师：同学们，今天我们一起来学习高一人教版生物学必修一第五章第二节——细胞的能量货币ATP。我想先跟大家分享教材问题探讨中的一首唐诗，杜牧的《秋夕》：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”这首诗描绘了秋天夜晚的美景。老师考考大家，知道流萤是什么吗？
生：萤火虫。
师：没错，流萤就是萤火虫。我们都知道，萤火虫在夜晚尾部会发光。接下来，我们思考几个有关萤火虫发光的问题。第一，萤火虫发光的生物学意义是什么？
生：萤火虫发光可以相互传递信号，以便繁殖后代。
师：非常好。第二，萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
生：萤火虫腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。
师：完全正确。第三，在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
生：有，一些有机物中储存的化学能，转变为光能时，萤火虫才能发光。
师：很棒。那么，什么物质能够为萤火虫发光提供能量呢？我们来复习一下之前学过的相关知识。什么是细胞内主要的能源物质？
生：糖类。
师：什么是细胞内良好的储能物质？
生：脂肪。
师：什么是生物体内的能源物质呢？
生：糖类、脂肪和蛋白质。
师：针对“什么物质直接为萤火虫发光提供能量”这个问题，科学家做了这样一个探究实验。实验材料有：40份萤火虫发光器割下的粉末、若干试管、蒸馏水、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液。我们先将萤火虫发光器研磨的粉末分成四等份，分别加入a、b、c、d四支试管，再加入少量水混合，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。然后往4支试管里分别加入两毫升蒸馏水、两毫升葡萄糖溶液、两毫升脂肪溶液和两毫升ATP溶液，并把4支试管放在暗处观察，会发现什么现象呢？
生：a、b、c三支试管均无荧光出现，只有加入ATP溶液的试管才有荧光出现。
师：由此我们得到结论，虽然细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是它们储存的能量均不能直接被生物体所利用，而直接给细胞生命活动提供能量的是另外一种有机物——ATP。接下来我们学习课本第一个小标题的内容，ATP是一种高能磷酸化合物。
ATP的结构式如屏幕所示，它的中文名称是腺苷三磷酸。最左侧是我们之前学过的含氮碱基腺嘌呤，中间五边形的化合物是核糖。右边的结构称为磷酸基团，一共有三个磷酸基团。1分子的腺嘌呤与1分子的核糖共同构成1分子的腺苷，1分子的腺苷与三分子的磷酸基团构成了腺苷三磷酸，也就是ATP。ATP的组成元素有碳、氢、氧、氮、磷。它的结构简式可以写成A - P～P～P 。这里A代表腺苷，P代表磷酸基团，横线代表普通化学键，波浪线代表一种特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团有一种要离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解的时候，脱离下来的末端磷酸基团就会携着能量与其他的分子结合，从而使后者发生变化。
我们已经通过ATP的结构理解了它是一种磷酸化合物，那么怎么理解ATP是高能磷酸化合物呢？我们来看一则资料，一般水解时能够释放20.92千焦每摩尔能量的化合物都叫做高能化合物。1摩尔ATP在水解时释放的能量多达30.54千焦，所以ATP是高能磷酸化合物。前面讲过，在ATP当中远离腺苷的特殊化学键容易断裂，从而使最远的磷酸基团脱离下来。那么接下来我们学习ATP水解与合成的相关知识。ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物ADP，也就是腺苷二磷酸。脱离下来的磷酸基团如果没有转移给其他分子，就会成为游离的磷酸基团，用Pi表示。与此同时，储存在特殊化学键里面的能量也被释放了。在另外一些酶的催化作用下，ADP也可以接受能量，同时与游离的磷酸基团结合重新形成ATP。
我们通过三则资料来理解ATP与ADP的相互转化。资料一，一个正常成年人在安静状态下24小时会消耗40千克的ATP，在剧烈运动时每分钟消耗的能量约为0.5千克的ATP分解所释放的能量。由此能得到什么结论呢？
生：人体对ATP的需求很大。
师：很好。再看第二则资料，正常休息状态下，成年人所有细胞内ATP和ADP的总量仅为2.0×10?? 至1.0×10?? 千克，5千克ATP仅能维持肌肉收缩1到2秒，由此又能得到什么结论？
生：体内ATP的含量很少。
师：没错。由上述两则资料，我们可以知道人体对ATP的需求很大，但是体内ATP的含量却很少，这是为什么呢？我们来看第三则资料，用磷32标记的磷酸加入细胞培养液当中，短时间内快速分离出ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端的磷酸基团却已经带有放射性的标记了。由此我们可以得到什么结论？
生：ATP与ADP的相互转化速率快，时刻不停地发生，并且处于动态平衡。
师：非常正确。ATP与ADP相互转换的能量供应机制在所有的生物细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。那么在ADP转换成ATP的过程当中所需要的能量从哪里来呢？
生：对于绿色植物来说，既可以来自光能，也可以来自呼吸作用所释放的能量；而对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自细胞进行呼吸作用时有机物所释放的能量。