示范教案(细胞的能量“通货”——ATP)

示范教案(细胞的能量“通货”——ATP)（精选5篇）

示范教案(细胞的能量“通货”——ATP) 篇1

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第2节 细胞的能量“通货”——ATP

●从容说课

《细胞的能量“通货”——ATP》主要介绍了ATP分子的组成和结构特点,ATP具有与ADP相互转化的特性,以及ATP在细胞生命活动中的作用等内容。

关于ATP与ADP的相互转化既是本节的重点也是难点。教师可以继续利用前面的比喻，将细胞中的能量通货比作我们日常生活中的零用钱，它会随着每天的花销而减少，因此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充，细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物。在有机物分解时释放出的能量能被用来合成ATP，这个过程通过ATP与ADP的相互转化来实现。教师在介绍这部分内容时可以充分利用教材上的图解，告诉学生ATP水解时，远离腺苷的磷酸键断裂时释放出较多的能量，是一种放能的过程，所以当ADP与磷酸再次结合形成ATP时，必然从周围吸收相同的能量，而且这个过程在细胞中时刻发生，这就是为什么ATP可以作为一种能量的“小票”而在细胞中流通使用的原因。

关于ATP的利用，一是要讲清楚吸能反应和放能反应与ATP的分解和合成的关系，二是要充分利用教材上的图解，让学生在看懂图解的基础上，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图解进行补充和完善。

●三维目标

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5－7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。

●教学重点

1.ATP化学组成的特点及其在能量中的作用。2.ATP与ADP的相互转化。●教学难点

ATP与ADP的相互转化。

●教具准备

1.教师课件。

2.ATP结构式挂图。

●课时安排

1课时

●教学过程 ［课前准备］

思考问题:在人类的生产和生活中是怎样解决能量的“稳定储存”和“灵活利用”这一

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矛盾的？例如,发电厂是如何转化能量的?人们是如何从农产品转化成各种生活用品的? ［情境创设］

1.老师提出问题，学生讨论（1）萤火虫发光需要能量吗？

（2）细胞中的糖类、蛋白质等有机物都储存着大量稳定化学能，生物的生命活动需要能量能直接利用它们吗？

2.教师讲解

从课文中的唐诗中我们知道，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什么物质呢？

［师生互动］

1.ATP分子结构特点

学生阅读课本P88相关内容后，教师讲解：

（1）展示ATP结构式挂图，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A—P～P～P，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。

2.ATP与ADP相互转化

（1）学生阅读课本P88～P89页相关内容，回答问题：ATP与ADP是怎样相互转化的？（2）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）。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP（播放多媒体课件：ATP与ADP相互转化）。

资料显示，正常人每天ATP的转变量几乎接近于体重，但在体内存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在体内总是处于不断转化的动态平衡之中。如下所示：

3.ATP的形成途径

（1）学生阅读课本P89相关内容后，分组讨论：动植物ATP的形成途径有哪些？（2）教师讲解：对于绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自于呼吸作用和光合作用；对于人、高等动物、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP时所需的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。

4.ATP的利用

（1）教师讲解：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。

（2）学生看课本图，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图进行补充和完善。

［教师精讲］

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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。

［评价反馈］

学生做课本练习题、教师检查评讲。［课堂小结］

全称：三磷酸腺苷结构简式：A—P～P～P酶　与ADP相互转化：ADP+Pi+能量　ATP光合作用(绿色植物)形成途径ATP呼吸作用(细胞生物)其他高能化合物的转移(动物)ATP能源物质与新陈代谢的关系氧化分解释放能量肌肉收缩(机械能)神经传导及生物电(电能)合成代谢(化学能)ADP+Pi吸收分泌(渗透能)

CO　+ H O等2　2 ［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。

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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。

2.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。雌虫看到飞舞着的同种雄虫发出的闪光信号后，就会以特定的闪光信号回应。雄虫的每一组闪光信号是由几个节奏组成的，每个节奏都包括闪光的次数、闪光的频率和每次闪光的时间，这些都是雌虫能够识别的。如果雌虫顺利地回应了闪光信号，则雄虫就会前来交尾，以繁衍后代。有的科学家准确分析出某种雄性萤火虫的闪光规律后，用手电筒模拟这种闪光信号，竟然发现同种的雌虫会迎光而来。

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。

●板书设计

第2节

细胞的能量“通货”——ATP 1.ATP分子结构特点

（１）化学组成：腺嘌呤、核糖、磷酸；（２）ATP（三磷酸腺苷），结构简式A—P～P～P，是细胞内的高能磷酸化合物。2.ATP与ADP相互转化

（1）ATP和ADP在体内总是处于不断转化的动态平衡之中。如下式所示：

ADP＋Pi＋能量

ATP（2）ATP和ADP能相互转化的原因 3.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。

4.ATP的利用（1）运输物质；（2）肌肉收缩；（3）合成物质；（4）生物发电；（5）神经活动。

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●习题详解

一、练习（课本P90）

（一）基础题 1.B 2.吸能反应：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，需要消耗能量，是吸能反应。这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应：如丙酮酸的氧化分解，能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，还可用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。

3.在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1／94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。

（二）拓展题

提示：植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“通货”——ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同的起源。

二、问题探讨（课本P88）

1.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。2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。

3.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。

三、思考与讨论（课本P90）

1.1分子葡萄糖所含的能量，约是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP转化为ADP时释放的能量）。

2.有道理。糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。

四、本节聚焦（课本P88）

1.因为能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。因此形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。

2.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）。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。

ATP与ADP在活细胞中一定条件下循环转化。ATP水解时释放出大量能量，不断地为生命活动提供能源补充，保证了新陈代谢的正常进行；由于ATP在细胞内的含量很少，ADP迅速转化形成新的ATP，使ATP含量处于动态平衡之中，从而使ATP不会因能量的不断消耗而枯竭，保证了生命活动能够及时地、不断地得到能量而顺利进行。

3.ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种：

渗透能

细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能来自ATP。

机械能

细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等，都是由ATP提供能量来完成的。

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电能

大脑的思考——神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。电能是由ATP提供的能量转化而成的。

化学能

细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。

光能

目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。

热能

有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物体温的提升和维持。

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示范教案(细胞的能量“通货”——ATP) 篇2

关键词：AYP,相互转化,ADP

学生已经了解组成生物体的各种有机物, 为学生学习ATP是直接能源物质作了铺垫。但由于学生对有机化学知识理解能力有限, 对ATP理解会有一定难度。多媒体辅助教学会使学生更好地掌握本节课的内容。

一、教学目标

(一) 知识目标

通过一课时的多媒体教学课件的教学, 说明ATP与ADP相互转化的过程及意义, 简述ATP的化学组成、结构特点和用途, 同时增强学生的自主学习能力和探究能力。

(二) 能力目标

通过对ATP的讲解和多媒体的运用, 让学生学会分析ATP与ADP的相互转化及其对细胞内供能的意义。

(三) 情感、态度与价值观

ATP是可以通过呼吸作用合成的, 它是一个生命体生命活动能量的直接来源, 虽然它本身在体内含量并不高。人体预存的ATP能量只能维持15秒, 跑完一百公尺后就全部用完, 不足的会通过呼吸作用等继续合成。

通过了解和分析体内ATP的价值和作用, 加强学生学习的兴趣, 激发他们的探索欲望。

二、教学重点和难点

重点是教会学生了解ATP化学的组成、结构特点。

难点是了解和掌握ATP与ADP的相互转化过程。

三、教学过程

教师应针对教学内容对旧知识进行回顾, 然后引入新课, 课前先提出问题:食物中有哪些营养物质?食物中的哪些物质可以提供能量?

学生回答:食物中含有糖类 (碳水化合物) 、脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素等六类营养物质。

这些营养物质能否直接为生物体的各项生命活动提供能量呢?

这样的师生交流可以调动学生的积极性创设教学情境, 激发学生的学习兴趣。

(一) ATP分子中具有高能磷酸键

糖类是细胞中的主要能源物质, 脂肪是生物体内重要的储能物质, 但这些能量都不能直接被生物利用, 就好比煤炭中的能量不能带动电器是一样的。能量必须转化才能直接为细胞的生命活动提供能量。这种物质就是细胞中能量流通的“货币”。

布置任务让学生阅读教材, 思考下列问题:

(1) ATP的中文名称是什么?

(2) ATP分子的结构简式怎样书写?学生做出相应回答, 并举例说明“通货”———ATP。能正确写出ATP分子的结构简式并说出各符号的含义。

(3) ATP如果断裂成一个高能磷酸键形成的化合物是什么?断裂两个高能磷酸键形成的化合物又是什么? (结合学过的核酸结构)

教师总结:ATP中“A”表示腺苷, “P”表示磷酸基团, “~”表示高能磷酸键。如果断裂两个高能磷酸键形成的化合物就是AMP, 也就是腺嘌呤核糖核苷酸。ATP是一种小分子类化合物, 其组成元素有C、H、O、N、P。

(二) ATP和ADP可以相互转化

【资料分析】如果一个人不吃不喝, 大约至少能活3天。那么人体如果没有ATP的合成, 又能活多长时间?

【数据】氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药, 人中毒后在3~6分钟就会死亡。一个正常人体内ATP和ADP的总量是很少的, 基本保持一定, 约2mg~6mg, 但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg。根据资料数据与你的体重相比, 能得出什么结论?[1]

对比发现ATP在生物体内的含量是极少, 而需求量却非常大, 那么细胞中这么少的ATP如何保证细胞中持续的能量供应呢?所以在生物体内要不断地发生着ATP的合成过程, 引导学生自主探究:ATP与ADP是如何相互转化的?通过多媒体进行展示: (1) ATP是如何水解释放能量的; (2) ADP转化成ATP的过程; (3) ATP与ADP相互转化的特点; (4) ATP与ADP相互转化的意义; (5) 在ADP转化成ATP的过程中, 所需要的能量从哪里来。

引导学生层层推进、逐步深入地思考, 同时利用情景图解等调动学生的积极性, 加强学生对ATP与ADP相互转化的特点和意义的理解, 分组讨论回答问题。

ATP水解时要断裂远离腺苷的高能磷酸键, 释放出的能量用于生物体的各项生命活动。合成ATP时ADP和Pi利用光能或葡萄糖中化学能将能量转化为ATP中远离腺苷的高能磷酸键中活跃的化学能。在生物体内不断地发生着ATP与ADP的相关转化以满足生物体对能量的需求。

(三) ATP的利用和应用

教师首先提出疑问:ATP水解释放的能量可以用于哪些生命活动呢?

利用图解引导学生分析ATP水解释放的能量的用途。理解吸能反应、放能反应与ATP水解和合成的联系。结合本节课所学习的内容, 谈一谈ATP在生产生活中的应用。

探究为生命活动直接提供能量的物质是ATP还是葡萄糖?结合教材图解, 积极思考, 主动相互讨论交流, 得出结论。

模拟科学家的实验设计一个简单的实验:探究生命活动所需的直接能源物质。

材料用具:肌肉 (蛙的腓肠肌) 、铜锌叉 (间歇性刺激肌肉, 肌肉可收缩) 、葡萄糖溶液、ATP溶液、脂肪溶液。

ATP是生物体内绝大多数生命活动的直接能源。现在已研究出ATP类药物可用于的有因组织损伤后细胞酶减退所引起的疾病, 如心力衰竭、心肌炎、心肌梗死、冠心病、脑动脉硬化、脑卒中后遗症、阵发性室上性心动过速等。

ATP在生命活动中有着重要作用, 现代许多学者着重研究ATP在医学及生理学中的作用。有学者研究ATP参与细胞能量代谢、细胞内处信号转导、细胞结构维持、DNA和RNA合成等。在中医针刺信号传导过程中, ATP可影响针刺效应, 针刺可改变ATP、ATP酶在相关靶器官或中枢系统的含量。[2]

四、通过对ATP的学习和拓展练习达到的教学意图

通过学生的认真观察和强化练习, 加强他们对ATP的理解, 并学会利用图解直观展现ATP与ADP的相互转化过程。通过学生小组间的讨论和小组成员间的认真思考, 让学生尝试表达自己的想法积极参与、各抒己见、活跃思维, 使其主动参与到课堂教学中, 培养学生合作探究的能力, 培养学生归纳总结的能力, 体验生物学原理在生活实践中的价值, 培养学生应用生物学原理以及分析和解决实际问题的能力。

ATP的研究还在进行着, 它与我们生活息息相关, 参与生物体内的多种代谢活动。生物的很多特性都与ATP有关密不可分的关系。希望我们对于ATP的研究能更进一步。

参考文献

[1]李永恒.教学心得与反思[EB/OL].http://www.sdwzzj.cn/thread-42956-1-1.html.

细胞的能量“通货”—ATP 篇3

例1 下列关于ATP的叙述中，正确的是（ ）

A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物

B．三磷酸腺苷可简写为A—P—P～P

C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中

D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中

解析 ATP（三磷酸腺苷）分子是细胞内的一种高能磷酸化合物，ATP的结构简式可表示为：A—P～P～P，其中的“A”代表腺苷（腺嘌呤核苷），“T”表示3，“P”表示磷酸基，其中P与P之间的高能磷酸键储存着大量的能量。所以ATP也称为三磷酸腺苷。“～”表示高能磷酸键，“—”表示普通磷酸键。

ATP的结构式：

[P] [腺苷][核糖][腺嘌呤] [高能磷酸键] [P] [P] [～][～]

答案 D

例2 在下列4种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义相同的是（ ）

[核糖][①②③④] [A-P][~P~P] [A] [A][T G C][A] [A]

A．①和②B．①和③

C．③和④ D．②和④

解析 ①代表腺嘌呤核糖核苷酸，②和④都代表腺嘌呤，③表示腺嘌呤脱氧核苷酸。ATP各组分相互关系如下：

[核糖][磷酸][腺嘌呤][腺嘌呤核苷][腺嘌呤核糖

核苷酸（AMP）][ADP][ATP] [A] [A] [A] [A] [A]

答案 D

例3 如果一个ATP脱去两个磷酸基，就变成了（ ）

A．腺嘌呤核糖核苷酸 B．ADP

C．腺嘌呤脱氧核苷酸 D．RNA

解析 从ATP的分子结构式可知，当脱去两个磷酸基后，剩下的部分是由一分子的腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成，称为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成核酸的基本单位之一。

答案 A

二、ATP和ADP的相互转化

ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存，因此与生物体的新陈代谢密切相关，可用下式表示两者的转化关系：

[ATP ADP+Pi（磷酸）+能量][酶] [酶]

例4 对转换式ATP ⇌ADP+Pi+能量的说法正确的是（ ）

A．能量是可逆的

B．物质和能量都是可逆的

C．物质是可逆的，能量不可逆

D．两者均是不可逆的

解析 ADP和Pi是合成ATP的原料，也是ATP分解的产物，故从转换式中的物质来看，整个过程是可逆的。而从能量方面来分析，ATP合成所需要的能量主要来自生物体呼吸作用所释放来的一部分能量，绿色植物还可来自叶绿体色素吸收的太阳能；而ATP分解，由高能磷酸键断裂释放出的能量用于各项生命活动，如物质吸收和合成、细胞分裂、动物肌肉收缩、化为生物电能等，这些能量最终以热能的形式耗散，生物体无法加以利用。

答案 C

例5 下列有关ATP分子特点叙述中，不正确的是（ ）

A．在细胞内含量是很少的

B．转化是十分迅速的

C．含量是稳定不变的

D．是细胞内的“能量货币”

解析 根据生命活动的需要，活细胞内时刻进行着ATP与ADP的相互转化。同时也就伴随着能量的储存与释放，可以把ATP形象地比喻成细胞内流通着的“能量货币”，生物体的生命活动才能及时得到能量供应，新陈代谢才能顺利地进行。ATP虽然在细胞内普遍存在，但数量不大，它可以通过“ADP+Pi+能量”及时得到补充。

答案 C

例6 在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是（ ）

①ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离

②32P标记的ATP是新合成的

③ATP是细胞内的直接能源物质

④该过程中ATP既有合成又有分解

A．①②③④ B．①②③

C．①②④ D．②③④

解析 32P在ATP中出现，但ATP含量变化不大，说明ATP既有合成也有分解（两过程处于动态平衡）。因放射性出现在ATP的末端磷酸基团中，说明该磷酸基团容易脱离，否则就不会有放射性出现。

答案 C

根据化学中可逆反应的特点，即正逆反应都能在同一条件下进行，那么ATP与ADP间的转化合成反应是否属于真正意义上的可逆反应？

（1）从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同；

（2）从能量上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能；而合成ATP的能量主要有化学能和太阳光能。因此能量的来源是不同的；

（3）从ATP合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多。因此其合成与分解的场所不尽相同，很显然上述反应并不是同时进行的。

综上所述，ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应，但物质是可循环利用的。

三、ATP的利用和再生

例7 在活细胞中，ATP与ADP的转化过程永不停息地进行着，请分析图示，回答下列有关问题。

[E1][E2][Pi][Pi][ADP][ATP][A1][A2][①②]

（1）在绿色植物叶肉细胞内，与①相应的生理活动主要是在细胞内的 、 中进行的。

（2）A1和A2分别起什么作用？二者相同吗？

（3）①中能量E1的来源对植物细胞有哪些？对动物细胞来说有哪些？②中的能量E2的去向有哪些？

解析 ATP的水解和合成分别由水解酶和合成酶催化。植物叶肉细胞产生ATP的部位主要有线粒体、叶绿体。在光合作用的光反应阶段和细胞呼吸的过程中ADP转化为ATP，所需的能量分别来自色素吸收转化的光能和糖类等有机物分解释放的能量。ATP水解后，能量转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动，主要有化学能、机械能、电能等。

答案 （1）线粒体 叶绿体

（2）A1起催化作用，催化ATP的合成，是合成酶；A2也起催化作用，催化ATP的水解，是水解酶，二者不相同。

（3）植物细胞中E1来自于色素吸收转化的光能和糖类等有机物分解释放的能量，动物细胞中E1来自于细胞呼吸中糖类等有机物分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。E2的去向是转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动，主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。

例8 为生命活动直接提供能量的是（ ）

A．糖类等有机物的分解

B．ATP的水解

C．ADP转变为ATP的过程

D．氢和氧结合产生的能量

解析 新陈代谢需要能量的供应，这个能量并不是指储存在细胞里的能源物质糖类、脂类等，而是这些物质所储存的能量在酶的催化下氧化分解被释放出来后再用以合成ATP。

ATP主要为肌肉收缩、神经传导、生物电、合成和分泌、主动运输、胞吐和胞吞、暗反应中C3的还原等生命活动提供能量。细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的，即ATP中的能量可转化为多种形式的能量，包括渗透能、机械能、电能、化学能、光能、热能。

答案 B

例9 下列生理过程中，不需要消耗ATP的是（ ）

A．核糖体上合成血红蛋白

B．在肺泡表面进行气体交换

C．小肠吸收氨基酸

D．神经冲动在神经中枢传导

解析 ATP是生物体的“能量货币”，能源物质（如糖类）氧化分解所释放的能量必须转移到ATP才能被各项生命活动所利用。新物质的合成（如合成蛋白质）、许多营养物质的吸收（如小肠吸收氨基酸、神经传导等生理过程均需消耗ATP。而肺泡内的气体交换是通过自由扩散方式进行的，此过程不需要消耗ATP。

在细胞内的化学反应中，吸能反应（耗能反应）一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间循环流通。

答案 B

【练习】

1．判断对错：

（1）蓝藻细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP（ ）

（2）小麦根尖成熟区细胞能产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质（ ）

（3）在ATP与ADP相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用（ ）

（4）在有氧和无氧的条件下，活细胞的细胞质基质中都能形成ATP（ ）

（5）ATP与ADP相互转化，使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行（ ）

2．在叶绿体中，[H]和ADP的运动方向是（ ）

A．[H]和ADP同时由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动

B．[H]和ADP 同时由叶绿体基质向类囊体的薄膜运动

C．[H]由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，ADP的运动方向正好相反

D．ADP 由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，[H]的运动方向正好相反

3．下列关于人体内ATP的叙述中，错误的是（ ）

A．ATP有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用

B．在线粒体中大量产生ATP时，一定伴随着氧气的消耗

C．在生命活动旺盛的细胞中，线粒体和ATP的含量都较多

D．细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的

4．细胞中不存在ADP的场所包括（ ）

A．线粒体基质 B．细胞质基质

C．叶绿体外膜 D．细胞核内容物

5．下列有关植物细胞中ATP的叙述中，正确的是（ ）

A．能产生ATP的细胞器只有线粒体

B．ATP在细胞中含量很多才能满足生命活动的顺利进行

C．ATP与ADP的相互转化是可逆反应

D．远离腺苷的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能

6．生物体内不产生ATP的过程是（ ）

A．光反应 B．暗反应

C．有氧呼吸 D．无氧呼吸

7．下列过程能使ADP含量增加的是（ ）

A．消化道内蛋白质的消化

B．线粒体内的[H]与O2结合

C．水在光下分解

D．细胞分裂时纺锤丝的收缩

8．光能转化成骨骼肌细胞内ATP中的能量，需经过的主要生理过程依次是（ ）

①光合作用 ②细胞呼吸 ③消化吸收 ④主动运输

A．①③④② B．①②③④

C．②①④③ D．④①③②

【参考答案】

1．（1）× （2）􀳫 （3）× （4）􀳫 （5）×

示范教案(细胞的能量“通货”——ATP) 篇4

【教学目标】 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。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“通货”的原因。

(2)通过分析，比较在生物体的生命活动中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代谢的规律。

情感，态度和价值观;(1)激发学生的学习兴趣并渗透热爱自然和生命的情感教育。

(2)通过对教材中图5—7进行补充和完善，以调动学生学习的积极性，培养主动参与的学习态度以及用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的能力。

【教学重点】ATP的分子简式及其结构特点、ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、ATP的形成途径、ATP是新陈代谢的直接能源，能理解ATP作为“能量通用货币”的含义

【教学难点】ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、理解ATP作为“能量通用货币”的含义 【课时安排】1课时

【教学手段】板图、挂图、多媒体课件 【教学过程】

1、引言

从细胞中能量利用存在的矛盾入手，设计相关的问题串引入ATP这一高能化合物。（1）“细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？” 线粒体的有氧呼吸作用氧化分解有机物释放能量（2）“细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？”

细胞分裂、细胞核中DNA的复制、核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输、高尔基体合成分泌等需要能量

（3）“细胞内产能与用能很明显地存在着空间上的隔离，细胞是怎样解决这一矛盾的呢?”

（4）“细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解决这一矛盾的呢？”

这样就可自然地引入ATP这种储能少、不稳定、可为所有生理活动供能的高能化合物。

2、ATP的分子简式及其结构特点

在引导学生讨论ATP的分子结构简式及其特点时，可从ATP的英文名称中的三个字母含义、中文名称、ATP是高能化合物等方面入手，使学生易于理解ATP的结构特点及其生理作用。

需要向学生解释清楚高能化合物的概念，即高能磷酸键水解过程中，释放的能量是一般的共价键的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸时，释放出的能量约30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol。这种键称为高能键，常以“~”符号表示。含有高能键的化合物统称为高能化合物。

然后让学生自己分析ATP的结构简式的含义，如ATP中两个磷酸基团之间（P和P之间用“~“表示）的化学键是高能磷酸键。

细胞内释放能量的反应，如呼吸作用常会伴随ADP转变成ATP；而耗能的反应，如蛋白质的合成等，需要用ATP水解成ADP再将能量释放出来，以推动需能代谢反应的进行。

ATP和ADP在体内总是处于不停地转化中，且处于动态平衡之中。

3、ATP和ADP之间的相互转变及其意义

在引导学生讨论ATP和ADP之间的相互转变时，需强调细胞内ATP的含量是相对稳定的；ATP在细胞内的含量是极少的，细胞内的糖类、脂类等能源物质不能被细胞直接利用，ATP的水解后释放的能量才是细胞内各种生命活动的直接能量来源，呼吸作用分解有机物释放能量不能为生物体直接利用，只有这些能量转移给ATP，且ATP水解后释放的能量才可被细胞利用。最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的，ATP是生物体的直接能源，是细胞能量代谢的“通用货币”。

4、在讨论了ATP和ADP之间相互转变及其意义后，在小结ATP在细胞内能量的转换、运输、利用中的关键作用时，可结合本节所讲的内容，提一些与ATP有关的综合性问题供学生讨论，让学生在讨论中加深对ATP这一生物体直接能源物质的理解。

比如，可以讨论下面几个问题：

（1）众多能源物质中，ATP这种绝对含量极少的物质为什么成为直接能源？

葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，这些都可作为生物体的能源物质，但生物体不能利用这些能源物质中的能量，这些物质中储存的能量必须要转移给ATP中。生物体直接从ATP中获得生命活动所需的各种形式的能量，如ATP可转化为机械能、电能、渗透能、化学能、光能和热量等。

（2）为什么ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质，成为生物的直接能源呢？

我们来看看葡萄糖和ATP分子中储存能量的差异就明白了。ATP末端磷酸基团水解时，释放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解时释放20.92 kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可见ATP是高能化合物，而且其能量与某些高能化合物（如磷酸肌酸）相比，要低一些，因此磷酸肌酸中的能量可在不需额外供能的情况下转移给ATP。而葡萄糖分子彻底氧化为二氧化碳和水后，释放出2870kJ/mol的能量。结果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在银行里的钱，而储存在ATP分子中的能量则像“零钱”，它更容易在细胞中被使用，因此还有的说ATP是能量的“通用货币”就是这个道理。

（3）ATP对生命的维持是极其重要的，试想：当产生ATP的过程停止时，会发生什么？

举一个例子，学生可能知道氰化物可以在非常短的时间内使人死亡，其毒理就是阻挡ATP的形成。当人体ATP合成受阻后，机体没有ATP，神经细胞和其他细胞中的细胞活动就不能继续，人在3-6分钟内就会失去知觉。

（4）还有一个问题值得一提，就是ATP在生物体中的绝对含量是极小的，但生物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着ATP，但在正常情况下，生物体内的ATP量可满足机体的要求，奥妙何在呢？

生物体可把其它能源物质的能量高速地转移给ATP，以补充ATP的消耗，即ATP—ADP循环速度是很快的。

示范教案(细胞的能量“通货”——ATP) 篇5

【】鉴于大家对查字典生物网十分关注，小编在此为大家搜集整理了此文高三生物教案：ATP的来源细胞呼吸，供大家参考!本文题目：高三生物教案：ATP的来源细胞呼吸 《ATP的来源细胞呼吸》

一、教学设计(一)教学思想

本节课的设计紧贴课程标准强调的宗旨：培养学生的科学素养;结合探究实验，使得学生对知识的认识从感性过渡到理性;充分发挥学生的自主性学习，通过自主学习完成对知识的初步认识和理解，充分体现了学生在课堂中的主体地位;充分发挥教师的主导作用，通过教师的重点指引和难点突破，帮助学生完成从对知识的初步认识和理解升华到对知识的综合理解和应用，从而真正转化为能力和素养。由于本节课的知识侧重在理解水平，所以在课堂练习的选择上也应侧重于知识的应用，另外结合问题探究发展教学模式，在选题上应同时侧重知识的发展和学生的发展。(二)学情分析

虽然这一届高二的学生在初中使用的是人教版的旧教材，初三和高一又没有接触到生物学，在本节课的生物学知识支撑上比较薄弱，不过对于生物学也有一定的了解，加上我所教的这个班的学生对学习生物学有着浓厚的兴趣，所以能够组织学生在学习过程中开展自主探究。

在前年就开始推行问题探究发展的教学模式，高二的学生对于这种模式十分熟悉，具备施行问题探究发展教学模式的基础。该模式在本节课的教学上具备很强的可操作性。本节课主要从一个探究实验入手，通过分析探究实验，了解细胞呼吸的类型和产物，让学生有一个初步的感性认识，然后上升到一个理性认识，符合学生的认知规律。

本课时强调对于知识的理解和应用，由于我校学生大多是农村孩子，对于农业生产的田间管理有着一定的感性认识，所以本节课的知识点能紧密结合学生的自身体验和熟知的社会生活(诸如人体高强度运动后的肌肉酸痛、甜酒的酿制等)，从而能够通过创设学生熟悉的情景来激发学生学习的积极性和探究问题的主动性。(三)教材分析

本节课的知识具有一定的独立性。本节课的重点有4个： 1.关于酵母菌细胞呼吸方式的探究实验。2.细胞有氧呼吸和无氧呼吸的过程。3.细胞有氧呼吸和无氧呼吸的联系和区别。4.细胞呼吸原理的应用。

其中对酵母菌细胞呼吸方式的探究，要学生感性了解不同呼吸类型的条件和产物，并熟知对比实验在科学探究中的作用和设置条件。知识结构：(四)教学目标 1.知识目标。

①通过自主学习理解细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程。②通过比较和讨论理解细胞有氧呼吸和无氧呼吸的异同和联系。

③通过综合分析，学会应用细胞呼吸的原理。2.能力目标。

①通过自主学习，培养学生的自学能力和分析、归纳、总结的能力。

②通过合作探究培养学生对信息的获取、判断和利用能力。③通过评价，培养学生的语言表述能力和评价能力。④通过课堂练习，培养学生对于知识的应用能力、发散能力和迁移能力。3.情感目标。

①通过对知识的学习，调动学生学习生物学的主动性。②通过对知识的学习，增强学生对于自身的了解和对社会问题的关注。(五)教学方法

目标教学;自主性学习;合作探究;评价学习。(六)课前准备 两组探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置(其中一组为演示组，另一组为实验课上的学生的装置)。(七)教学流程

二、教学反思

遵照上述教学设计，我实施了这节课的教学活动，并取得了成功。主要表现为：课堂气氛活跃，学生的自主探究和合作探究都很深入，学生之间的互动评价学习得到充分的发展，学生的主体地位得到充分体现，但在教学的实施过程中也发现了存在的问题和一些应该注意的地方，如果能够做好这些，课堂教学的效果会有进一步的提高。(一)指导思想明确

强调学生的自主学习，充分发挥学生的主体作用。教师的主要任务就是帮助学生完成从对知识的初步理解深化到综合理解和应用上，把知识转化为能力，真正地发挥主导作用，这样就保证了课堂是学生的，学习是高效的，发展是实际的。(二)课前准备充分，对教材、学生、教法和学法的分析客观实际

这一点是保证课堂教学得以顺利、高效实施的前提，正是正确分析了学生的学习状况、知识储备、能力储备，才能适当地进行分析探究和自主性学习。(三)合理的教学模式和教学策略

本节课使用的教学模式是目标教学问题探究发展教学以及自主性学习相结合的教学模式，是对多种模式的取长补短，优势在于课堂活动的连续性和递进性。

一开始的展示课堂教学目标是让学生从大体上了解本节课的范围和内容。

引导性问题不要求探讨些什么，其主要目的是为了引起学生的注意和激发学生的兴趣。

这节课具备分析探究实验的任务，作用就是为了让学生从感性认识过渡到理性认识。

展示自主性学习的任务和要求是一个关键性的问题，主要是限定学生自主性学习的范围、要求和任务，避免学生的自主性学习出现盲目性，是保证自主性学习取得实效的措施。学生进行自主性学习是课堂结构的主要部分，它主要是充分体现学生的主体地位和培养学生的自学能力、获取信息和理解归纳的能力。

基础知识的回顾是教师为了检查学生自主性学习的效果而设立的，在本节课中我借助了其他课程资源上的知识网络组织基础自测题。

在学生对知识有了一定的了解和掌握之后，通过教师的引导、提高和发展，帮助学生完成从对知识的了解深化到对知识的综合理解和应用，转化成能力;最后设置的课堂练习就是为了反馈前一环节(教师引导、提高和发展)的效果而布置的。所以从整体上说，这种教学模式具备整体上的完整性和课堂教学活动的连续性、递进性。

(四)恰当合理选取、精析经典例题，课堂、课外作业互补 在本节课的教学中我只选用了一个例题(见附录)进行评析，这个例题是关于酿制甜米酒的，农村的孩子大多数熟知这个过程，这样一来不仅能够极大地引起他们探讨的兴趣，而且能够使得他们的知识学以致用，真正地为科学素养的培养服务。当然也并不是说这个题目就涵盖了本节课的所有知识点，所以在布置课堂作业的时候，我注意了知识点的互补性。虽然说课堂教学的实施比较成功，但是也存在一些地方需要进行改进，主要体现在：

1.探究实验的分析最好能在这个课时之前就完成，如果留在这个课时内完成，会使课堂时间紧迫。所以到我布置作业的时候，已经下课了。

2.学生的自主性学习最好能分段实施，避免枯燥乏味，否则容易降低学生学习的热情。附录：(例题)阅读下面关于甜米酒的酿制过程，回答问题： 步骤(1)：将糯米煮熟;步骤(2)：用开水浇烫小口容器罐的内部后，留作酿制容器;步骤(3)：将煮熟的糯米和适量的酒粬(酵母菌)混匀后，放入酿制容器;步骤(4)：密封容器。问题：