科学家访谈　探索生物大分子的奥秘优秀教学设计

第五章

细胞的能量供应和利用

第二节

细胞的能量“通货”-ATP 阳盼

一、教学目标

1、简述ATP的化学组成和特点。

2、写出ATP的结构简式。

3、理解ATP与ADP的相互转化

4、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、教学过程

1、导入

通过车胤囊虫夜读的故事让学生讨论萤火虫的发光原理，得出萤火虫发光需要能量。 回顾细胞内的能源物质有哪些？

（思考）那么糖类、脂肪中的能量能不能直接用于萤火虫发光呢？

让我们通过探究实验（见课件）来解决这个问题吧。

思考：实验的结果？1,2,4号试管无荧光，3号试管出现荧光。那么这个实验说明了什么问题？

糖类等能源物质中的能量能不能直接用于生物体的生命活动？（不能）而ATP中的能量可直接用于生物体的生命活动。通过研究人们发现糖类等能源物质中的能量先要转移到ATP中，再由ATP供生命活动利用。

由此可见，ATP是生命活动的直接能源物质。

2、ATP的生理功能

由探究实验总结ATP的生理功能

3、ATP的结构

通过探究新知，请同学们通过书P88以及第二段旁栏的相关信息思考下列三个问题：

( 1 ) ATP分子的结构如何？

( 2 )ATP的全称是什么? ( 3 )ATP的分子结构简式、各成分的名称及其特点是什么？

师生一起总结

（1）ATP分子的结构

通过课本信息和已学知识我们能否确定图中ATP的三个组成部分？（回答后）其中腺嘌呤和核糖相结合构成腺苷，再连接三个磷酸基团就是三磷酸腺苷。所以ATP的三个字母的意思就显而易见。

A：腺苷 T：三个 P：磷酸基（团）

“”：高能磷酸键

补充ADP 和AMP的相关知识

（2）ATP的结构简式： 高能磷酸化合物:水解时，释放能量在20.92kJ／mol上的化合物。

高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ／mol，因此ATP是各种活细胞内的一种高能磷酸化合物. ATP分子的特点：ATP的分子中的高能磷酸键中储存大量的能量，化学性质不稳定，第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂，释放出大量的能量，也很容易重新形成而储存能量。

通过资料分析：

1、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。 2、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。ATP含量少但需求量大

通过以上资料，你能得到什么信息？

为什么细胞内的ATP含量总是处于平衡之中？

4、ATP和ADP可以相互转化(时刻发生，动态平衡）

（1）反应式：ATPADP＋Pi＋能量

小结：ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性

并讲解ATP与ADP相互转换示意图

说明：ATP与ADP的相互转化不是可逆反应

a．反应条件不同

ATP水解:水解酶;ATP合成:合成酶 b．能量来源不同

ATP合成：能量来自有机物中的化学能和太阳能；

ATP水解：所释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能。

c．ATP合成与分解场所不同

合成ATP的场所比较局限，主要是细胞的线粒体、叶绿体等部位；而消耗ATP的部位广泛，几乎细胞的所有部位都有耗能的生命活动。 提问：在ADP转化成ATP的过程中，所需的能量从哪里来

（2）ADP合成 ATP时能量的主要来源 人和动物等：呼吸作用

植物：呼吸作用和光合作用

提问：ATP水解所释放的能量用于哪里？

5、ATP的利用

通过图5-7ATP的利用举例来理解细胞中大多需能活动都由ATP直接供能。ATP的能量可以直接转化成各种形式的能量，用于各项生命活动。

通过解释细胞内的放能反应和吸能反应与ATP的关系，让学生理解为什么称ATP为细胞的能量“通货”

6、课堂小结

通过ATP的知识网络图师生一起总结本节所学知识

7、巩固练习

（1）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

(2) 一般情况下生物体的主要能源物质、直接能源物质、储能物质依次是(

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 (3)下面是ATP在酶的作用下水解后的产物及释放能量，表述正确的是(

) A．A—P～P＋Pi＋能量

B．A—P—P＋Pi＋能量

C．A～P—P＋Pi＋能量

D．A～P～P＋Pi＋能量

(4)细胞中合成ATP的途径不包括(

) A．光合作用 B．细胞呼吸

C．蛋白质的合成 D．葡萄糖的氧化分解

(5)下列哪些生理活动会导致细胞内ADP的含量增加(

) ①小肠绒毛上皮细胞吸收K＋和Na＋

②肾小管对葡萄糖的重吸收

③血液中的葡萄糖进入红细胞

④甘油进入小肠绒毛上皮细胞

A．①②③④ B．①②

C．③④ D．①②③

)