1、第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”ATP第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨” ATP一、教學(xué)目標(biāo)簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。寫出ATP的分子簡式。解釋ATP在能量代謝中的作用。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。三、教學(xué)方法探究法、講述法四、課時安排五、教學(xué)過程引入生命活動需要能量，這些能量來自哪里呢？學(xué) 生在前面的學(xué)習(xí)中了解到生命活動需要的能量來自細(xì)胞中 的有機(jī)物?？梢宰寣W(xué)生想一想，燃燒一匙葡萄糖，能觀察到 什么現(xiàn)象？燃燒葡萄糖可以觀察到放出的熱和光，說明葡萄 糖中蘊(yùn)含著能量。但是細(xì)胞內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)均需要溫和的 條件，那么細(xì)胞中的能量以什么形式釋放出來？又是如

2、何被 利用的呢？問題探討學(xué)生思考討論回答，教師提示。提示見P89。螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義主要是相互傳遞求偶信號，以 便交尾、繁衍后代。螢火蟲腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物 質(zhì)。有。螢火蟲腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲存的化學(xué)能，只 有在轉(zhuǎn)變成光能時，螢火蟲才能發(fā)光。問題以“本節(jié)聚焦”再次引起學(xué)生的思考，注意。板書一、ATP分子中具有高能磷酸鍵講述ATP的結(jié)構(gòu)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(diǎn)是：它的高 能磷酸鍵，水解時釋放出的化學(xué)能是正?；瘜W(xué)鍵釋放化學(xué)能 的2倍以上。這里需要說明的是，化學(xué)中使用的“鍵能”和 生物化學(xué)中使用的“

3、高能鍵”，含義是完全不同的?；瘜W(xué)中 “鍵能”的含義是指斷裂一個化學(xué)鍵所需要提供的能量；生 物化學(xué)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(tuán)構(gòu)成的。這三個磷酸基團(tuán)從與分子中腺苷基團(tuán)連接處算 起，依次分別稱為a、B、丫磷酸基團(tuán)。ATP的結(jié)構(gòu)式是：分析ATP的結(jié)構(gòu)式可以看出，腺嘌呤與核糖結(jié)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(tuán)結(jié)合，形成 ATP ATP分子中的丫磷酸基團(tuán)水解時，能釋放 30.5j/ol 的能量，而6-磷酸葡萄糖水解時釋放的能量只有 13.8j/ol 。需要指出的是，ATP分子既可以水解一個磷酸

4、基 團(tuán)，而形成二磷酸腺苷和磷酸；又可以同時水解兩個磷酸基 團(tuán)，而形成一磷酸腺苷和焦磷酸。后一種水解方式在某些生 物合成中具有特殊意義。 AP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一個磷酸基團(tuán)而酶形成ADP ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基團(tuán)而形成 ATP°板書 ATP A PPPA PP+ 30.5j/olATP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(tuán)， 而形成二磷酸腺苷和磷酸，30.5j/ol 。板書二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化酶1酶2A ppPA PP+ 30.5j/ol補(bǔ)充：講述ATP是活細(xì)胞內(nèi)一種特殊的能量載體，

5、在細(xì)胞 核、線粒體、葉綠體以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中廣泛存在著，并不斷 與ADP相互轉(zhuǎn)化而形成 ATP系統(tǒng)。ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很 少的。但是，ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化卻是十分迅速的。一般地說，ATP在細(xì)胞內(nèi)形成后不到 1in的時間就要發(fā)生轉(zhuǎn)化。這樣累計下來，生物體內(nèi)ATP轉(zhuǎn)化的總量是很大的。 例如，一個成年人在靜止的狀態(tài)下，24h內(nèi)竟有40g的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化；在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達(dá)0.5g/in ?？傊?，在活細(xì)胞中，ATP末端磷酸基團(tuán)的周轉(zhuǎn)是極其迅速的， 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(wěn)定的、動態(tài)平衡的水平。可見，細(xì)胞內(nèi)ATP系統(tǒng)處在動態(tài)平衡之中

6、，這對于構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定的供能環(huán)境具有 十分重要的意義。板書三、ATP的利用吸能反應(yīng)：需要消耗能量，是吸能反應(yīng)。這一反應(yīng)所需 要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。放能反應(yīng)：能夠釋放能量，是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋 放的能量除以熱能形式散失外， 用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)， 儲存在ATP中。講述ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的 能量，用于各項(xiàng)生命活動。這些能量的形式主要有以下 6種。 滲透能細(xì)胞的主動運(yùn)輸是逆濃度梯度進(jìn)行的，物質(zhì)跨 膜移動所做的功消耗了能量，這些能量叫做滲透能。 機(jī)械能細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動都是在做機(jī)械功，所消 耗的就是機(jī)械能。例如，肌細(xì)胞的收縮，草履蟲纖毛的

7、擺動， 精子鞭毛的擺動，有絲分裂期間染色體的運(yùn)動，腺細(xì)胞對分泌物的分泌等 電能大腦的思考神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)， 以及電鰩、電鰻等動物體內(nèi)產(chǎn)生的生物電等，它們所做的電 功消耗的就是電能。 化學(xué)能細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能，如小分子物質(zhì)合成為大分子物質(zhì)時，必須有直接或間接的能量供應(yīng)。另外，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)在分解的開始階段，也需要化學(xué)能來活化，成為 能量較高的物質(zhì)?？梢哉f在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)代謝中，到處都需 要由ATP轉(zhuǎn)化而來的化學(xué)能做功。 光能目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒有完全弄清楚，但是已經(jīng)知道，生物體用于發(fā)光的能量直接來自ATP,如螢火蟲的發(fā)光。 熱能有機(jī)物的氧化分解釋放的能量，一部分用于生成AT

8、P,大部分轉(zhuǎn)化為熱能通過各種途徑向外界環(huán)境散發(fā)，其 中一小部分熱能作用于體溫。通常情況下，熱能的形成往往 是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化和傳遞過程中的副產(chǎn)品。此外，ATP釋放的能量中，一部分能量也能用于動物的體溫的提升和維持。思考與討論學(xué)生思考討論回答，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。有道理。糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩(wěn)定，不 能被細(xì)胞直接利用。這些穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化成ATP分子 中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞直接利用。作業(yè)練習(xí)提示基礎(chǔ)題B。提示：吸能反應(yīng)：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)，需 要消耗能量，是吸能反應(yīng)。這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。放能反應(yīng)：如丙酮酸的氧 化分解，能夠釋放能量，是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋放的能 量除以熱能形式散失外，用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲存在ATP中。在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點(diǎn)： 一是ATP分子中含有的化學(xué)能比較少， 一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP 時釋放的化學(xué)能大約只是一分子葡萄糖的1/94 ；二是ATP分子中所含的是活躍的