资源简介

细胞的能量“货币”ATP
学生学案
【学习目标】
1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。（生命观念、结构与功能相适应）
2.依据ATP和ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。（生命观念、科学思维）
3.通过模型建构分析ATP与ADP相互转化的机制。（科学探究、科学思维）
4.从物质和能量角度，举例说明ATP在生活中的应用。（科学思维、社会责任）
【重点】ATP分子的化学组特点及在能量代谢中的作用
【难点】通过ATP与ADP相互转化的特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
【课前预习案】
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.名称:___________。
2.结构简式: 。含义分别是:A 代表 ，P 代表 ，～代表 ，— 代表 。
3.元素组成：
二、ATP与ADP可以相互转化
1.ATP和ADP的相互转化_________地发生,且处于__________之中。
2.ATP和ADP相互转化的能量供应机制,体现了生物界的_______。
3.ATP合成的能量来源:
(1)动物、人、真菌和大多数细菌:__________释放的能量。
(2)绿色植物:呼吸作用释放的能量和_____。
项目 ATP的水解 ATP的合成
反应式 ATP ADP+ +能量
场所 生物体的需能部位 细胞质基质，线粒体，叶绿体
反应类型 反应 合成反应
能量变化 释放能量 能量
能量来源 ATP中的 ，光合作用
特点 时刻不停的发生，并且处于动态平衡之中
三、ATP的利用
1.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。
用于主动运输、胞吞胞吐
用于生物体的发光、发电、等
(
ATP(细胞呼吸)
) 用于物质的合成
用于大脑思考
细胞中绝大多数需要能量的生命活动
叶绿体中某些物质合成
(
ATP(光合作用)
)
暗反应三碳化合物的还原
ATP为主动运输供能
①Ca2＋主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的_______，膜内侧的Ca2＋与其载体结合时就激活该酶，将ATP水解。
②ATP水解释放的磷酸基团与载体蛋白结合即______________的磷酸化。
③载体蛋白磷酸化导致其______________发生变化。
3.ATP是细胞内流通的能量“货币”。
(1)吸能反应一般与ATP_____的反应相联系。
(2)放能反应一般与ATP的_____相联系。
(3)能量通过____在吸能反应和放能反应之间流通。
【课堂合作探究案】
探究一、ATP的结构
【自主独学】 阅读课本86页ATP是一种高能磷酸化合物内容，分析问题1-3。
1.ATP的组成元素有哪些？
2.一个ATP分子有几种化学基团？含有几个磷酸基团？几个特殊的化学键？
3.ATP中的特殊化学键为什么不稳定？
【学以致用】
例1.下图为ATP分子的结构式，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图中五碳糖为核糖 B．图中虚线框中的基团是腺苷
C．该分子中有2个特殊的化学键 D．该分子由C,H,O,N,P五种元素组成
探究二、ATP和ADP的相互转化
【自主探究】阅读资料1和资料2，思考相关问题。
资料1、肌肉收缩的直接能源物质是ATP。人体在安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。
资料2、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。
分析：人体在剧烈运动时需要的大量能量，是依赖ATP含量升高还是ATP和ADP的快速转化？
【合作探究】
阅读课本P86-87文字和图5-4、图5-5，小组合作完成ATP与ADP相互转化的模型构建。
【问题思考】ATP和ADP的相互转化是化学上的可逆反应吗？尝试从反应条件，反应场所，能量，酶几个角度分析。
【学以致用】
例2.生物体内能量代谢中ATP的合成和利用过程如图所示。以下说法不正确的是（ ）
A.动植物体内都有呼吸作用为ATP的合成提供能量
B.①过程和②过程的酶和场所不相同
C.c表示吸收的能量，d表示释放的能量，两者数值相等、形式相同
D.ATP在活细胞中的含量很少，但转化速度很快
探究三、ATP的利用
【自主探究】
阅读课本P89-90，分析ATP可以为哪些生命活动提供能量
结合课本内容思考：ATP如何为主动运输提供能量？
①Ca2＋主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的_______，膜内侧的Ca2＋与其载体结合时就激活该酶，将ATP水解。
②ATP水解释放的磷酸基团与载体蛋白结合即______________的磷酸化。
③载体蛋白磷酸化导致其______________发生变化。
例3．下列生理活动中不会导致细胞内ADP生成量增加的是(　　)
A．小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 B．甲状腺细胞吸收碘
C．根毛细胞吸收水分 D．K＋进入小肠绒毛上皮细胞
【课堂小结】利用思维导图构建本节知识框架
【课后达标练习】
1.一个ATP分子中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（ ）
A 1，2，2 B 1，2，3 C 1，3，2 D 2，3，1
2．在 ATP ADP+Pi+能量"的反应式中，下列说法正确的是（ ）
A.物质和能量都是可逆的，酶相同
B.物质和能量都是不可逆的，酶不相同
C.物质是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同
D.能量是可逆的，物质是不可逆的，酶相同
3．"ATP ADP+Pi+能量"中的能量不可能用于（ ）
A.物质合成 B.肌肉收缩
C.水分的吸收 D.离子吸收和唾液的分泌
4．在活细胞中，如图所示的循环过程永不停息地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP循环中的有关问题。
(1)ATP作为生物体生命活动的____________物质，在②过程中，是由于_________________断裂而释放出能量。
(2)A1和A2分别起什么作用？ 二者相同吗？ ___________________。
(3)①中动植物细胞中能量E1的来源有哪些？②中能量E2的去向有哪些？____________________________________________________________________。
5．经研究证实ATP是细胞的能量“货币”。请分析回答下列问题：
(1)ATP分子的结构简式是____________，中文名称：______________。研究发现，正常成年人安静状态下24 h 有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________(写出方程式，标明条件)。
(2)ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。
课前预习答案
一、1.腺苷三磷酸
2.腺苷；磷酸；特殊化学键
二、1.时刻不停；动态平衡
2.统一性
3.（1）呼吸作用（2）光能
三、1.ATP
2.（1）水解；（2）合成 （3）ATP
课堂合作探究案
探究一、ATP的结构
1.CHONP
2.三；3；2
3.两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥
例1：B
探究二、ATP和ADP的相互转化
依赖于ATP和ADP之间快速的转化
【问题思考】不是可逆反应，酶的种类、反应所学的能量、场所不相同
例2：C
探究三、ATP的利用
（1）水解；（2）载体蛋白（3）空间结构
例3：C
课后达标练习
CCC
4.（1）直接能源；特殊的化学键
（2）催化作用，不相同
（3）光能和化学能；各项生命活动
5.（1）A-P~P~P；腺苷三磷酸；略
（2）腺苷

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