人教版高中生物必修一第五章第2节 细胞的能量“通货”——ATP教案

目  标

（2）写出ATP的分子简式。

（3）解释ATP在能量代谢中的作用。

材

分

析

2.ATP与ADP的相互转化。

教

学

过

程

提问：萤火虫发光的生物学意义是什么？

答：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。

提问：萤火虫身体内有特殊的发光物质吗？

答：萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。

提问：萤火虫发光的过程中有能量的转化吗？

答：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

引入：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是什么物质呢？

1.ATP的元素组成和结构：（简式A-P~P~P）

元素组成：C、H、O、N、P

结构组成：一个腺苷、一个核糖、三个磷酸基团（两个高能磷酸键和一个普通磷酸键）

2.ATP与ADP相互转化

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（水解过程一般只断裂最外侧的一个高能磷酸键）

3.ATP的生理功能

细胞的代谢所需要的能量由细胞内的ATP直接提供的。ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。

4.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。

总结：

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。

［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。

课后练习：

1．ATP被喻为生物体的“能量货币”，为生命活动直接提供能量．图是ATP的结构示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．①表示腺苷    B．②表示脱氧核糖

C．③断裂后释放的能量最多    D．④是高能磷酸键

2．图1为ATP的结构，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法正确的是（　　）

A．图1中的五碳糖为脱氧核糖

B．图1中代表腺苷，b、c为高能磷酸键

C．图2中反应向右进行时，图2中c键断裂并释放能量

D．图2中反应向左进行时，能量只能来自呼吸作用

3．下面各项中，不正确的是（　　）

A．生物生命活动所需的能量直接由ATP提供

B．生命活动如：肌肉收缩、神经传导、细胞、生长发育等都需要能量

C．糖类是提供生命活动的直接能量

D．生命活动最终的能量来自太阳

4．ATP的结构示意图如下，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列有关叙述正确的是（　　）

A．物质①表示鸟嘌呤

B．化学键②断裂的化学反应属于吸能反应

C．在ATP﹣ADP循环中③可重复利用

D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP

5．下列有关ATP的叙述中，正确的是（　　）

A．ATP、蛋白质、脂质以及糖类共有的元素只有3种

B．细胞吸收葡萄糖分子一定消耗ATP

C．ATP分子中含有两个稳定性相同的高能磷酸键

D．维持家狗体温的能量主要来自ATP的水解

答案：DCCCA

业

学

后

记