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5.2 细胞的能量“货币”ATP学案
【学习目标】
(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。
【学习重难点】
教学重点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。
教学难点ATP与ADP相互转化
【预习新知】
（一）ATP是一种高能磷酸化合物
1．中文名称：腺苷三磷酸。
2．结构简式：A－P～P～P。
符号含义
3．特点
(1)高能量
ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键，储存大量能量。
(2)能量易释放
ATP的化学性质不稳定，这是由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，即末端磷酸基团具有较高的转移势能。在有关酶的催化作用下，末端磷酸基团脱落，释放出大量能量。
4．功能
是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（二）ATP与ADP可以相互转化
(1)相互转化的过程及能量来源图解
(2)ATP与ADP转化的特点
①ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停地发生并且处在动态平衡之中。
②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。
（三）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催化ATP水解的酶。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分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。
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。
【巩固训练】
1.如图所示为ATP与ADP相互转化的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.ATP与DNA、RNA的元素组成完全一致
B.人剧烈运动时体内过程①②均会明显加快
C.细胞内的许多放能反应与过程②密切联系
D.对人来说，过程①所需的能量Q1来自细胞呼吸
2.ATP是一种高能磷酸化合物，如图是生物界中能量通货--ATP与ADP相互转化的示意图。相关叙述正确的是( )
A.①②过程为可逆反应
B.②过程产生的Pi可使载体蛋白磷酸化
C.细胞内的吸能反应一般与①过程相联系
D.在植物体中①所需的能量只能来自于光合作用
3.一分子ATP中，含有的特殊化学键(~)和磷酸基团的数目分别是( )
A.1和3 B.2和2 C.4和6 D.2和3
4.“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。”杜牧在诗句中描绘了萤火虫在夜空中发光的生物学现象。萤火虫发光需要的直接能源物质是( )
A.糖原 B.核酸 C.蛋白质 D.ATP
5.ATP是细胞生命活动的直接能源物质。下列有关叙述正确的是( )
A.ATP中特殊化学键的断裂可为某些放能反应提供能量
B.代谢强度大的细胞中ATP含量高且不稳定
C.尿苷三磷酸中的尿苷是由尿嘧啶和核糖构成的
D.鸟苷三磷酸中的鸟苷是由鸟嘌呤和脱氧核糖构成的
6.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述正确的是( )
A.ATP中的A指腺嘌呤核糖核苷酸
B.ATP分子中磷酸基团之间会形成氢键
C.脱离的末端磷酸基团可使其他分子发生变化
D.ATP末端的磷酸基团转移势能较低，导致远离A的化学键易断裂
7.ATP是细胞内流通的能量“通货”、可由ADP转化而来，以下说法错误的是( )
A.无氧呼吸的第二阶段有少量ADP的转化
B.叶绿体类囊体膜和叶绿体基质之间能发生ATP和ADP的转移
C.线粒体内膜属于细胞的生物膜系统，存在ATP合成酶的位点
D.突触前膜释放一氧化氮需消耗ATP
8.下列关于酶与ATP的叙述，正确的是( )
A.在探究淀粉酶的专一性实验中，用淀粉和蔗糖做底物，可用碘液进行检测
B.能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通
C.ATP脱去两个磷酸基团后的物质可作为烟草遗传物质复制的原料之一
D.活细胞内产生的酶可在细胞外起作用，在生物体外不起作用
9.ATP是细胞的能量“货币”，关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C、H、O、N、P B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化 D.可直接为细胞提供能量
10.衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是( )
A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
参考答案
1.答案：C
解析：A、ATP与DNA、RNA的元素组成完全一致，都是C、H、O、N、P，A正确;B、人剧烈运动时，ATP消耗增多，体内过程①②均会明显加快，B正确;C、②ATP的水解与许多吸能反应相联系，C错误;D、人体中，细胞呼吸中有有机物氧化分解释放的能量可以用来合成ATP，D正确。
2.答案：B
解析：A、①②过程不是可逆反应，物质可逆，能量不可逆，相应的场所和酶也不同，A错误;B、②过程产生的P河可使载体蛋白磷酸化，空间构像发生改变，B正确;Cj细胞内的吸能反应一般与②过程放能反应相联系，C错误;D、在植物体中①ATP的合成所需的能可来自于光合作用也可来自呼吸作用，D错误。故选B。
3.答案：D
解析：一分子ATP中含有2个特殊的化学键和3个磷酸基团。故选D。
4.答案：D
解析：细胞生命活动所需能量的直接来源是ATP。
5.答案：C
解析：A、ATP中特殊化学键的断裂可为某些吸能反应提供能量，A错误；
B、ATP与ADP快速转化保证机体生命活动的正常进行，ATP含量与代谢强度大小关系不大，B错误；
C、尿嘧啶是RNA特有的碱基，尿苷三磷酸中的尿苷是由尿嘧啶和核糖构成的，C正确；
D、脱氧鸟苷三磷酸中的鸟苷是由鸟嘌呤和脱氧核糖构成的，D错误。
故选C。
6.答案：C
解析：A、ATP中的A指腺苷，而不是腺嘌呤核糖核苷酸，A错误;B、ATP分子中磷酸基团之间会形成特殊的化学键(一般称为高能磷酸键)，而不是氢键，B错误;C、在有关酶的催化作用下ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，形成游离的Pi(磷酸)，Pi会与其他分子结合并引起后者结构发生改变，C正确;D、由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能，D错误。故选C。
7.答案：A
解析：A、在代谢旺盛的细胞中消耗的能量多，ATP与ADP相互转化的速度快，A正确;B、在叶绿体中，光反应合成ATP，暗反应合成ATP的运动方向由叶绿体的类囊体薄膜到叶绿体的基质，B错误;C、ATP合成酶存在于细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜和叶绿体中，C错误;D、ATP的A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基团，D错误。
8.答案：B
解析：A、在探究淀粉酶的专一性实验中，用淀粉和蔗糖做底物，应该用斐林试剂进行检测，因为因为蔗糖水解前后都不会遇碘液变蓝，A错误B、细胞内的吸能反应和ATP分解相联系，放能反应和ATP合成相联系，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”，B正确； C、ATP脱去两个磷酸基团后的物质可作为合成RNA的原料，烟草遗传物质是DNA,C错误； D、活细胞内产生的酶可在细胞内、细胞外起作用，也可以在生物体外起作用，D错误。
故选：B。
9.答案：B
解析：A、ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团,故元素组成为CH、O、N、P,A正确;B、在无氧条件下,无氧呼吸过程中也能合成ATP,B错误;C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化,C正确;D、ATP是生物体的直接能源物质,可直接为细胞提供能量,D正确。
故选B。
10.答案：D
解析：细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D正确，ABC错误。故选：D。

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