ATP
【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。
4．通过示意图的分析理解ATP的合成与分解。
【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。
【教学过程】
一、导入新课
相传，我国晋朝青年车胤由于家境贫寒，买不起灯油，无法在晚上读书。于是他在草丛中捉了很多的萤火虫，并且将它们装在薄薄的布袋子里，借着萤火虫发出的光读书。这就是“囊萤夜读”的故事。
萤火虫发光需要消耗能量吗？如果需要，其直接能源物质是什么呢？该供能物质在细胞内是如何合成的呢？通过“囊萤夜读”的故事引导学生思考，进入本节课题。
二、讲授新课
（一）ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
寻找证据——阅读
阅读课本P96页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．有同学对ATP到底是“物质”还是“能量”感到困惑，你怎么认为呢？
2．萤火虫发光器离体一段时间后荧光消失的原因是什么？萤火虫发光的直接能源物质是ATP还是葡萄糖？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评，展示相应问题的答案。
1．ATP的结构特点
（1）中文名称：三磷酸腺苷
（2）ATP的结构简式：A-P~P~P
A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表磷酸基团之间的一种特殊化学键，叫作磷酸酐键。
（3）ATP的结构式：
两个相邻的磷酸基团都带负电荷，相互排斥使得这种化学键不稳定。在这种相互排斥作用下，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。这一过程中1molATP水解释放的能量高达30.5kJ。
注意：ATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。
2．ATP的水解反应
师生交流探讨ATP水解反应过程，归纳总结得出结论：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（二）ATP主要是在细胞呼吸和光合作用中合成的
分析资料
人体在剧烈运动状态下，每分钟约消耗0.5kgATP。然而肌细胞中ATP的量却很少，通常情况下，每千克肌肉中ATP的量不超过5.1g，仅能维持2～5s的剧烈收缩。
1．从该资料可看出生物体内ATP有什么特点？
（消耗大，含量低，不能长时间储存。）
2．ATP会不会出现供不应求的情况？
（不会。ATP和ADP可以时刻不停地发生相互转化。）
1．ATP的合成反应
师生交流探讨ATP合成反应过程，思考ADP转化成ATP时所需能量的主要来源，归纳总结得出结论，ATP合成反应中的能量来源：动物、人、真菌和大多数细菌的呼吸作用，绿色植物的光合作用和呼吸作用。
2．ATP与ADP可以相互转化
归纳总结特点：含量少且相对稳定，转换迅速！处于动态平衡中，保证了稳定供能。
思考：ATP与ADP的相互转化是否可逆？
不可逆，ATP水解是在水解酶的作用下完成，ATP的合成是在合成酶的作用下完成。而且物质可逆，能量不可逆。细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的统一性。
小结ATP合成与ATP分解的比较：
原理应用：基于萤火虫的发光原理，可以利用ATP荧光检测仪检测食品、药品和水体等待测物中微生物和其他生物残余的数量。
【板书设计】ATP
【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。
4．通过示意图的分析理解ATP的合成与分解。
【学习重点】
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。
【学习难点】
ATP与ADP的相互转化。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——阅读
阅读课本P96页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．有同学对ATP到底是“物质”还是“能量”感到困惑，你怎么认为呢？
2．萤火虫发光器离体一段时间后荧光消失的原因是什么？萤火虫发光的直接能源物质是ATP还是葡萄糖？
二、知识巩固
1．下图表示ATP的结构，相关叙述正确的是(
)
A．b键断裂后形成ADP和Pi
B．图中的3表示ATP中的字母A
C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位
D．ATP可为胰岛素的分泌直接供能
2．ATP能直接给细胞的生命活动提供能量。下列生命活动不需要消耗ATP的是(
)
A．肌细胞收缩
B．萤火虫发光
C．甘油进入细胞
D．大脑思考
3．下列有关ATP和ADP转化的叙述，不正确的是(
)
①ATPADP+Pi+能量
②ADP+Pi+能量ATP
A．①②反应过程分别与细胞的吸能和放能反应相联系
B．所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用
C．①和②在活细胞中永无休止地循环进行，保证了生命活动的顺利进行
D．①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行
4．科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明(
)
A．葡萄糖是能源物质
B．ATP不是能源物质
C．葡萄糖是直接能源物质
D．ATP是直接能源物质
5．下列有关植物细胞中ATP的结构与合成的叙述，正确的是(
)
A．ATP中去掉两个磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一
B．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C．细胞中的生命活动都需要ATP直接提供能量
D．光下叶肉细胞的线粒体和叶绿体中都有ATP合成
6．细胞内有些化学反应是需要吸收能量的，有些是释放能量的，这些过程一般与ATP的水解和合成相联系，下列说法正确的是(
)
A．植物体内的细胞呼吸伴随着ATP的合成，是吸能反应
B．由氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程需要消耗ATP，是放能反应
C．放能反应一般伴随着ADP合成，吸能反应一般伴随着ATP合成
D．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
7．下图是腺苷三磷酸的分子结构，请回答下列问题。
（1）ATP的结构简式为
，图中虚线部分的名称是
。
（2）一分子ATP可以看作是由
个磷酸分子、
个核糖分子和
个腺嘌呤缩合而成的。
（3）ATP为主动运输供能的过程实质上就是载体蛋白的
过程。
（4）ATP水解时释放的能量是生物体进行______________、
和____________等生命活动所需能量的直接来源。
答案
1．解析：图中1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位，其中1是磷酸，2是核糖，3表示腺嘌呤，ATP中的A是腺苷，若图中b键断裂后形成的是AMP和2个Pi；胰岛素的分泌为胞吐，需ATP提供能量。
答案：D
2．解析：甘油通过自由扩散的形式进入细胞，不需要消耗能量。
答案：C
3．解析：①反应释放的能量用于吸能反应，②反应吸收的能量来自放能反应；绿色植物体内的②过程所需要的能量可以来自光合作用；①和②在活细胞中永无休止地循环为生命活动提供能量；①反应中的“能量”用于各项生命活动，一般不能用于推动②反应的进行。
答案：B
4．解析：根据题意“向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉，肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉，肌肉很快就发生明显的收缩”说明ATP是直接能源物质。
答案：D
5．解析：ATP中去掉两个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一，A项错误；加入呼吸抑制剂能抑制ATP生成，ADP增加，ATP生成减少，B项错误；细胞中的绝大多数生命活动需要ATP直接提供能量，C项错误；光下叶肉细胞既进行光合作用，也进行呼吸作用，D项正确。
答案：D
6．解析：细胞呼吸是放能反应，A项错误；脱水缩合形成蛋白质的过程是吸能反应，B项错误；吸能反应一般伴随着ATP的水解，放能反应一般伴随着ATP的合成，C项错误；能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，D项正确。
答案：D
7．答案：（1）A—P~P~P
腺苷
（2）3
1
1
（3）磷酸化
（4）肌细胞收缩
大脑思考
细胞的主动运输(共18张PPT)
ATP
相传，我国晋朝青年车胤由于家境贫寒，买不起灯油，无法在晚上读书。于是他在草丛中捉了很多的萤火虫，并且将它们装在薄薄的布袋子里，借着萤火虫发出的光读书。这就是“囊萤夜读”的故事。
萤火虫发光需要消耗能量吗？如果需要，其直接能源物质是什么呢？该供能物质在细胞内是如何合成的呢？
寻找证据
阅
读
一、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
阅读P96页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.有同学对ATP到底是“物质”还是“能量”感到困惑，你怎么认为呢？
2.萤火虫发光器离体一段时间后荧光消失的原因是什么？萤火虫发光的直接能源物质是ATP还是葡萄糖？
1.有同学对ATP到底是“物质”还是“能量”感到困惑，你怎么认为呢？
2.萤火虫发光器离体一段时间后荧光消失的原因是什么？萤火虫发光的直接能源物质是ATP还是葡萄糖？
已经消失的萤火虫发光器在滴加ATP溶液后立即恢复发光，说明ATP是给发光反应供能的直接能源物质。
萤火虫发光器离体之后，随着能源物质的耗尽而逐渐失去发光能力；ATP。
（一）ATP的结构特点
ATP是一种高能磷酸化合物
1．中文名称：三磷酸腺苷
2．ATP的结构简式：
A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表磷酸基团之间的一种特殊化学键，叫作磷酸酐键。
A－P～P～P
ATP
A
P～P～P
核糖
腺嘌呤
3.ATP的结构式：
两个相邻的磷酸基团都带负电荷，相互排斥使得这种化学键不稳定。
在这种相互排斥作用下，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。
当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。这一过程中1molATP水解释放的能量高达30.5kJ。
ATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。
注意：
（二）ATP的水解反应
酶
A-P～P
+
Pi
+
ADP
能量
为各项生命活动提供能量
不稳定,易断裂,也易形成
游离的磷酸
A-P～P
P
～
ATP
因此，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。可以形象地把ATP比作细胞内流通的能量“通货”。
二、ATP主要是在细胞呼吸和光合作用中合成的
1．从该资料可看出生物体内ATP有什么特点？
消耗大，含量低，不能长时间储存。
2．ATP会不会出现供不应求的情况？
不会。ATP和ADP可以时刻不停地发生相互转化。
人体在剧烈运动状态下，每分钟约消耗0.5kgATP。然而肌细胞中ATP的量却很少，通常情况下，每千克肌肉中ATP的量不超过5.1g，仅能维持2～5s的剧烈收缩。
（一）ATP的合成反应
ADP
+
Pi
+
能量
酶
ATP
能量从哪里来呢？
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
动物、人、等
绿色植物
能
量
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP
+Pi+
ATP
合成酶
糖类、脂肪等有机物氧化分解
（二）ATP与ADP可以相互转化
能量
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量
Pi
酶
Pi
酶
动态平衡
特点：含量少且相对稳定，转换迅速！处于动态平衡中，保证了稳定供能。
ATP
酶
酶
ADP
+Pi
+能量
不可逆，ATP水解是在水解酶的作用下完成，ATP的合成是在合成酶的作用下完成。而且物质可逆，能量不可逆。
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的统一性。
思考：ATP与ADP的相互转化是否可逆?
ATP合成与ATP分解的比较：
反
应
ATP→ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量→ATP
反应类型
酶的类型
场 所
能量来源
能量去向
酶
酶
水解反应
合成反应
ATP水解酶
ATP合成酶
活细胞所有部位
线粒体、叶绿体、细胞质基质等
高能磷酸键中的化学能
有机物中的化学能、光能
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
基于萤火虫的发光原理，可以利用ATP荧光检测仪检测食品、药品和水体等待测物中微生物和其他生物残余的数量。
ATP荧光检测仪
知识梳理
ATP
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP主要是在细胞呼吸和光合作用中合成的
谢
谢
