1、第五章第 2 节 细胞的能量“通货”ATP 三水实验中学（设计：钟佩英 修改：生物科组） 一、学习内容 1、简述 ATP 的化学组成特点及其在能量代谢中的作用， 2、写出 ATP 的分子简式，ATP 与 ADP 的转化式 二、学习线索 1、ATP 是直接供能的能量物质吗？ 2、生物体内 ATP 为什么能够直接供能？ 3、ATP 的供能过程？ 4、ATP 在生物体内的含量？ 5、生物体内 ATP 从何而来？ 6、ATP 与 ADP 的相互转化是可逆反应吗？ 7、ATP 的利用？ 三、学习过程 【资料 1】P88 问题探讨 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
2、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 资料 1 结论：新陈代谢的 直接能源 物质是 。 总结能量相关知识： 生物体内 良好的储能 物质； 是细胞的 主要能源 物 质。 （一）ATP 分子中具有高能磷酸键 K 1、组成元素： ATP注射液 2ml 葡萄糖溶液 2ml A B A B A B 淡黄色荧光 ATP 的结构式 【资料 2】阅读分析教材 P88 的内容及分析 ATP 的结构式 2、填表 ATP ADP 全称（中文名称） 结构简式 A 代表 符号含义 T 代表 D 代表 高能磷酸键 个 个 【达标训练】 1.ATP 的结构式可以
3、简写为 （ ） AAPPP BAPPP CAPPP DAPPP 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 （ ） 。 A1，2，2 B1，2，1 C1，3，2 D2，3 ，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 与 ADP 的相互转化 资料 3 结论：据此可知生物体内的 ATP 含量很 ，但生物体对 ATP 的需求量很 。 这需要通 过 ATP 与 ADP 的 来解决这一矛盾。 1.ATP 的水解反应式： 。 ATP 水解的能量用于 。 2、ATP 的合成反应式： 。 合成 ATP
4、的能量在动物与人中主要来自 ；在绿色植物中主要来自 1、ATP 与 ADP 的相互转换（反应式）： 2、ATP 与 ADP 的相互转换的比较 ATP 合成 ATP 分解 场所 动物与人中：绿色植物中： 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 1 结论： ATP 和 ADP 的相互转化在 可逆，在 不可逆。 【探究活动 1】ATP 和 ADP 的相互转化是可逆反应吗？ 【资料 3】正常人体内的 ATP 含量基本保持一定，约为 2mg10mg，但是一个成年人在安静的状态 下，24h 内竟有 40kg 的 ATP 被水解。 【达标训练】 4ATP 转化为 ADP 可表示如下：式
5、中 X 代表 （ ） AH 2O BH CP DPi 5关于 动物细胞中 ATP 的正确叙述 （ ） AATP 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 DATP 转变为 ADP 的反应是可逆的 6. 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 7. 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 （三）ATP 的利用
6、 用于各项生命活动例如： 探究 2 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 我们可以形象的把 ATP 比喻成 。 （四）课堂总结 ATP 具有高能磷酸键 ATP 和 ADP 的相互转化 ATP 的能量来源： 和 等 ATP 的利用：用于 ATP 是细胞的能量“通货” 【探究活动 2】 1、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、假如你家种有十亩冬瓜，而你想买台电脑；你应该卖了冬瓜，然后用买冬瓜的钱买电脑， 不管是卖冬瓜还是买电脑都离不开钱这个
7、环节。 3、P90 思考与讨论的第 1 小题 ATP 的结构简式： ATP 的中文名称： 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。 【巩固提升】 ATP 的分子简式是，其中 A 代表，P 代表 ，代表高能磷酸键。 写出 ADP 和 ATP 相互转变的反应式：。 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 。 （4） （双选题）下列关于 ATP 的说法正确的有 （ ） AATP 中的 A 代表腺嘌呤，P 代表磷酸
8、基团 B. ATP 在有关酶的作用下，两个高能磷酸键断裂，ATP 就转化成腺嘌呤核糖核苷酸 C. 细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制，是生物界的共性 D. 主动运输、大脑的思考、肌肉收缩等生命活动都使到细胞内 ATP 的含量升高 【知识拓展】 1、高能磷酸化合物 高能磷酸化合物的特点是：它的高能磷酸键（也即酸酐键，用“”表示） ，水解时释放 出的化学能是正常化学键释放化学能的 2 倍以上（一般在 20.92 kJ/mol 以上） 。这里需要说 明的是，化学中使用的“键能”和生物化学中使用的“ 高能键 ”，含义是完全不同的。化学中 “键能”的含义是指断裂一个化学键所需要提供的能量
9、；生物化学中所说的“高能键”是指该 键水解时能释放出大量能量。ATP 水解释放的能量是 30.54kJmol 2、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 CP 代表） 。 当动物和人体细胞由于能量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
10、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。 3、萤火虫发光的原理和意义 萤火虫不论雄性的还是雌性的，夏秋的夜晚都会一闪一闪地发光。雄虫比雌虫的个体 小一些，但发出的闪光却亮一些。萤火虫发出的闪光，主要是求偶的信号，用来吸引异性 前来交尾。萤火虫有许多种，如平家萤火虫、姬萤火虫等。不同种类的萤火虫会发出各自 特定的闪光信号。 有趣的是，雌虫看到其他种类雄虫的闪光信号后，有时竟能发出该种雌虫的闪光信号， 这种闪光信号具有欺骗性，能
11、使该种雄虫误以 为可以前去交尾而被雌虫吃掉。雌虫的这一 特性，可以使自己获得丰富的营养。这种现象被科学家戏称为“死亡拥抱”。此外，萤火虫 发出的荧光还具有一定的警戒作用和照明作用。 萤火虫的发光器官位于腹部后端的下方，该处具有发光细胞。发光细胞的周围有许多 微细的气管，发光细胞内有荧光素和荧光素酶。荧光素接受 ATP 提供的能量后就被激活。 在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧 光。顺便说到，荧光是一种冷光，其发光效率可高达 98%左右，而热光则发光效率低得多， 如太阳的发光效率只有 35%左右。 4、分子马达 美国康奈尔大学的科学家已研制出世界上第一台生物分子 纳米发动机。它仅一个病毒 般大小，由 ATP 提供能量、ATP 合成酶驱动发动机运转。每加一次能量，纳米发动机可连 续工作一小时。科学家高度评价此项科技成果，认为生物分子纳米发动机在医学领域将大 有用武之地。例如，它可以充当一个“小护士”，巡视全身。
