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5.2细胞中的能量货币ATP学案
一学科核心素养
生命观念:1.通过ATP的结构式及其相关信息，理解ATP的结构特点。
2.依据ATP与ADP相互转化示意图分析ATP与ADP相互转化的过程。3.结合实例，理解ATP的利用。
科学思维:1.依据ATP与ADP相互转化示意图分析ATP与ADP相互转化的过程。2.结合实例，理解ATP的利用。
科学探究:1.通过比较ATP水解与合成，理解ATP水解与合成不可逆。
2.通过ATP的结构式，理解高能磷酸键。
社会责任:结合实例，理解ATP的利用。
二学习重难点
重点：ATP的结构式、ATP与ADP相互转化的过程、ATP的利用
难点;ATP与ADP相互转化的过程
三课前预习
1．ATP与ADP可以相互转化
ATP与ADP相互转化的意义 对细胞的正常生活来说，这种相互转化，是____地发生并且处于_______之中。保证细胞的能量供应。
能量来源或去路 Pi的去路或来源
绿色植物用于合成ATP的能量来自_____，动物、人、真菌和大多数细菌____。与许多__反应相联系。 _______
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由____直接提供能量的。与许多__反应相联系。 _______
2．下图是腺苷三磷酸的分子结构，请回答下列问题。
（1）ATP的结构简式 __________，中文名称____________图中虚线部分的名称是________。
（2）一分子ATP可以看作是由________个磷酸分子、________个核糖分子和______个腺嘌呤缩合而成的。
（3）ATP为主动运输供能的过程实质上就是载体蛋白的___________过程。
（4）ATP水解时释放的能量是生物体进行____________、_____和____等生命活动所需能量的直接来源。
13．（1）关于细胞膜的结构模型，辛格和尼科尔森提出的_______________ 为大多数人所接受。
（2）对细胞核功能较为全面的阐述：细胞核是_______以及是细胞代谢和遗传的控制中心。
（3）人体的白细胞吞噬衰老的红细胞的方式是_______。
（4）与无机催化剂相比，酶_________ 的作用更显著，催化效率更高。
（5）ATP分子的结构可以简写为_________________。
4．（1）组成细胞的化学元素常见有_____多种，_____含量最多
（2）_____是生物体内最常见的多糖。
（3）_____与吸能反应相联系，_____与放能反应相联系。
（4）细胞内的水，绝大部分水_____，叫作自由水。
（5）染色质和染色体的关系：_____。
（6）ATP是驱动细胞生命活动的_____。
（7）协助扩散是指（填概念） _____。
5．特点
（1）ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都______________________等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的_________。
（2）ATP的水解过程就是__________的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种___________________。
6．ATP的利用
（1）ATP的利用
（2）ATP为主动运输供能的机理
①参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能______________的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。
②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端_________脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的________。
③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。
7．结构简式：_____，其中：A代表____，P代表____，～代表____。
注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为____化合物。这种高能化合物化学性质____，在有关酶的催化作用下，ATP分子中____很容易水解，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。
四自我检测
1．《晋书·车胤传》有“映雪囊萤”的典故。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是（　　）
A．淀粉 B．脂肪 C．ATP D．蛋白质
2．下列生理过程中，需要消耗ATP的有(　　)
①细胞通过主动运输吸收K＋　②肌肉收缩　③蛋白质的分泌　④萤火虫发光　⑤大脑思考　⑥叶肉细胞中蔗糖的合成　⑦植物细胞的渗透吸水、失水过程
A．①②③④⑤⑥⑦
B．①②④⑤⑥
C．①②③④⑤⑥
D．①②④⑤⑦
3．下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是（ ）
A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
4．由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．若m为胸腺嘧啶，则b肯定为胸腺嘧啶脱氧核苷酸
B．在禽流感病毒、幽门螺旋杆菌体内b均为4种
C．ATP与RNA中所含的a相同
D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸彻底水解，能得到6种化合物
5．在东京奥运会百米半决赛中，苏炳添以9秒83的成绩刷新了新的亚洲纪录，在其比赛的过程中，ATP作为能量的“通货”，为肌细胞提供大量能量，下列有关ATP的叙述正确的是（ ）
A．ATP中的A与DNA基本组成单位的组成元素相同
B．肌细胞中ATP变为ADP的过程中，往往伴随着其他放能反应的进行
C．在短跑比赛过程中，肌细胞中ATP的合成速率等于分解速率
D．肌细胞进行无氧呼吸的全过程均有ATP的生成
6．下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
7．汤飞凡先生长期从事传染病及疫苗研究，是世界上首位分离出沙眼衣原体的科学家。沙眼衣原体是一类独特的原核生物，有较复杂的、能进行一定代谢活动的系统，但不能合成高能化合物，下列说法正确的是（ ）
A．沙眼衣原体是独立的生命系统，其系统的边界是细胞壁
B．沙眼衣原体能在无细胞的培养基中繁殖
C．沙眼衣原体细胞内具有核糖体结构
D．沙眼衣原体具有完整的核膜结构
8．磷酸肌酸（C~P）是一种存在于肌肉和其他兴奋性组织（如脑和神经）中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化。细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸（C），可以在短时间内维持细胞中ATP的含量相对稳定。下列叙述错误的是（　　）
A．1分子ATP水解后可得1分子腺苷、1分子核糖和3分子磷酸
B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能
C．剧烈运动时，肌肉细胞中磷酸肌酸与肌酸含量比值会有所下降
D．细胞中的磷酸肌酸对于维持ATP含量的相对稳定具有重要作用
9．生物界有许多发光生物，如发光真菌、萤火虫等。研究发现，萤火虫发光与荧光素有关，并且调整荧光素的结构，可以产生不同形式的腺苷酰氧化虫荧光素，进而发出不同颜色的光。下列叙述错误的是（ ）
A．腺苷酰氧化虫荧光素的形式影响荧光的颜色
B．葡萄糖可直接为发光真菌的发光提供能量
C．发光真菌和萤火虫的细胞内都具有不同类型的生物膜
D．萤火虫的发光离不开荧光素酶的催化作用
10．驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每行走一步需要消耗一个ATP分子。下列相关叙述错误的是（ ）
A．驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架
B．细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道
C．ATP的水解一般与细胞中的吸能反应相联系
D．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
参考答案：
三课前预习
1． ①时刻不停 ②动态平衡 ③光能和来自呼吸作用释放的能量 ④呼吸作用释放的能量 ⑤放能 ⑥ATP ⑦放能 ⑧转移给其他分子或成为游离的磷酸 ⑨细胞内的磷酸（Pi）
2． A-P～P～P 三磷酸腺苷 腺苷 3 1 1 磷酸化 主动转运 胞吞胞吐 细胞分裂
3． 流动镶嵌模型 遗传信息库 胞吞 降低活化能 A－P～P～P
4． 20 C H O N 淀粉 ATP的水解 ATP的合成 呈游离状态，可以自由流动 同一物质在细胞不同时期的两种不同存在状态 直接能源物质 借助膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
5． 带负电荷而相互排斥 转移势能 释放能量 高能磷酸化合物
6． 催化ATP水解 磷酸基团 磷酸化
7． A-P~P~P 腺苷 磷酸基团 高能磷酸键 高能磷酸 不稳定 远离A的那个高能磷酸键
四自我检测
1．C
2．C
3．D
4．B
5．C
6．C
7．C
8．A
9．B
10．D
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