资源简介

细胞的能量“货币”ATP的学案
【学习目标】
1.简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式。
2.简述ATP与ADP之间的相互转化机制。
3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用
【学习重难点】
1、教学重点：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用
2、教学难点：通过ATP与ADP相互转化的特点，解释ATP是驱动细胞生命活动直接能源物质
【预习新知】
ATP是一种高能磷酸化合物
1．中文名称：三磷酸腺苷。
2．结构简式：A－P～P～P
3．特点
(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个高能磷酸键，储存大量能量。
(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，释放出大量能量。
ATP与ADP可以相互转化
1.ATP水解的反应式:　。
ATP水解的能量用于　　　　　　　　　　　　。
2.ATP合成的反应式:　。
在动物与人中合成ATP的能量来自　　　　　;在绿色植物中合成ATP的能量来自　　　　　。
　　材料1:一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP约有48 kg。在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5 kg/min,而人体中ATP的总量大约只有2 mg,剧烈运动时只能维持3 s。
材料2:将32P标记磷酸加入细胞培养液中,短时间内快速分离出细胞中的ATP,发现ATP的总量变化不大,但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。
结论:据资料1可知生物体内的ATP含量很　　　　,据资料2可知ATP与ADP相互转化速率很　　　　。这种转化时刻发生并且处于动态平衡。
ATP和ADP的相互转化是可逆反应吗
ATP与ADP的相互转换的比较
反应 ATPADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量ATP
反应类型
酶的类型
场所 动物: 植物:
能量来源
能量去向
结论
ATP的利用
1．ATP水解释放的能量用于各项生命活动
(1)实例
(2)ATP为主动运输供能的过程分析
①Ca2＋主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的，膜内侧的Ca2＋与其载体结合时激活该酶，将ATP水解。
②ATP水解时，脱离下来的磷酸基团与载体蛋白结合即载体蛋白的磷酸化。
③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化。
2．ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)吸能反应一般与ATP水解相联系；放能反应一般与ATP合成相联系，示意图如下
(2)能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通。
【易错提示】
1．ATP的结构简式是A—P～P～P，其中A表示腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。
2．细胞内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性。
3．合成ATP的途径包括光合作用和呼吸作用。
4．ATP是生命活动的直接能源物质。
【巩固训练】
1.下面是细胞内ATP与ADP相互转化的图示，请依图回答：
(1)图中ATP的简式中“～”代表_____________。
(2)对植物来说，当反应由下往上进行时，所需要的能量来源于________作用和________作用。
2.细胞内的能量“通货”是( )
A.DNA B.RNA C.ATP D.ADP
3.下列关于酶和ATP的叙述，正确的是
A.酶和ATP的元素组成不可能完全相同
B.酶的合成是放能反应，酶的水解是吸能反应
C.ATP的合成一定需要酶，ATP的水解不一定需要酶
D.能产生酶的细胞一定能产生ATP，但能产生ATP的细胞不一定能产生酶
4.下列关于ATP的叙述，错误的是( )
A.细胞质和细胞核中都有ATP分布
B.ATP合成所需的能量由磷酸提供
C.ATP可以水解为ADP和磷酸
D.正常细胞中ATP和ADP的比值是相对稳定的
5.关于吸能反应和放能反应的叙述，错误的是( )
A.氨基酸合成蛋白质的过程是吸能反应
B.细胞内的放能反应一般与ATP合成反应相联系
C.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
D.葡萄糖的氧化分解属于吸能反应
6.蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是( )
A.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应
B.蛋白质的磷酸化和去磷酸化是可逆反应
C.蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的底物不同
D.ATP脱去两个磷酸基团后的物质可作为奥密克戎毒株遗传物质的单体
参考答案
1.答案：（1）高能磷酸键
（2）光合作用；呼吸作用
解析：本题考查ATP的结构及其与ADP的相互转化。ATP与ADP的相互转化过程需要酶的催化，并伴随着能量的储存与释放;植物体内ATP合成时能量来自光合作用和呼吸作用,ATP水解时释放的能量来自ATP 中远离A的高能磷酸键。
2.答案：C
解析：ATP是所有细胞的直接供能物质，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，因此可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量通货。
3.答案：D
解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA,其中RNA和ATP的元素组成完全相同,A错误;酶的合成是吸能反应,酶的水解是放能反应,B错误;ATP的合成一定需要酶,ATP的水解也一定需要酶,C错误;能产生酶的细胞一定能产生ATP,但能产生ATP的细胞不一定能产生酶,如哺乳动物成熟的红细胞,D正确。
4.答案：B
解析：细胞质和细胞核中都有耗能反应，因此都有ATP为耗能反应提供能量，A项正确。合成ATP需要的能量主要由光合作用和细胞呼吸提供，磷酸只提供ATP合成的物质，不提供能量，B项错误。正常细胞中ATP与ADP相互转化，使ATP与ADP的比值保持相对稳定的状态，D项正确。
5.答案：D
解析：A、氨基酸合成蛋白质的过程是吸能反应，A正确;
B、放能反应一般与ATP合成相联系，B正确;
C、ATP是能量流动的通货，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，C正确;
D、葡萄糖的氧化分解反应就是能量逐步释放的过程，D错误。
6.答案：B
解析：B、蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程需要的酶不同,不是可逆反应,B错误。

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