1、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相互转化关系的多媒体动画，认识ATP在细胞中作为能量流通的原因。（2）通过分析，比较在生物体生命活动中，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57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、难点1.ATP化学组成的
2、特点及其在能量中的作用。2.ATP与ADP的相互转化。三、教学过程【创设情境, 导入新课】 用杜牧的七夕和图片展示发光的萤火虫并列出讨论题:萤火虫发光的生物学意义是什么? 萤火虫发光萤火虫体内有特别的发光物质吗?【情境资料】 萤火虫发光器位于腹部后端的下方，该处含有几千个发光细胞，细胞里含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受能量后被激活，在荧光素酶作用下，催化激活的荧光素和氧气发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。引导学生思考讨论。导入新课。【提问】： 为什么萤火虫尾部的发光器能够发出荧光？（学生分析情境资料时可知发光细胞要接受能量才能发光。）【提问】： “萤火虫发光的能量靠谁来提供的呢？我们可
3、以一起来回忆一下前面所学知识生物体内提供能量的物质有哪些？（糖类，脂质）这些物质能为萤火虫发光直接供能吗？【讲述】：利用“萤火虫的尾器发光的实验”来解答上面的问题：先收集一定数量尾器；然后放置一会儿，发现尾器的发光会逐渐消失；再设置对照实验，A组加入等量葡萄糖溶液，B 组加入等量的ATP注射溶液。结果会发现B组的尾器发光重新出现，而A组的尾器发光未再出现。【提问】：讨论实验证明了什么？萤火虫发光所需的能量是由ATP直接提供的。【过渡】： 生物的生命活动需要能量，细胞中许多化学反应是需要能量，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
4、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。【过渡】：ATP是种什么样的物质,它是看不见摸不着的吗? 纯净的ATP，白色粉末状，能溶于水。在医疗上一般有片剂和注射液两种。片剂可口服，注射液可肌肉注射或静脉滴注。一方面可以辅助治疗心肌萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等，另一方面可提供能量，起到改善患者新陈代谢状况的作用。【设疑】：ATP 为什么能为生物提供能量？请学生们阅读课本P88相关内容后认真思考。1 ATP分子结构特点（学生阅读课本P88相
5、关内容后，教师讲解）（1）展示ATP结构式图片，向学生介绍腺嘌呤、核糖（两者结合而成腺苷）、磷酸。（2）ATP是三磷酸腺苷的英文名称的缩写。ATP分子的结构可以简写成APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三，代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。ATP水解时高能磷酸键可以水解放出大量的能量，达到30.54 kJ/mol。所以说，ATP是细胞内的高能磷酸化合物。【提问】：1.ATP作为高能磷酸化合物，在供能时，如何释放能量？ 2.ATP供能过程中，可形成哪些产物？【ATP与ADP相互转化】（1）学生阅读课本P88P89页相关内容，回答问题（2
6、）教师讲解：ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解脱离开来，形成游离的Pi（磷酸），同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP（二磷酸腺苷的英文名称的缩写）。请学生黑板写出ATP水解反应的反应式。资料1、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。【提问】：ATP在细胞内大量存在？ 人体在安静状态时，肌肉内ATP含量约2mg10mg，只能供肌肉收缩12s所需的能量。【提问】：ATP是怎样来解决这一矛盾的？【提问】：人体细胞中A
7、TP 有什么特点？ 利用情境引导学生发现ATP 在细胞中含量低，但是需要不断生成更多的ATP 才能满足生命活动需要。【提问】：安静状态一天消耗40千克，运动呢？（计算720）说明？（安静状态ATP转化快而运动转化慢）但不管怎样肌肉细胞中ATP含量始终保持在一个范围，说明？ATP和ADP的相互转化是时刻不停发生且处于动态平衡的。那么，细胞是如何生成ATP 的？需要哪些条件呢？（请学生写出合成反应式）。【教师归纳】： 生物体利用细胞中的磷酸和ADP，在ATP合成酶的作用下重新生成高能磷酸键，生成新的ATP，在这个过程中储存能量。细胞中的糖类等有机物在分解过程中释放“稳定能量”，其中一部分可用来合成
8、ATP，这样就转化为可“灵活利用”的能量。生成ATP 的能量，主要来自两个方面，一方面来自呼吸作用（真菌、动物和人），另一方面来自呼吸作用和光合作用（绿色植物）。【思考】：ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？（可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行。） 1、从反应条件看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；ATP的合成是一种合成反应, 催化该反应的酶属于合成酶，酶具有专一性，因此反应条件不同。 2、从合成与分解场所看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；ATP分解的场所相对较多。因此合成与分解的场所不同。 3、从能量来源看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷
9、酸键中的化学能, 用于生命活动；合成ATP的能量来自生物体内有机物中的化学能和太阳光能。因此能量来源不同（能量不可逆，而物质可逆） 当反应自下而上进行时所需的能量来源于？（光合作用和呼吸作用），呼吸作用的过程中生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，释放出能量，释放的能量储存在ATP中。光合作用是将太阳能转化为中活跃的化学能，所以说放能反应总是和ATP的合成相联系。当反应自上而下进行时释放的能量来源于ATP远离腺苷的高能磷酸键，那释放的能量有哪些用途？接下来我们学习第三部分内容ATP的利用。 通过学生读图，小组合作概括ATP 的利用途径：在ATP 水解释放出的能量可以用于多种生命活动，（图片展示）。 教师讲解：细胞中的吸能反应总是与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。 我们的日常生活每天都需要必要的开销，这些消费要通过我们手里的流通货币。但是如果我们总是拿出大额面值的支票进行交易会很麻烦，相反如果我们把支票换成100张一元小票，在进行交易时就会很方便。细胞利用能量也是如此，在细胞中的“支票”相当于储存能量的有机物大分子，ATP分子就是那个可以在细胞内流通的“小票”。 所以说ATP是细胞的能量通货。