atp的教案（精选8篇）
【教学目标】
知识目标
简述ATP的化学组成和特点；写出ATP的分子简式。能力目标
解释ATP在能量代谢中的作用。德育目标
通过宏观现象理解微观现象，建立学生的抽象思维。
【教学重点】
ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用，ATP与ADP的相互转化。
【教学难点】
ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用，ATP与ADP的相互转化。
【课时安排】1课时 【教学过程】
〖引入〗生命活动需要能量，这些能量来自哪里呢？学生在前面的学习中了解到生命活动需要的能量来自细胞中的有机物。可以让学生想一想，燃烧一匙葡萄糖，能观察到什么现象？燃烧葡萄糖可以观察到放出的热和光，说明葡萄糖中蕴含着能量。但是细胞内的各种化学反应均需要温和的条件，那么细胞中的能量以什么形式释放出来？又是如何被利用的呢？
〖问题探讨〗学生思考讨论回答，教师提示。〖提示〗见P89。
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。
〖问题〗以“本节聚焦”再次引起学生的思考，注意。
一、ATP分子中具有高能磷酸键
指导学生阅读教材P88页，通过提问的方式指导学生学习ATP的结构特点。问题：ATP的结构简式及其特点。讨论：学生讨论。
总结：ATP中文名称：三磷酸腺苷 结构简式：A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸，～代表高能磷酸键 特点：（1）ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键，高能磷酸键储存了大量的能量。（2）ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，远离A的高能磷酸键易水解，释放大量的能量。
二、ATP和ADP可以相互转化
问题：如何理解ATP与ADP的相互转化关系。讨论：学生讨论。
总结：
1、ATP水解释放能量
(1)反应式：A—P～P～P →A—P～P ＋ Pi ＋ 能量
（2）能量来源：远离A的高能磷酸键易水解，释放大量的能量（3）酶：ATP水解酶
2、ATP合成储存能量
(1)反应式：A—P～P ＋ Pi ＋ 能量→A—P～P～P（2）能量来源：光合作用和呼吸作用（3）酶：ATP合成酶
3、ATP与ADP的相互转化的意义
ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在着，ATP在细胞内的含量是很少的。ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗与再生的速度是相对平衡的，ATP的含量因而维持在一个相对稳定的、动态平衡的水平。可见，细胞内ATP系统处在动态平衡之中，这对于构成细胞内稳定的供能环境具有十分重要的意义。
三、ATP的利用
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。①细胞的主动运输 ②肌细胞的收缩 ③电能大脑的思考
④化学能细胞内物质的合成需要化学能。
⑤光能，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。〖思考与讨论〗学生思考讨论回答，教师提示。〖提示〗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。
【板书设计】
一、ATP分子中具有高能磷酸键 ATP（三磷酸腺苷）：A—P～P～P 结构特点： “一二三”（一个A，两个高能磷酸键，三个磷酸）
二、ATP与ADP可以相互转化
A—P～P～P →A—P～P ＋ Pi ＋ 能量（ATP水解酶）A—P～P ＋ Pi ＋ 能量→A—P～P～P（ATP合成酶）
三、ATP的利用
ATP水解为ADP时释放能量
ADP转化为ATP的反应，储存能量
【课堂总结及布置作业】
“细胞的能量‘通货’──ATP”这一课是在人教版《高中生物必修一》第五章第2节, 这部分内容是第五章的重点内容之一。学生在第四章学习主动运输时, 初步了解ATP是生命的直接能源物质, 为学习ATP的具体内容打下伏笔。这节着重介绍ATP的结构特点和ATP与ADP的相互转化的过程, 说明ATP在所有生物的代谢中的重要地位, 并且也为后续学习光合作用、呼吸作用做铺垫, 具有承前启后之作用。
二学情分析
以教材知识结构为基础、以理论联系实际为关键, 加强理解和应用。尽量联系糖类、脂肪、叶绿体、线粒体、主动运输等与能量相关的知识展开教学。然而细胞的分子组成又是微观内容, 比较抽象、难以理解, 所以本课采用了探究学习法与接受式学习相结合, 加强学生对微观内容的感性认识, 使学生在主动获取知识的过程中完成知识的学习, 提高思维能力;并且通过建立实验的情境, 让学生在解决实际问题的过程中理解重点内容, 通过设疑、析疑、解疑和多媒体辅助来强化思维训练和能力培养。此外, 学生通过物理、化学两门学科的基础学习, 已经学过能量转化的知识, 将其转移应用到ATP与ADP的相互转化上, 来认识细胞内的能量转化, 是有帮助作用的。
教学是教师与学生互相交流的过程, 一堂优质课的关键在于找到教法与学法的结合点, 实现教、学的统一。
三教学目标
1. 知识方面
(1) 能写出ATP的分子简式并说出其结构特点。 (2) 能画出ATP和ADP之间的相互转化的过程并能理解ATP的形成途径。 (3) 知道ATP对细胞中能量代谢的意义。 (4) 能利用ATP是新陈代谢的直接能源解释实际问题, 并理解ATP作为“能量通用货币”的含义。
2. 能力方面
(1) 学生通过分析ATP与ADP的相互转化及其对细胞内供能的意义, 训练学生分析实际问题的能力。 (2) 通过对实际问题的实验设计, 培养学生解决问题的能力。
3. 情感、态度、价值观方面
让学生在分析自己身体内发生的ATP-ADP循环及其重要意义, 体验到生物学原理在实际生活中的价值, 加强学生对“身边的科学”这一理念的理解。
四教学的重点和难点
对本节内容确定的重点是: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的意义、能理解ATP作为“能量通货”的含义。
针对这些重点内容, 其中最难让学生理解的是:ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢的意义。
五教学过程
1. 新课引入, 创设问题情境
创设情境:用“囊萤夜读”的典故, 引出萤火虫为什么会发光?怎么发光?和电灯发光的原理是否相同?引起发光的是什么物质?
利用“萤火虫的尾器发光的实验”来解答上面的问题:先收集一定数量尾器;然后放置一会儿, 发现尾器的发光会逐渐消失;再设置对照实验, A组加入等量蒸馏水, B组加入等量葡萄糖溶液, C组加入等量脂肪溶液, D组加入等量的ATP溶液。结果会发现D组的尾器发光重新出现, 而A、B、C组的尾器发光未再出现。
讨论实验证明了什么?
学生对于这一问题情境是可以理解的, 通过对这一问题的讨论, 学生能够从直观上知道ATP是一种什么样的物质和其具体的作用。
2. ATP分子具有高能磷酸键
通过呈现ATP药物及说明书、介绍ATP为动力的纳米发动机等实际生活物品和学生感兴趣的新科技内容, 提高学生的学习兴趣, 寓教于乐, 形成对ATP的感性认识, 为进一步学习奠定基础。
展现ATP结构的动画及其“近亲”一磷酸腺苷、二磷酸腺苷的图片, 引导学生观察、讨论和比较, 调动积极性并利于形成ATP结构的初步认识。通过小组讨论让学生清楚ATP三个磷酸键的不同, 教师再利用多媒体让学生了解何谓高能磷酸键。
师生共同归纳ATP的名称、简式、性质、功能, 形成ATP的理性认识。
3. ATP和ADP的相互转化
继续以上面的内容进一步展开, 复习学过的糖类和脂肪。糖类是主要的能源物质, 脂肪是主要的储能物质。在生物体中, 这两种物质通过呼吸作用分解时所释放出的能量, 能被用来合成ATP;在绿色植物体中, 还能够通过光合作用, 利用光能合成ATP。ATP水解又能把能量释放出来, 用于各项生命活动。
上述过程就实现ATP与ADP的相互转化。再通过提问、学生板书总结与教师动画、图文等形式总结来完成教学过程, 加强学生记忆、培养理解和表达能力。其中, 可用列表比较的形式, 重点从酶、能量走向、反应场所等方面对相互的两个过程进行比较, 得出:ATP与ADP的相互转化过程中, 物质可逆、能量不可逆的结论。并引出下一个问题:ATP的形成途径是怎样的?
4. ATP的形成途径
通过学生自学、提问、师生共同归纳、图文表述、展示动画等教学程序, 学习ATP的形成途径。同时注意与后面光合作用、呼吸作用知识的衔接, 并与ATP的结构、功能, 与ADP转化的知识结合, 为进一步学习本章后面两节知识奠定基础。
5. ATP的利用
设问:细胞中的能量以什么形式释放出来?又是如何被利用的呢?
围绕问题小组讨论, 师生归纳展开教学, 一是主要讲清楚吸能反应和放能反应与ATP的分解和合成关系;二是充分利用教材上的图解, 使学生在理解的基础上, 能通过讨论大胆提出ATP还有哪些用途, 从而对该知识点进行补充和完善。
6. 思考与讨论
设问:葡萄糖和脂肪与ATP之间是什么关系?为什么说ATP是细胞的能量“通货”?
围绕问题展开教学, 利用身边的生活实例:如用存折、百元大钞与十元小票购买生活用品 (一支笔) 时, 如果我们总是拿存折取钱或大额面值的钞票进行交易会很麻烦, 相反如果我们把百元钞票换成10张十元小票, 在进行交易时就很方便。通过这样的例子来比喻细胞中的能量——在细胞中存折相当于脂肪、百元大钞相当于葡萄糖, ATP分子就是那个可以在细胞内方便流通的“小票”, 即能量的“通货”。这样讲述学生更容易理解课文标题, 并能从中找到学习的乐趣。
7. 总结巩固
从生物进行生命活动耗能的知识和ATP的基础知识方面进行总结, 构成完善关于ATP的知识体系, 并最终理解ATP在生物生命活动中的作用和地位。最后补充适当练习加以巩固。
六板书设计
第2节细胞的能量“通货”——ATP
1.ATP的分子组成, 结构简式A—P~P~P
2.ATP和ADP的相互转化
3.ATP的形成途径
4.ATP的利用
七学生学习活动评价设计
中心环节:交流与小组讨论合作。
各个环节由各小组做图表, 讨论自行进行, 得出结论后将结果提交并论述自己小组的综合观点, 与全班同学分享。多媒体展示比较最终学生的讨论结果和教师准备的结果, 教师最后分析并评价, 好在哪里, 不足的地方给以更正。
八教学反思
与传统教育不同, 这节课主要以探究学习法与接受式学习相结合的教学方法, 提倡学生主体, 教师引导的教育体系。从生活中常见的现象出发思考, 体会ATP的特点, 再联系生活中的普遍规律。
学生不再是坐着被动学习, 而是主动探究, 教与学完美结合, 课堂是大家的, 师生一起来参与。
整个教学过程给我的感受非常深刻, 学生们争先恐后地提出自己的观点并加以讨论, 这种气氛是传统教学体系中见不到的。但是需要注意课堂纪律, 不能让学生讨论与课堂学习无关的事情, 影响学习效果。
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）×
同学们在运动会的时候，很多运动员都提前喝葡萄糖吃巧克力。这是为什么啊？
答：给运动员补充能量对吧
我们回忆下已经学习了哪些有关能量的物质？ 生命系统的主要能源物质是？葡萄糖 生命系统的主要储能物质是？脂肪
我们的运动员在运动前吃了巧克力，葡萄糖。那么是不是运动中就以葡萄糖的形式功能呢？相信同学们都比较感兴趣。今天我们就来研究这个问题。
虽然糖类和脂肪等有机物都能储存化学能。但是直接提供能量的物质却是ATP
那么ATP是怎样的物质？化学组成又是怎样呢？首先请大家仔细阅读教材。并思考下列问题
一、ATP的全名是？
二、计算
30个A
65个P
25个—
能构成多少个ATP?
三、ATP的水解实质是什么？
ATP全称：三磷酸腺苷 由一分子腺苷 一分子核酸 三分子磷酸构成 ATP的结构简式：A—P—P—P那么 A（腺苷）
—（化学键）
—（高能林酸键）P（磷酸基团）分别代表什么？
根据ATP的结构简式形成一分子ATP需要几个腺苷，几个磷酸基团几个高能磷酸键？{1、3、2} 那么前面的计算题能构成多少个ATP？
没错就是12个。问题就出在这个高能磷酸键上。形成一个ATP需要2个高能磷酸键。
之所以叫它高能磷酸键是因为它储存了大量的能量，因此这个键很活跃，很容易断裂
第三个问题是不是就解决了呀？是 ATP水解的实质就是高能磷酸键的水解
这里给同学们补充一点：水解时释放20.92kj/mol的磷酸化合物为高能磷酸化合物
问：那么ATP水解时高能磷酸键释放多少能量呢？他是不是高能磷酸化合物？
答：30.54 是高能磷酸化合物
引导：由于远离A的那个高能磷酸键最不稳定，因此ATP水解时断的是远离A的那个高能磷酸键。当然在这个高能磷酸键断裂后，这个高能磷酸键也可断裂。但是在生物体内一般只断裂第二个。
ATP水解后脱去的磷酸基团形成游离的Pi（磷酸）剩下的A-P-P中文名叫 二磷酸腺苷
问：前面我们学过细胞内的所有化学反应几乎都需要什么？ 答：酶
因此我们可以写出ATP水解的化学方程式 ATP---------ADP+Pi+能量
科学家经过测定体内的人体ATP含量很少，成年人在静止状态消耗的ATP的量远远多于体内的含量。那么就可想除了ATP 的水解还有ATP的合成
合成方程式：ADP+Pi+能量-------ATP 这样我们就可解释为ATP含量少但是合成快所以ATP可以源源不断的供应着。
请同学们看到图5-5我们一起表述一下ATP和ADP的相互转化过程：
ATP的第二个高能磷酸键在酶的作用下水解断裂ATP转化成为ADP能量随之释放出来用于各项生命活动。同样在提供酶和能量的条件下也容易加上第三个磷酸。使ADP转化成为ATP。这两个转化过程中都需要酶的参与。活细胞内这个过程永无止境的循环。并且快速进行着。
这里提出个问题这个转换中的能量是哪里来的？ 动物来自呼吸作用。植物来自光合作用和呼吸作用。
在正常细胞中ATP和ADP的转化不断进行，时时刻刻发生着循环。那么刚才的这两个方程式可逆吗？ 不可逆
一、ATP水解时释放能量，能量最后散失了。而ATP的合成的能量储存于高能磷酸键中
二、我们可以看到一个是分解反应，一个是合成反应。因此所用的酶肯定也不同。
三、不过两个反应中的物质是相同的。分解反应的原料是合成反应的产物。
细胞的能量“通货”——ATP
一、教材分析
中学生物学课程通常包括十大主题，在细胞这一主题中，初中侧重于细胞的结构，而高中则侧重于细胞亚显微结构和功能，细胞的各种生命活动，突出了“活细胞”的特性，加强了物质和能量代谢的内容。ATP是生命直接能源物质，是细胞内能量转换和传递的“中转站”，它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的光合作用，呼吸作用中具体能量的转化过程作了铺垫，在所有生物的代谢中占有普遍的重要地位。
二、教学目标（1)知识目标
简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式；解释ATP在能量代谢中的作用。
(2)能力目标
培养学生综合思维能力，自主学习能力，理论联系实际能力。
(3)情感目标
培养学生科学意识，科学精神。
三、教学重点和难点
（1）ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用
（2）ATP与ADP的相互转化
四、学情分析
必修1第二章学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了主要能源物质、储能物质、能源物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质作了铺垫，也是在本节课的学习中需要注意区分的几个概念；必修1第三章以及初中时学生也已经接触了有关光合作用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。
五、教学方法
1．学案导学：见后面的学案。
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
课件制作
七、课时安排：1课时
八、教学过程
·1·
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）新课引入、展示目标 [温故知新]
细胞中的下列物质中有哪些含有能量（）
Ａ、糖类 Ｂ、脂肪 Ｃ、水 Ｄ、无机盐
[问题探讨]“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。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。
1、萤火虫发光的生物学意义是什么？
2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？（教材问题探讨）
由于是小组讨论，得出的结论五花八门，有道理的给予肯定。这些问题是为引起学生的学习兴趣，对后面要进行的实验奠定基础，对学生有学习与借鉴的意义。
[提出课题]细胞的能量“通货”—ATP
（三）合作探究、精讲点拨。探究一：ATP的功能
教师： 联系“萤火虫发光器”的经典实验，引导思考，设计实验，用培养皿、试管、活萤火虫（摘下其尾部发光器备用）、ATP制剂、质量浓度为1.2g/dL的葡萄糖溶液、生理盐水、蒸馏水以及必需的实验用具。
问题：
1、你能否设计实验？
A捣碎的发光器、生理盐水加入ATP制剂5mL
B捣碎的发光器、生理盐水加入葡萄糖溶液5mL
C捣碎的发光器、生理盐水加入蒸馏水5mL
2、选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。
（参考答案：主要是它发光的现象容易观察等）
3、将发光器捣碎的目的：
（参考答案：增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反应速度。）
4、本实验的原理是：
（参考答案：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能源物质，他们都不会使熄灭
·2· 的离体发光器重新发光，而ATP能使离体的发光器重新发光）
理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验，培养语言表达能力，将感性知识上升到理性知识。用此“虚拟实验”与教材的探究活动比较，可以进一步验证ATP在生命活动中起到的作用。接着向学生出示ATP片剂或注射液的使用说明书，说明ATP是真实存在的，而且已经用于医疗实践，并加深学生对ATP功能的理解。探究二：ATP的结构
结构与功能相适应是生物学的一个基本原理，ATP具有怎样的结构和特点才能担当“如此重任”呢？引出后面的内容“ATP分子中具有高能磷酸键”。此时让学生阅读教材回答学案上的下列问题：
1、写出ATP（三磷酸腺苷）的分子结构，并标出所有符号代表的意义。
2、ATP中的两个磷酸基团之间（P和P之间）用“～”表示的化学键是_________。其水解过程中，释放的能量是一般共价键的____倍以上（如ATP水解生成ADP和磷酸时，释放的能量多大30.54KJ/mol，而6---磷酸葡萄糖水解为葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol）。含有高能磷酸键的化合物统称为______________。
3、ATP中________________（哪个）高能磷酸键，在一定条件下容易水解生成____和__________放出能量，生成的两者________（容易/难以）再捕获能量重新生成ATP。ATP在细胞内形成后不到1分钟的时间就要发生转化，一个成年人在静止状态下，24小时内竟有40kg的ATP发生转化。
在第三个问题中的后半部分相当于阅读材料，教师可在学生填写完后对答案时提出疑问或者让学生自己提出疑问，进入后面的课题。
限于学生的化学基础，关于ATP的结构，在此不宜过于深入。但要知道学生分析教材中的三个色块代表的含义，明确ATP结构简式中所有符号代表的含义，特别要强调ATP中大量的化学能储存的部位，通过查找并分析相关数据来分析ATP中高能磷酸键与一般化合物中普通化学键的区别。
对于ATP的形成途径，因为学生还没有学习细胞呼吸和光合作用的过程，在此虽不宜太具体的讲解，但教学中应抓住教材中“ATP再生迅速且含量稳定、移动迅速、供能高效”的特点，引导学生分析ATP在能量“转移”中所起到的关键作用。物质变化总是伴随着能量的消耗或释放，线粒体的呼吸作用氧化分解有机物释放能量，核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输、高尔基体合成分泌功能等需要能量，“产能”和“耗能”在空间上存在矛盾：细
·3·
胞内有多种能源物质，如糖类、脂质等有机物都储存着大量且稳定的能量，这些能源物质的稳定性，利于大量储存能量，但不利于及时灵活的利用这些能量，能量的“稳定储存”和“灵活利用”之间也发生了抵触。让学生感悟在神奇的自然选择过程中之所以“选中”ATP作为生命活动的直接能源物质，是因为ATP既解决了线粒体“产能”和细胞各处都要“耗能”在空间上的矛盾，又解决了能量在糖类、脂肪等物质中“稳定储存”和细胞代谢需要“灵活利用”的矛盾。从而正确理解ATP在能量代谢的过程中扮演的角色--------能量“通货”。引导学生从两种不同角度分析这一过程，实际上就是提高学生分析与推理能力的过程。探究三：ATP与ADP的相互转化
教师：如果一个人不吃不喝，大约至少能活3天，也就是我们体内的自由水可以使人使用3天。那么人体如果没有ATP的合成，又能活多长的时间呢？（联系人体实际，激发学生学习兴趣）
〖数据显示〗：氰化钾它就是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会死亡。但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。
〖问题〗：大家可以跟自己的体重比一下，能得出什么结论呢？
（通过师生互动，得出ATP的特性就是：含量少，转化快。这对于构成细胞内稳定的供能环境具有十分重要的意义。）
〖问题〗：ATP和ADP是怎样相互转化的？
具体教授过程中可以让学生在学案填写如下内容：
1、ATP与ADP的相互转化：
ATP ≒ ____________＋_____________＋____________（注意条件）
2、ATP水解时放出的能量可用于_________、_________和__________。
3、ATP在细胞内的含量是_________的，但ATP在细胞内的转化是_________的。
4、对人和动物来说，ADP转化成ATP所需能量，来自________作用，对绿色植物来说，ADP转化成ATP所需能量，来自____________和_____________。
5、ATP作为直接能源物质，水解后可用于各种生命活动，如转变为：________（用于合成代谢）、___________（用于肌肉收缩）、____________（用于物质的主动运输）、____________（生物电、生物发光）、____________（用于维持体温）等。
另外做设计部分此类内容的综合性稍高点的题目作为巩固练习，难度不宜太高。〖问题〗：ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量由谁来提供呢？
·4·
（学生结合书上图片，开动脑筋，自己找出ATP形成的途径，并理解；教师再作详细总结。）探究四ATP的利用
〖教师〗：（1）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）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。
（3）直接供给生命活动能量的能源物资是ATP。在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键物资。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和细胞分裂等生命活动，从而解决“产能”和“用能”在空间上的矛盾。
〖学生活动〗：结合课本图，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图进行补充和完善。（ATP中的化学能可以转变成机械能、化学能、电能、渗透能、光能等其它形式的能量。）回归〖情景创设〗引入中显示的各项生命活动，再次与学生共同讨论ATP中能量的利用过程。
强调此转化过程能量是不可逆，反应过程也是不可逆的。（可以让学生关于这个文图展开讨论，提示：从反应过程的酶、反应场所、能量不同几个方面分析讨论。）
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案，布置作业
九、板书设计
细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP是各项生命活动的直接能源物质 全称：三磷酸腺苷
结构简式：A-P～P～P
二、ATP与ADP的相互转化 ADP＋Pi＋能量ATP
·5·
三、ATP的生成途径——光合作用和呼吸作用
四、ATP的利用 肌肉收缩（机械能）吸收和分泌（渗透能）合成物质（化学能）神经传导和生物电（电能）
十、教学反思
本节课按照课标要求，倡导学案式教学，以小组互助然后填写学案的方式组织教学，能引导学生主动参与知识构建过程。本节课不仅较好地利用了教材上的“问题探究”，而且善于从现实生活中寻找更加灵活的典型例子，巧妙地引导学生从不同角度考虑问题，一正一反，相互辉映，使学生充分体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，有利于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。本节课大量采用鼓励性评价机制，发挥学生潜能，注意培养学生敢于质疑，敢于创新，大胆猜想的科学精神和态度价值观。学案教学使学生在课堂上不只是抬着头听讲或者是无意义的讨论，而是要不停的将所讨论所思考的结果填写在学案上，让学生养成随时动笔记的习惯，促进学生积极改变学习方式，培养学生主动建构知识。不足之处是：时间较紧，使得一部分巩固练习留待课后完成。
《细胞的能量“通货”----ATP》
学案导学法教学设计
一、【内容分析】
本节内容主要介绍了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。在生物细胞内能量的转换和传递中，ATP是生命活动的直接能源物质，是细胞内能量转换和传递的“中转站”，细胞内的一切生命活动都离不开ATP。它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的细胞呼吸和光合作用中具体能量的转化过程作了铺垫，在生物的代谢中占有普遍的重要地位。课时安排：一课时
二、【教学目标】
1、知识与技能 简述ATP的化学组成和特点；能写出ATP的分子简式；会解释ATP在能量代谢中的作用。阐明 ATP与 ADP相互转化的过程及意义。能举例说明细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量。
2、过程与方法
通过观察相关图片、动画、实验现象引导学生学会质疑，导入新课。以问题为主线，引导学生阅读课文、动手绘图、组织交流、讨论等多种方式展开教学活动。训练学生进行思维能力、语言表达能力、观察能力、动手能力、以及运用所学生物学知识解决实际问题的能力，培养学生的科学探究能力。
3、情感态度与价值观
通过观察相关图片、实验现象、阅读课文内容、开展活动、交流讨论，及对实验现象、问题进行探究促进学生探索、创新、合作精神的养成。认同ATP是细胞的能量通货，体会生命的物质性。形成正确的生物学观点，培养学生热爱自然、珍惜生命的人生理念。
三、【教学重难点】
重点：
1、ATP的化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。
2、阐明ATP与ADP相互转化的过程及意义。
难点： ATP 中的能量获得机制及能量的来源和去路。
四、【教学过程设计】
1、复习回顾与能量供应相关的化合物及其在供能时的区别。
2、多媒体演示萤火虫利用ATP发光的实验课件，引入新课——《细胞的能量“通货”----ATP》
3、对照学案引导学生阅读课文，完成《基础知识梳理》
4、重难点指导 ATP的全名； A、T、P的含义； 结构简式的书写及化学键的分析 ATP的形成途径：相关生理过程及进行的场所；动植物体内合成ATP的差异
ATP与ADP的相互转化 ： 转化过程进行的场所、条件； 转化的特点；不是可逆反应的原因
5、练习检测 限时完成《即时应用》、《随堂演练》
1.酶的概念
酶是生物体内活细胞产生的具有催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质, 少数酶为RNA。
注:酶既可在细胞内, 也可在细胞外发挥催化作用。如H2O2酶能在试管中将H2O2分解为H2O和O2;又如消化酶在消化道内发挥作用。
2.酶的特性
(1) 高效性:
酶的催化效率比无机催化剂更高, 使得反应速率更快 (如下图) 。酶的催化效率是无机催化剂的105～108倍。
(2) 专一性:
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。可联系酶作用的锁与钥匙学说 (如下图所示) 加深理解, 图中A为酶, B为底物, C和D为产物。
可见, 在反应中, 酶只能与相应的底物相匹配, 形成了酶—底物活化复合物, 从而体现酶具有专一性 (如下图表示酶专一性曲线) 。如胃蛋白酶能将蛋白质分解, 但胃蛋白酶不能将其自身分解。
(3) 温和性:
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的 (即常温、常压、适宜的pH) 条件下进行的。
3.酶的作用机理——降低化学反应的活化能
活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
酶的作用机理如下图所示, 图中①表示没有酶催化的反应曲线, ②表示有酶催化的反应曲线, E表示酶降低的活化能。
注:①酶只能催化热力学上允许进行的反应;②酶可以缩短化学反应到达平衡的时间, 而不改变反应的平衡点;③酶通过降低活化能加快化学反应速度;④酶在反应前后, 其化学性质和数量都保持不变。
4.影响酶活性的因素
(1) 酶活性:
酶活性是指酶对化学反应的催化效率。通常以在一定条件下酶所催化的化学反应速度来表示, 也可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。
(2) 温度对酶活性的影响:
在一定温度范围内, 酶的催化效率随着温度的上升而加快;超过最适温度, 酶的催化效率随着温度的上升而减慢;低温抑制酶的活性, 但不会使酶的结构发生改变;高温使酶变性失活。
注:下图中a和c点酶的结构有所不同;b点表示酶的最大活性;d点表示催化效率最高的温度, 即酶的最适温度。
(3) pH对酶活性的影响:
酸碱度 (pH) 对酶活性的影响与温度情况基本一样, 但过酸过碱都会使酶的分子结构发生不可逆破坏而失去活性。
注:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度, 如下图所示。
(4) 其他因素对酶活性的影响:
酶活性还受底物浓度、反应时间和酶浓度等因素的影响, 其关系如下图所示。
①底物浓度:
在一定的底物浓度范围内, 酶的催化速度随着底物浓度的增加而加快, 达到一定浓度后因为酶的数量有限 (所有酶都参加了反应) , 反应速率不再增加。
②反应时间:
酶有它的产生和消亡, 当酶发挥作用一段时间后, 由于钝化而使活性降低, 最终被分解。
③酶的浓度:
在一定范围内, 随着酶浓度的增加, 反应速率加快, 之后由于底物有限, 反应速率不再增加。
注:在其他条件不变而酶浓度增加时, 生成物量变化如右图所示。图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线。从图中可见, 当酶的量增加时, 生成物量将更快地达到最大值。
5.酶相关的实验
(1) 证明酶具有催化作用
①实验设计思路:
②实验结果分析:
根据底物性质利用相应试剂检测, 若底物被分解, 则证明酶具有催化作用, 否则不具有催化作用。
③实验变量:
自变量是相应酶液的有无, 因变量是底物是否被分解。
(2) 证明酶具有高效性
①通过与化学催化剂比较说明酶具有高效性, 如比较过氧化氢酶和无机催化剂 (如Fe3+) 催化H2O2分解成水和氧气的反应速率, 证明酶的高效性。
②通过增加酶的稀释度来验证酶的高效性, 即极少量的酶也具有较强的催化作用, 从而说明酶具有高效性。
(3) 证明酶具有专一性
①自变量可以是酶作用的底物, 如用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后, 再用斐林试剂鉴定。根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用, 从而证明酶的专一性。即:
淀粉
蔗糖
②实验自变量可以是不同的酶, 如用淀粉酶和蛋白酶分别处理淀粉, 检测淀粉是否被分解。即:
(4) 证明温度或pH对酶活性的影响
在探究温度对酶活性影响实验中需注意:①不宜选用斐林试剂, 因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成, 而该实验需严格控制不同的温度。②不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解, 因为过氧化氢催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。
(5) 探究某种酶的化学本质是否属于蛋白质
①实验设计思路
②实验结果分析:
通过对照, 实验组若出现紫色, 证明待测酶的化学本质是蛋白质;不出现紫色, 则该酶的化学本质不是蛋白质。
③实验变量:
自变量是待测酶液和已知蛋白液, 其中蛋白液作为标准对照;因变量是紫色反应。
6.分布在高中教材中相关酶的归类总结
(1) 物质代谢中的酶
①淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖。
②麦芽糖酶将麦芽糖水解成葡萄糖。
③脂肪酶将脂肪分解为脂肪酸和甘油。
④蛋白酶将蛋白质水解成多肽, 即破坏了蛋白质的空间结构, 其中胃蛋白酶需要酸性条件下才能发挥作用, 胰蛋白酶可用于动物组织的分离。
⑤肽酶将多肽水解成氨基酸, 破坏了肽键。此外, 还有与光合作用有关的酶、呼吸氧化酶等。
(2) 遗传学中的酶
①解旋酶:
在DNA复制或者转录时, 解旋酶可以将DNA分子的两条脱氧核苷酸链之间的氢键断裂, 从而形成两条单链。
②RNA聚合酶:
催化DNA的转录, 形成RNA。
③DNA聚合酶:
将单个脱氧核苷酸拼接成DNA片段。
④逆转录酶:
催化以RNA为模板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA的过程。
(3) 生物工程中的酶
①限制性核酸内切酶 (限制酶) :
识别特定的核苷酸序列, 并在特定的位点上切割DNA分子, 作用于两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
②DNA连接酶:
将两条DNA黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。在基因工程中, 用于连接目的基因和运载体。
③纤维素酶和果胶酶:
在植物体细胞杂交时, 用于分解植物细胞的细胞壁, 从而获得原生质体。
④胰蛋白酶:
在动物细胞培养中, 将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个细胞。
二、细胞代谢的动力——ATP
1.ATP的全称:三磷酸腺苷。
2.ATP的结构简式:A—P～P～P, 其中A代表腺苷, P代表磷酸基团, ～代表高能磷酸键。可见, 在1分子ATP中, 含有1个腺苷、2个高能磷酸键、3个磷酸基团。
注:①在ATP的结构简式中, P表示磷酸基团, 而在ATP水解产生的Pi表示磷酸。②构成ATP的化学元素有C、H、O、N、P。
3.ATP的功能:①供能——直接能源物质;②储能——高能磷酸化合物。ATP是高能磷酸化合物, 其中远离A的高能磷酸键很容易断裂, 也很容易生成。
4.ATP与ADP的关系:
注:①ATP在细胞内分布广泛, 数量不多, 但总处于动态平衡之中。②需要消耗ATP的生理作用:主动运输、胞吞、胞吐;物质的合成与分泌;细胞分裂;神经传导;肌肉收缩等。
5.ATP的形成途径
6.ATP在能量转换中的作用
三、典例分析
题型1:酶的本质
例1. (2011年新课标卷-2) 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理, 酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是 ( )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶是不可能具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析:大部分酶的本质是蛋白质, 少量的酶是RNA。用蛋白酶处理后, 乙酶活性降低, 说明乙酶的成分是蛋白质, 而甲酶不变, 则说明甲酶可能是RNA。
答案:B
点拨:本题利用酶具有专一性的特性, 考查酶的化学本质, 运用图示形式增强试题的新颖性。
题型2:影响酶活性的因素
例2.下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是 ( )
解析:胰蛋白酶的最适温度在37℃左右, 横坐标表示的温度仍处于37℃以下, 分解速度仍持续增加。
答案:C
点拨: 有同学受思维定势影响, 误认为温度对酶活性的影响都呈钟形曲线, 而忽视图C中横坐标表示的温度仍处于37℃以下, 分解速度仍会持续增加。
题型3:ATP的结构
例3.下图示生命活动的直接能源物质ATP的结构式, 其中能作为RNA的基本单位的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
解析:本题考查考生对ATP结构的理解和相关知识的辨别能力。图中①②③④分别表示腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、ADP和ATP, 其中②腺嘌呤核糖核苷酸是组成RNA的基本单位之一。
答案:B
点拨:ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”, 但在不同物质中表示的含义不同, 如下图:
ATP中的A为腺苷 (由腺嘌呤和核糖组成) , DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸, RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸, 核苷酸中的A为腺嘌呤。可见, 它们的共同点都含有腺嘌呤。
题型4:ATP的来源
例4.下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中, 正确的是 ( )
A.适宜光照下, 叶绿体和线粒体合成的ATP都需要O2
B.只要提供O2, 线粒体就能为叶绿体提供CO2和ATP
C.无光条件下, 线粒体和叶绿体都产生ATP
D.叶绿体和线粒体都有ATP合成酶
解析:本题结合光合作用和呼吸作用的过程及场所, 考查ATP的产生条件。光照下, 叶绿体通过光反应产生ATP, 不需要消耗O2, 故A项错误;线粒体通过有氧呼吸放出CO2和ATP需要丙酮酸和O2的参与, 且线粒体释放的ATP不被叶绿体利用, 故B项错误;无光下, 叶绿体不能通过光反应产生ATP, 故C项错误。
答案:D
点拨:真核细胞中能够产生ATP的结构及相应生理作用
细胞质基质——无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段。
线粒体——有氧呼吸的第二、第三阶段。
叶绿体——光合作用的光反应。
题型5:酶相关实验
例5.下面的三个图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。回答下列有关问题:
(1) 图甲、乙、丙所代表的实验中, 实验自变量依次为____、____、____。
(2) 根据图甲可以得出的实验结论:酶的催化作用具有____。
(3) 图乙曲线bc段产生的最可能原因____。
(4) 若图乙实验过程中增加H2O2酶的含量, 请在图乙中, 利用虚线绘出可能曲线的变化情况。
(5) 能否以H2O2为材料来探究温度对H2O2酶活性的影响?________; 原因是________ 。
解析: (1) 图甲实验研究过氧化氢酶和Fe3+对H2O2分解的影响, 故实验的自变量为催化剂的种类。在坐标图中, 横坐标表示的是自变量, 纵坐标表示的是因变量, 故图乙、图丙实验的自变量分别是H2O2浓度和pH。 (2) 图甲中通过比较过氧化氢酶和Fe3+对H2O2的催化效率, 说明酶具有高效性。 (3) 图乙中限制曲线bc段的原因是过氧化氢酶的数量。 (4) 当增加H2O2酶的含量时, 反应速率加快, 所获得的曲线如下图所示。解题时, 需要注意的是纵坐标表示的是O2产生速率, 而不是O2的释放量。 (5) 由于H2O2在加热条件下会分解产生O2, 会对实验结果造成干扰, 因此不宜用H2O2为材料来探究温度对H2O2酶活性的影响。
答案: (1) 催化剂种类 H2O2浓度 pH
(2) 高效性
(3) 过氧化氢酶数量 (浓度) 有限
(4) 见右图
(5) 不能 因为H2O2在加热条件下会分解, 影响实验结果的观测
点拨:实验中单一变量原则和等量原则的体现
遵循单一变量原则要做到两个确保:一是确保“单一变量”的实验观测, 即不论一个实验有几个实验变量, 都应做到一个自变量对应观测一个因变量;二是确保“单一变量”的操作规范, 即实验实施中要尽可能避免无关变量的干扰。具体而言:
对于自变量:需要严格控制, 以形成对照或对比——体现单一变量原则。
对于因变量:需要认真观察、测量、记录或分析, 是得出实验结论的重要依据。
对于无关变量:需要严格控制, 在实验中保持一致——体现等量原则。
四、跟踪训练
1.下列有关酶与ATP的叙述, 不正确的是 ( )
A.酶和ATP主要分布在细胞内
B.人成熟红细胞不能合成酶但能产生ATP
C.酶催化的化学反应都需要消耗ATP
D.ATP的合成与分解离不开酶
2.下列有关酶的叙述, 正确的是 ( )
①酶对底物有严格的选择性 ②酶的活性与温度呈正相关 ③酶在发挥作用后即被分解 ④酶能降低化学反应的活化能
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
3.ATP是生物体生命活动的直接能源, 真核细胞中有ATP的分解, 但是不能合成ATP的部位是 ( )
A.线粒体 B.叶绿体基粒
C.叶绿体基质 D.细胞质基质
4.下图为不完整的人体细胞呼吸示意图, 其中产生ATP最多的过程是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
5.下列所列举的四种酶中, 与DNA分子内相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的形成无关的是 ( )
A.DNA连接酶 B.RNA聚合酶
C.逆转录酶 D.DNA聚合酶
6.为探索某淀粉酶最适作用温度而设计实验, 下列设计不合理的是 ( )
A.设置预实验
B.底物和酶混合前分别使其达到预设温度
C.底物与酶量都是固定的
D.用斐林试剂测试产物量确定因变量
7.下图是生物体内部分能量转换关系过程, 有关叙述错误的是 ( )
A.①过程只能发生含有叶绿体的生物中
B.②过程可以通过光合作用的暗反应实现
C.在缺氧状态下, ⑤过程发生在细胞质基质中
D.若物质A为糖原, 则③④过程主要发生在肝脏中
8.下列生理过程不需消耗ATP的是 ( )
9.下列对ATP的叙述中, 错误的是 ( )
A.ATP可以水解为一个核苷酸分子和两个磷酸分子
B.ATP分子中含有2个高能磷酸键
C.正常细胞中的ATP与ADP的比值在一定范围内变化
D.细胞质中有ATP的分布, 细胞核中无ATP的分布
10.在常温下H2O2溶液中几乎不分解, 但加入肝脏研磨液后, 会快速分解成H2O和O2。反应过程中能量变化如右图所示, 其中表示活化能是 ( )
A.E2 B.E3
C.E3-E2 D.E2-E1
11.右图表示酶活性受温度影响的曲线, 有关分析错误的是 ( )
A.图中a和c点酶的结构相同
B.b点表示酶的最大活性
C.d点表示该酶的最适温度
D.同一种酶在不同温度下具有相同的催化效率
12.下列有关酶的叙述中, 正确的是 ( )
A.合成ATP与分解ATP的酶相同
B.酶只能在细胞内起催化作用
C.高温和低温都会使酶永久失活
D.酶在0℃左右时空间结构保持稳定
13.溶酶体具有细胞内消化功能, 其内部水解酶的最适pH在5.0左右, 下列叙述错误的是 ( )
A.溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的
B.溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新
C.细胞质基质中的H+被转运到溶酶体内需消耗能量
D.正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用
14.下列有关酶的叙述正确的是 ( )
A.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C.在动物细胞培养中, 胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键, 使双链延伸
15.温度会影响微生物的生存和繁殖。下表为大肠杆菌在不同温度下繁殖1代所用的时间 (单位:min) 。根据表格可直接得出哪项结论? ( )
A.10℃时大肠杆菌繁殖最快
B.温度越高, 酶活性越强
C.低温可抑制大肠杆菌的繁殖
D.酶的活性受时间控制
16.某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时, 得到如右图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.在一定范围内, 底物浓度影响着酶促反应速率
B.曲线①作为实验对照
C.若反应温度不断升高, 则A点持续上移
D.P对该酶的活性有抑制作用
17.植物细胞中存在“ADP+Pi+能量
A.夜间有O2存在时①主要发生在线粒体
B.①和②互为可逆反应, 由相同的酶催化
C.①发生在光合作用的光反应和暗反应过程中
D.叶绿体中ADP由类囊体向基质转移
18.下列关于遗传和基因工程中相关酶的功能的表述, 正确的是 ( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
19.下列有关酶的实验设计思路正确的是 ( )
A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
20.下图曲线l为最适温度下反应物浓度对酶促反应速率的影响, 如果将反应温度略微升高或向反应混合物中再加入少量同样的酶, 变化后的曲线最可能的分别是 ( )
A.4、2 B.3、2 C.2、4 D.3、4
21.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中, 对实验的处理如下表所示:
(1) 在上表的实验处理中, 研究了哪些自变量?________________________。
(2) 若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别, 可选用的实验组合是________________________________ 。
(3) 若试管1和试管2组成对照实验, 能说明的问题是 ________________________________。
(4) 除了上述的对照实验, 请再找出一组对照实验, 并指出该对照实验说明的问题。
22.同学从温度为55～65°C的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌, 并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题:
(1) 测定脂肪酶活性时, 应选择________作为该酶作用的物质, 反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2) 要鉴定该酶的化学本质, 可将该酶液与双缩脲试剂混合, 若反应液呈紫色, 则该酶的化学本质为________。
(3) 根据该细菌的生活环境, 简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
23.某生物兴趣小组以淀粉为实验材料, 对唾液淀粉酶的某些特性进行探究, 下图为最适温度和pH条件下所获得的实验结果, 请回答下列有关问题:
(1) 图中P点表示的含义是__________, 若适当降低温度。P点将向__________ (左、右、上、下) 移动, 原因是__________ 。
(2) 若增加实验过程中唾液淀粉酶的量, 请在上图中, 利用虚线绘出曲线的变化情况。
(3) 除运用生成物的量表示酶促反应速率外, 还可以用__________来表示。
(4) 若探究温度对酶活性的影响, 实验的自变量为__________;如何设置?__________ 。
该实验不宜选用斐林试剂鉴定麦芽糖, 原因是__________。
(5) 探究温度对酶活性的影响, 能否以H2O2为材料来研究温度对H2O2酶活性的影响?_____; 原因是_____ 。
24.下面是某同学设计的“探究温度是否影响酶的活性”的实验。
(1) 实验假设:温度会影响酶的活性。
(2) 材料用具:小烧杯、试管、淀粉、碘液、水浴锅、冰箱、蒸馏水、清水。
(3) 实验步骤:
①用淀粉和蒸馏水, 在烧杯中制备多于6mL的可溶性淀粉溶液。
②取唾液若干, 并用蒸馏水适当稀释后备用。
③取3支试管, 分别编为1号、2号、3号, 各加入2mL可溶性淀粉溶液。
④将1号、2号、3号试管分别放入37℃的温水、沸水、冰块的环境中10分钟 (水浴锅内加清水, 然后加热到需要的温度;冰块可用清水放于冰箱中制备) 。
⑤ _____。
⑥ _____。
(4) 此实验中除自变量和因变量外, 还需要考虑_____等因素。
(5) 步骤④与步骤⑤能否调换顺序?请说明理由。_____ 。
(6) 1号、2号、3号三支试管加入的淀粉、唾液及保温时间均相同, 这是为了_____, 以便得出科学结论。该同学所设计的实验中, _____起对照实验的作用。
(7) 在此实验中, 因变量通常用碘液检测, 碘液检测的是底物还是产物?_____。该实验中一般不用斐林试剂检测, 是因为斐林试剂的检测需要_____条件, 这将干扰实验的自变量, 对实验结果造成影响。
参考答案:
1.C 提示:细胞内的化学反应几乎都是由酶来催化的, 但有些化学反应需要吸收能量, 如光合作用的暗反应;有些化学反应是释放能量的, 如光反应。
2.B 提示:酶具有专一性, 只能催化一种底物或一类化学反应, 故①正确;酶的活性受温度影响, 在一定范围内, 随着温度升高, 酶活性升高, 超过最适温度, 随着温度升高, 酶的活性降低, 故②错误;酶作为催化剂, 在反应前后物质的量不变, 故③错误;酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能, 故④正确。
3.C 提示:光合作用的暗反应要消耗ATP, 但不能产生ATP, 而暗反应在叶绿体的基质中进行。
4.B 提示:图中①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段;②表示有氧呼吸的第三阶段;③表示有氧呼吸的第二阶段;④表示无氧呼吸的第二阶段。其中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多。
5.B 提示:DNA连接酶将限制酶切割开的黏性末端实现连接, 即作用于脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键;RNA聚合酶催化转录, 故与脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的形成无关。逆转录酶催化逆转录过程, 即以RNA为模板合成DNA的过程。DNA聚合酶催化单个的脱氧核苷酸拼接成DNA单链。
6.D 提示:淀粉酶将淀粉分解成还原性糖 (麦芽糖) , 用斐林试剂检测还原糖时需要加热, 这样会对实验的自变量 (温度) 造成影响。
7.A 提示:①过程为光合作用的光反应, 在绿色植物的叶绿体和蓝藻细胞内均可进行, 故A项错误。
8.A 提示:图A所示的运输过程为自由扩散和协助扩散, 均不需要能量。
9.D 提示:在细胞质和细胞核中都有ATP的分布。
10.C 提示:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。图中E1表示产物所具有的能量, E2表示反应物在常态下所具有的能量, E3表示反应物在易发生化学反应时所具有的能量, 故活化能为E3-E2。
11.A 提示:低温能抑制酶的活性, 但不会使酶的结构发生改变;高温使酶结构遭到破坏而变性失活, 故A项错误。b点是曲线的最高点, 表示该酶最大活性, 故B项正确。d点位于横坐标上, 表示该酶的最适温度, 故C项正确。由于a、c点对应的温度不同, 但酶促反应速率相同, 故D项正确。
12.D 提示:ATP的合成和分解是两个不同的生理过程, 需要不同的酶来催化。酶只要条件适宜就能发挥催化作用。低温能使酶的活性降低, 但并不破坏酶的结构, 高温使酶的结构遭到破坏, 从而使活性降低。
13.D 提示:水解酶属于蛋白质, 是在核糖体上合成的, 溶酶体属于生物膜系统, 在消化细胞内的物质时要吞噬这些物质, 形成具膜小泡, 所以溶酶体执行功能时发生膜成分的更新, H+的运转方式是主动运输, 需要消耗能量, 正常状态下机体内衰老、凋亡的细胞要通过溶酶体分解。
14.C 提示:酶的化学本质是蛋白质和RNA, 其基本单位是氨基酸和核糖核苷酸, 故A项错误。酶并不为反应提供能量, 故B项错误。动物细胞间隙的主要成分是蛋白质, 因此可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞, 故C项正确。DNA连接酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段, 作用的是磷酸二酯键, 故D项错误。
15.C 提示:根据表格中数据, 大肠杆菌繁殖一代所用时间越长, 说明繁殖越慢, 40℃时繁殖最快, 10℃时繁殖最慢, 同时也说明低温能够抑制大肠杆菌的繁殖。
16.C 提示:酶的活性受温度影响, 在一定温度范围内, 随着温度升高, 酶的活性增大, A点将上移, 超过某一温度, 随着温度升高, 酶活性下降, A点将下移。
17.A 提示:夜间植物不能进行光合作用, 故有O2存在时, ATP主要通过有氧呼吸产生, 而有氧呼吸的主要场所在线粒体, 故A项正确。①和②不属于可逆反应, 所需的酶、进行的场所以及能量上均不同, 故B项错误。光合作用的暗反应不产生ATP, 但消耗ATP, 故C项错误。在光合作用过程, 光反应为暗反应提供ATP, 即叶绿体中的ATP由类囊体向基质转移, 而不是ADP, 故D项错误。
18.C 提示:DNA连接酶是将双链DNA片段“缝合”起来, 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键;DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸拼接到已有的DNA片段的3′末端, 形成磷酸二酯键。
19.C 提示: 过氧化氢在加热条件下会分解, 因此不能用于温度对酶活性影响的实验;碘液加入蔗糖溶液中, 不论蔗糖是否分解都观察不到现象的变化;胃蛋白酶在强酸性条件下 (pH为1.5～2.2) 才具有活性。
20.A 提示:由于该曲线是最适温度条件下所获得的反应速率, 因此, 当温度提高时, 酶的活性降低, 反应速率会减慢;当加入少量酶后, 反应速率会加快。
21. (1) 温度、催化剂
(2) 试管3和试管4
(3) 加热使过氧化氢分子得到能量, 促进过氧化氢分解
(4) ①试管1和试管3;说明FeCl3能催化过氧化氢的分解。
②试管1和试管4 , 说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解。
③试管1、试管3和试管4, 说明FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解, 且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3。 (注:只要答出其中之一即可)
22. (1) 脂肪 缓冲
(2) 蛋白质
(3) 在一定温度范围内 (包括55～65°C) 设置温度, 分别测量酶活性, 若所测数据出现内峰值 , 则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则。扩大温度范围。继续实验, 直到出现峰值。
23. (1) 生成物的最大值 下 温度降低, 酶活性降低, 生成物达到最大值所需要的时间延长
(2) 见下图:
(3) 底物的消耗量 (淀粉的消耗量或淀粉的剩余量)
(4) 温度 设置一定的温度梯度 (或设置高温、适宜温度、低温) 斐林试剂需要加热条件, 对实验的自变量造成干扰
(5) 不能 因为H2O2在加热条件下会分解, 影响实验结果的观测
24. (3) ⑤向3支试管中分别加入等量的 (1mL) 经稀释的唾液, 摇匀后放置5min
⑥向3支试管中各加入l滴碘液, 观察溶液颜色变化。
(4) 淀粉液的浓度和数量、pH、酶的浓度、保温时间、实验操作顺序等
(5) 不能。因为调换顺序后, 2号与3号试管中的淀粉也会被分解
(6) 避免因淀粉、唾液和保温时间的不同给实验结果造成误差, 确保实验结果的不同是由于温度的差异引起的 温水的试管 (或1号试管)
(7) 底物 水浴加热
关键词：EMTP；ATP；文件系统；输入文件；输出文件
中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0069-02
1 概 述
电磁暂态计算程序（Electro-Megnetic Transient Program， EMTP）最初由美国帮纳维尔电力局（BPA）的Dommel博士和Mayer博士开发，在电磁暂态计算领域获得了很大成功。尔后，在最初的EMTP程序的基础上，又衍生出了一些不同的分支，常见的有PSCAD，EMTP-RV，EMTP-ATP等。其中，EMTP-ATP是免费的分支，国内常简称为ATP。
与EMTP一样，ATP算法的基础是贝杰龙（Bergeron）模型。其基本思想是把复杂的设备、元器件（例如变压器、线路等）等效为最基本的电源、电阻、电容、电感、传输线和开关元件，而该模型的核心就是把电容、电感和传输线等效成电阻和历史电流源的网络，历史电流源的取值由上一个仿真步长中的电流决定。由此可以把电路化成电源、开关和电阻的网络，方便求解。最终电阻网络的求解是用节点电压法。
除了以上基本元件类型以外，ATP还提供了功能更为强大的TACs模块和MODELs模块，能够实现高级用户对元器件自定义的需求，因此ATP对复杂问题的处理能力是很强大的。除此以外，对于电力系统中的一些设备，如电机、变压器、线路等，都有现成的模型，还往往提供多个模型供不同需求的用户选择，因此对普通用户而言，ATP也具有使用简单，容易上手的优点。
有时候用户需要自行编写或是修改ATP的输入文件，更常见的是读、处理输出文件。因此本文简要介绍了ATP输入文件的格式，详细介绍了输出文件的格式。希望对ATP用户能够有一些帮助。
2 ATP的文件系统
ATP用户常见的ATPDraw操作界面，如图1所示。
实际上，ATPDraw只是挪威的H？idalen博士所开发的用户界面，用于电路图的绘制并生成标准的ATP输入文件，并不包含ATP程序本身。ATP主程序一般是一个名为TpbigG（W/S）.exe的可执行文件，其语法为：
RUNTPG
其中，RUNTPG可以为用户自行定义的环境变量，指向Tpbig文件，也可以是Tpbig文件本身。
TpbigG.exe BOTH DC4_1.S-R
意为在硬盘上写输出文件，并在屏幕上显示输出结果，输入文件为DC4_1.atp，输出文件为DC4_1.pl4，如果存在同名输出文件，则直接覆盖而不提示。
除了Tpbig文件以外，ATP目录下还有两个较重要的文件STARTUP和LISTSIZE，前者保存一些仿真所用到的常数变量如迭代精度等，后者保存了一些节点、支路数量上限等程序限制。
3 输入文件格式
输入文件是一个纯文本文件。文件中的每一行称为一个卡片，卡片这名称源于老式计算机的输入方式，一个卡片最多可以填写80个字符。其中，类似BEGIN NEW DATA CASE的大写字母语句的卡片是一些指令，其格式和内容都是固定的。大写字母C打头的为注释。/打头的是标识符，一些未用到的可以不写，但是其前后顺序是固定的。其他卡片都是仿真参数和电路参数。
紧接着BEGIN NEW DATA CASE卡片的是仿真参数，其中dT是时间步长，Tmax是仿真时长，其下面一行第一个是Print Freq.，其作用下面会有说明。/BRANCH部分是支路卡片，n1、n2是两端节点名称，R、L、C是电阻、电容、电感值，A、B是传输线的两个参数，leng是传输线的长度。/SWITCH部分是开关卡片，n1、n2同样是两端节点名称，Tclose和Top是开关的合、分时刻，Ie是截止电流。/SWITCH部分是电源卡片，由于ATP里面任何电源都是接地的，因此没有n2参数，Ferq是电源频率，Phase是初相角。/SWITCH部分是输出量。
ATP用户可能会遇到一情况，即需要对电路中一个参数进行反复的调整，如果次数较大，人工操作就比较费力。此时可以用外部程序修改该.atp文件，并调用Tpbig文件求解，然后读取输出文件。由于ATP使用FORTRAN编写，当修改该参数时，如是整数需要在后面加小数点，如是科学计数法，小数位不能超过2位，用大写E，比如1.5E5。
4 输出文件格式
ATP的输出文件，即.pl4文件的格式，如图2所示。
开头的部分以文本形式存储了仿真的的时间，紧接着的4个字节是电路的节点数，再紧接的三个四字节分别存储了输出电压的数量、输出电流的数量、以及TACs数。紧接的四个字节没有用处，再紧接的四个字节非常重要，它指出了数据区的开始位置。以上内容的字节长度都是固定不变的，除了文本格式的时间外，都是以32位整数的格式存储。
在下面是一些说明文字和输出电压、电流的命名信息。
首先是各个节点的名称，然后是每个输出电压对应的两个节点的编号，最后是每个输出电流对应的两个节点的编号。例如图中电流的编号为04、03，表示该电流是从上面所记录节点的第4个节点流出，流入第3个节点。
接下来是数据区，所有数据都是采用32位浮点数存储。从0时刻起，顺序为时间、各个输出电压、各个输出电流，然后是下一个时刻的各个值。即是说，如果输出电压为m个，输出电流为n个，那么最前面的1+m+n个数据即为0时刻对应的时间、各电压数据、各电流数据，紧接着的1+m+n个数据为第一个时间步长的数据，以此类推。
值得指出的是，ATP的输出中，除了数据文件.pl4文件以外，比较重要的还有日志文件即.lis文件，与输出文件名相同。该文件包含的信息可能对用户有用。文件内容包括LISTSIZE文件中的各个变量上限、.atp文件主要内容和其解析、各个节点间的连接情况、计算结果的概要（即每隔Print Freq.个时间步长记录一组数据）、节点流过的功率数据、输出数据的最大值和最小值等信息。如果运行出错，还会给出出错信息。不同版本的ATP，因为默认设置不同，该文件的内容可能不尽相同。
5 结 语
本文简要介绍了ATP的文件系统、输入文件和输出文件的格式，希望能够给ATP用户一些启发。
参考文献：
[1] 解广润.电力系统过电压[M].北京：水利电力出版社，1985.
[2] Dommel H.W. EMTP Theory Book[M].1986.
[3] CEUG. Alternative Transients Program （ATP） Rule book[M]. 1995.
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