有关ATP教学疑难问题的分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/8b15127639.html,

有关ATP教学疑难问题的分析

作者：赵晓刚

来源：《中学生物学》2016年第02期

ATP，名称腺苷三磷酸，由1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团组成（图1）。连接两

个磷酸基团之间的磷酸键不太稳定，水解时释放的能量比连接在糖分子上的磷酸键多，称为高能磷酸键。ATP是细胞中各项生命活动所需能量的直接来源，是细胞中的“能量通货”。

在教学和备考过程中，学生围绕着ATP结构、产生过程以及在RNA和DNA合成过程中起的作用，提出了许多值得教师思考的问题：

（1）在有氧呼吸的3个阶段中，产生ATP的原理一样吗？光合作用产生ATP的原理呢？

（2）依据ATP的结构，UTP、CTP、GTP是不是直接能源物质，为何教材中只强调ATP 是直接能源物质？

（3） DNA复制需要能量，是ATP供能吗？

学生能够提出上述问题，反映出他们具有良好的科学思维品质。教师帮助学生妥善地解决这些教学疑难问题，有益于培养学生获取新知识和信息处理能力、探究学习和批判性思考能力等。因此，在教学中，教师切忌以内容超越考纲而一言以蔽之。

1 ATP合成原理

高中教材对有氧呼吸的3个阶段进行了简化：第一阶段糖酵解，1分子葡萄糖在细胞质基质中分解为2分子丙酮酸，产生了少量ATP和少量[H]；第二阶段三羧酸循环，丙酮酸在线粒体基质中脱去CO2，产生少量ATP和大量[H]；第三阶段电子传递和氧化磷酸化，前两个阶段产生的[H]和O2反应产生H2O，同时产生大量ATP。

学生在学习过程中指出，第三阶段发生在线粒体内膜上，内膜上存在电子传递链，[H]中势能高的电子沿电子传递链传递过程中能量降低导致ATP合成。而第一、二阶段在基质进行，无膜结构，ATP是如何合成的呢，它们的原理一致吗？

实质上有氧呼吸ATP的合成包括氧化磷酸化和底物磷酸化两种方式。

有氧呼吸第三阶段中ATP合成原理为氧化磷酸化。代谢物失去电子或脱氧，电子沿电子传递体传递过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP过程，是ATP生成的主要方式。此ATP

的合成机制最有说服力的是1961年由Peter.Mitchell提出的“化学渗透”原理，他提出电子传递释放的自由能储存在由质子泵建立起的跨线粒体内膜电化学H+梯度中，此梯度的电化学势被