本文格式為Word版，下載可任意編輯——高中生物《細胞,能量》,教案

一、教學目標

1.簡述ATP的化學組成和特點。

2.寫出ATP的分子簡式。

3.解釋ATP在能量代謝中的作用。

二、教學重點和難點

1.ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。

2.ATP與ADP的相互轉化。

三、教學方法

探究法、陳述法

四、課時安置

1

五、教學過程

〖引入生命活動需要能量，這些能量來自哪里呢？學生在前面的學習中了解到生命活動需要的能量來自細胞中的有機物。可以讓學生想一想，燃燒一匙葡萄糖，能查看到什么現象？燃燒葡萄糖可以查看到放出的熱和光，說明葡萄糖中蘊含著能量。但是細胞內的各種化學回響均需要溫柔的條件，那么細胞中的能量以什么形式釋放出來？又是如何被利用的呢？

〖問題探討學生斟酌議論回復，教師提示。

〖提示見P89。

1.螢火蟲發光的生物學意義主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。

2.螢火蟲腹部后端細胞內的熒光素，是其特有的發光物質。

3.有。螢火蟲腹部細胞內一些有機物中儲存的化學能，只有在轉變成光能時，螢火蟲才能發光。

〖問題以“本節聚焦”再次引起學生的斟酌，留神。

〖板書一、ATP分子中具有高能磷酸鍵

〖陳述ATP的布局特性

ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特點是：它的高能磷酸鍵（也即酸酐鍵，用“～”表示），水解時釋放出的化學能是正常化學鍵釋放化學能的2倍以上（一般＞20.92kJ/mol）。這里需要說明的是，化學中使用的“鍵能”和生物化學中使用的“高能鍵”，含義是完全不同的。化學中“鍵能”的含義是指斷裂一個化學鍵所需要供給的能量；生物化學中所說的“高能鍵”是指該鍵水解時能釋放出大量能量。

ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個相連的磷酸基團構成的。這三個磷酸基團從與分子中腺苷基團連接處算起，依次分別稱為α、β、γ磷酸基團。ATP的布局式是：

分析ATP的布局式可以看出，腺嘌呤與核糖結合形成腺苷，腺苷通過核糖中的第5位羥基，與3個相連的磷酸基團結合，形成ATP。ATP分子中的γ磷酸基團水解時，能釋放30.5kJ/mol的能量，而6-磷酸葡萄糖水解時釋放的能量只有13.8kJ/mol。需要指出的是，ATP分子既可以水解一個磷酸基團（γ磷酸基團），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同時水解兩個磷酸基團（β磷酸基團和γ磷酸基團），而形成一磷酸腺苷（AMP）（腺嘌呤核糖核苷酸）和焦磷酸（PPi）。后一種水解方式在某些生物合成中具有特殊意義。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP供給一個磷酸基團而形成ADP，ADP又可以急速地采納另外的磷酸基團而形成ATP。

〖板書ATP：A—P～P～PA—P～P＋30.5kJ/mol

ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。ATP分子既可以水解一個磷酸基團，而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi），30.5kJ/mol。

〖板書二、ATP與ADP可以相互轉化

A—P～P～PA—P～P＋30.5kJ/mol

（物質可逆，能量和酶不成逆）

補充：

〖陳述ATP是活細胞內一種特殊的能量載體，在細胞核、線粒體、葉綠體以及細胞質基質中廣泛存在著，并不斷與ADP相互轉化而形成ATP系統。ATP在細胞內的含量是很少的。但是，ATP與ADP在細胞內的相互轉化卻是特別急速的。一般地說，ATP在細胞內形成后不到1min的時間就要發生轉化。這樣累計下來，生物體內ATP轉化的總量是很大的。例如，一個成年人在靜止的狀態下，24h內竟有40kg的ATP發生轉化；在慌張活動的處境下，ATP的消耗可達0.5kg/min。總之，在活細胞中，ATP末端磷酸基團的周轉是極其急速的，其消耗與再生的速度是相對平衡的，ATP的含量因而維持在一個相對穩定的、動態平衡的水平。可見，細胞內ATP系統處在動態平衡之中，這對于構成細胞內穩定的供能環境具有特別重要的意義。

〖板書三、ATP的利用

吸能回響：需要消耗能量，是吸能回響。（如葡萄糖和果糖合成蔗糖的回響，）這一回響所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來供給的。

放能回響：能夠釋放能量，是放能回響。（如丙酮酸的氧化分解，）這一回響所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉化為ATP的回響，儲存在ATP中。

〖陳述（黑體字是板書）ATP中的能量可以直接轉化成其他各種形式的能量，用于各項生命活動。這些能量的形式主要有以下6種。

①滲透能細胞的主動運輸是逆濃度梯度舉行的，物質跨膜移動所做的功消耗了能量，這些能量叫做滲透能。

②機械能細胞內各種布局的運動都是在做機械功，所消耗的就是機械能。例如，肌細胞的收縮，草履蟲纖毛的搖擺，精子鞭毛的搖擺，有絲分裂期間染色體的運動，腺細胞對分泌物的分泌等。

③電能大腦的斟酌──神經沖動在神經纖維上的傳導，以及電鰩、電鰻等動物體內產生的生物電等，它們所做的電功消耗的就是電能。

④化學能細胞內物質的合成需要化學能，如小分子物質合成為大分子物質時，務必有直接或間接的能量供給。另外，細胞內物質在分解的開頭階段，也需要化學能來活化，成為能量較高的物質（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以說在細胞內的物質代謝中，四處都需要由ATP轉化而來的化學能做功。

⑤光能目前關于生物發光的生理機制還沒有完全弄領會，但是已經知道，生物體用于發光的能量直接來自ATP，如螢火蟲的發光。

⑥熱能有機物的氧化分解釋放的能量，一片面用于生成ATP，大片面轉化為熱能通過各種途徑向外界環境散發，其中一小片面熱能作用于體溫。通常處境下，熱能的形成往往是細胞能量轉化和傳遞過程中的副產品。此外，ATP釋放的能量中，一片面能量也能用于動物的體溫的提升和維持。

〖斟酌與議論學生斟酌議論回復，教師提示。

〖提示1.1分子葡萄糖所含的能量，約是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP轉化為ADP時釋放的能量）。

2.有道理。糖類和脂肪分子中的能量好多而且很穩定，不能被細胞直接利用。這些穩定的化學能只有轉化成ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞直接利用。

〖作業練習

〖提示根基題

1.B。

2.提示：吸能回響：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的回響，需要消耗能量，是吸能回響。這一回響所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來供給的。放能回響：如丙酮酸的氧化分解，能夠釋放能量，是放能回響。這一回響所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉化為ATP的回響，儲存在ATP中。

3.在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點：一是ATP分子中含有的化學能對比少，一分子ATP轉化為ADP時釋放的化學能大約只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP