"细胞的能量'通货'

摘 要：ATP在细胞代谢的过程中具有非常重要的作用。在能量的流动过程中，ATP像"通货"一样，是一种随时可以利用的化学能。ATP在生物体内含量少，由于与ADP之间的相互转化迅速，保证了细胞代谢的正常进行。

关键词：ATP    ADP    高能磷酸键 直接能源物质

一、教材分析

《细胞的能量“通货”----ATP》是高中生物（新课标人教版）必修1《分子与细胞》第5章《细胞的能量供应和利用》中第2小节的内容。本节内容虽然篇幅不大，但有关内容在后续有关能量变化内容中将多次涉及，所以内容相当重要。本节主要介绍了ATP分子中具有高能磷酸键，ATP和ADP可以相互转化，ATP的利用等三大主要内容，其中ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用是重点内容，ATP和ADP的相互转化既是教学重点也是教学难点。

二、教学目标

1.  知识目标  简述ATP的生理功能和结构简式;理解ATP和ADP的相互转化以及ATP的形成途径。

2.  能力目标   通过萤火虫探究实验的设计和学生阅读分析教材，培养学生的实验设计能力以及阅读分析能力。

3.  情感、态度、价值观方面  让学生在设计探究实验时思考与讨论，培养学生主动参与课堂的学习态度;再通过分析ATP、ADP的动态平衡，树立辩证唯物主义的自然观、生态观，即总能源来自于光能。

三、教学过程

1.实验探究导入新课   学生朗读杜牧的诗句：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”什么物质为萤火虫的发光提供能量呢？糖类，生命活动的主要能源物质还是脂肪，细胞内良好的储能物质呢？课件展示探究实验：用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入ABCD四支试管，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......向A试管加入2ml蒸馏水作为对照;B试管加入2ml葡萄糖;C试管加入2ml脂肪;结果都没有荧光出现。D试管加入2mlATP，结果荧光再次出现。引导学生得出：葡萄糖，脂肪都不是直接能源物质，而ATP才是给萤火虫发光提供能量的直接能源物质。

那ATP是种什么样的物质，它是看不见摸不着的吗？向学生展示ATP的药片和试剂，介绍纯净的ATP，白色粉末状，能溶于水。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。

通过让学生近距离接触ATP，让学生知道ATP是看得见，摸得着的物质，消除学生一提到能量、能源就误认为不是实在物质的想法。ATP究竟有何与之功能相适应的结构特点呢？

2.ATP分子中具有高能磷酸键   课件展示相关问题：ATP的中文名称是什么？ATP的结构简式如何书写？ATP简式中A、P、～分别代表什么？学生阅读教材并思考。课件展示ATP的结构图片，板书中文名称和结构简式，再次强调结构简式中A代表腺苷，P代表磷酸基，～代表特殊的高能磷酸键，将结构式简写成A-P～P～P。一般将水解时，能够释放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能磷酸化合物。ATP在水解时释放的能量是30.54kJ/mol，远远高于高能磷酸化合物水解时释放的能量。

3.ATP和ADP可以相互转化  课件展示资料一：一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;资料二：人体在安静状态时，肌肉内ATP含量约2mg～10mg，只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。细胞中ATP含量很少，但需要量很大，如何解决这一矛盾？细胞中进行ATP的分解同时也存在ATP合成。仔细阅读教材相关内容并结合“ATP与ADP相互转化示意图”得出：ATP水解是远离A的高能磷酸键断裂并伴随能量的释放;ATP的合成又需要能量的参与即合成伴随能量的储存。合成ATP时需要的能量又来自于哪里呢？分析教材中“ADP转化成ATP时所需能量的主要来源”图解，对于绿色植物，首先通过光合作用，将光能储存在ATP中，即得到光能，使ADP形成ATP。对于绿色植物、动物和人等，能通过呼吸作用，将有机物中的能量释放出来，供给ADP形成ATP。归纳总结相互转化的反应式，ATP和ADP在生物体内的含量都很少，但它们之间的相互转化非常迅速，正因为ATP不断地水解与合成，才保证了生命活动的正常进行。

4.ATP的利用  ATP是生物体内直接的能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量。分析教材“ATP的利用举例”图解，并对它进行补充和完善，这样可以加深对ATP是直接能源物质的理解。除ATP的水解和合成以外，细胞内的其他化学反应有些要吸收能量，有些要释放能量。需要吸收能量的反应叫吸能反应，伴随着ATP的水解。要释放能量的反应叫放能反应，伴随着ATP的合成。因为ATP在吸能反应和放能反应之间循环流通，因此形象地把ATP比喻成细胞内能量流通的“通货”。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电能、机械能、光能、热能、渗透能和化学能。

四、教学反思

本节内容从对ATP药丸的介绍入手，引起同学们对ATP的关注，激发学生的求知欲，充分发展学生自主学习的能力。阅读课本，自学ATP结构及其功能。ATP与ADP之间的转化让学生自己去发现探究，知识点更容易被接受。总体以讨论及实验为主，希望能够通过学生的讨论和实验，从学生已有的知识入手，得出有关ATP的知识，接受能量“通货”的说法。