ，其结构简式可表示为 。
（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A外，还需要 。ATPA—P~P~P主动运输载体Thank you !
Bye bye !
