2021_2022學年高中生物第5章細胞的能量供應和利用第2節(jié)細胞的能量“通貨”__ATP學案新人教版必修1

1、第2節(jié)細胞的能量“通貨”ATP學 習 目 標核 心 素 養(yǎng)1.簡述ATP的化學組成和特點。(重點)2.寫出ATP的分子簡式。3.解釋ATP在能量代謝中的作用。(重點)1.通過對ATP的結構和作用學習，形成結構與功能相適應及物質與能量的生命觀念。2.通過對ATP的合成和利用的學習，養(yǎng)成歸納與概括的科學思維方式。一、ATP分子中具有高能磷酸鍵1中文名稱：三磷酸腺苷。2結構簡式：APPP符號含義3特點(1)ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物，含有2個高能磷酸鍵，儲存大量能量。(2)ATP的化學性質不穩(wěn)定，在有關酶的催化作用下，遠離A的高能磷酸鍵易水解，釋放出大量能量。二、ATP和ADP可以相互轉化1

2、過程(1)釋放能量：ATPADPPi能量。(2)儲存能量：ADPPi能量ATP。2能量的來源及去路3原因及特點(1)原因：ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解。(2)特點：時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中。三、ATP的利用1列舉利用ATP的實例2ATP是細胞內流通的能量“通貨”(1)化學反應中的能量變化與ATP的關系。放能反應：一般與ATP的合成相聯(lián)系。吸能反應：一般與ATP的水解相聯(lián)系。(2)能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環(huán)流通。1ATP是高能磷酸化合物，含有三個高能磷酸鍵。()21個ATP分子中含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團。()3ATP水解時，兩個高能磷酸鍵都斷裂，

3、生成ADP和Pi。()4ATP和ADP的相互轉化與吸能反應和放能反應聯(lián)系在一起。()5ATP與ADP的相互轉化時刻不停地發(fā)生并且處在動態(tài)平衡之中，且是生物界的共性。()提示：1.ATP中含有兩個高能磷酸鍵。21個ATP分子中含有1個腺苷和3個磷酸基團。3ATP水解時，遠離A的高能磷酸鍵斷裂。45.ATP的結構和功能問題探究1根據ATP結構式思考下列問題：(1)圖中、的結構分別是什么？提示：腺嘌呤、核糖、磷酸基團。(2)腺苷是由圖中哪些結構組成的？提示：。(3)ATP分子去掉2個磷酸基團后的剩余部分是什么物質？提示：腺嘌呤核糖核苷酸。(4)若ATP完全水解，會得到哪些成分？提示：腺嘌呤、核糖、磷

4、酸。2ATP中的“A”與堿基中的“A”是同一種物質嗎？提示：不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤核糖)；在堿基中，“A”代表腺嘌呤。 1ATP的分子組成(如圖)(1)元素組成：ATP是由C、H、O、N、P五種元素組成的，這與核酸的元素組成是相同的。(2)AMP是RNA的基本組成單位。(3)ATP的結構組成可以用“1、2、3”來總結，1表示1個腺苷，2表示兩個高能磷酸鍵，3表示3個磷酸基團。2ATP的結構與功能的相互關系(1)ATP的結構特點保證了細胞內有一個相對穩(wěn)定的能量供應庫。ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵容易水解和形成，可保證ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定和能量的持續(xù)供應。(2)ATP在供能中處于

5、核心地位，許多能源物質中的能量需轉移到ATP中才能為生命活動供能。在生命活動中，ATP中的能量可轉化為不同形式的能量。3生物體內的能源物質總結(1)能源物質：糖類、脂肪、蛋白質、ATP。(2)主要能源物質：糖類。(3)儲能物質：脂肪、淀粉(植物細胞)、糖原(動物細胞)。(4)主要儲能物質：脂肪。(5)直接能源物質：ATP。(6)最終能量來源：太陽能。1下列關于細胞的能量“通貨”ATP的敘述，正確的是()AATP中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸BATP中遠離“A”的高能磷酸鍵易水解CATP的結構簡式可表示為APPPD細胞中ATP的含量少，化學性質十分穩(wěn)定BATP中的“T”代表三個；ATP的結構簡式為

6、APPP。細胞中ATP的含量少，化學性質活躍。2如圖表示ATP的結構，下列相關說法正確的是()Ab鍵斷裂后形成ADP和PiB圖中的3表示ATP中的字母AC由1、2、3各一分子形成的物質是組成DNA的基本單位Da鍵斷裂釋放的能量可以直接用于生命活動D選項A，a鍵斷裂后形成ADP和Pi。選項B，ATP中的字母A表示腺苷，而題圖中的3表示腺嘌呤。選項C，由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是組成RNA的基本單位。選項D，ATP是生命活動所需能量的直接來源，a鍵斷裂所釋放的能量可以直接用于生命活動。ATP與ADP的相互轉化及利用問題探究1ATP在細胞內的含量是很少的，如成年人細胞內ADP和

7、ATP的總量僅為210 mg，而一個正常成年人在靜止狀態(tài)下24 h將有40 kg的ATP發(fā)生轉化。為滿足能量需要，生物體是如何解決這一矛盾的？提示：ATP與ADP在細胞內的相互轉化是十分迅速的，且物質可以重復利用，因此，能滿足生命活動對能量的需要。2ATP與ADP相互轉化的過程是否是可逆反應？(從反應條件、能量來源和去向、反應進行的場所分析)提示：不是。ATP合成的場所是細胞質基質、線粒體及葉綠體，能量來源是化學能或光能；ATP水解的場所是各種需能部位，能量來源于高能磷酸鍵。3ATP與ADP相互轉化過程中有沒有物質可循環(huán)利用？舉例說明。提示：有，例如ADP、Pi、水可循環(huán)利用。 1ATP與AD

8、P相互轉化的原因2ATP與ADP相互轉化的過程(1)圖示(2)分析光合作用和呼吸作用等放能反應與ATP的合成相聯(lián)系，呼吸作用中釋放的能量一部分儲存在ATP中，另一部分以熱能的形式散失。主動運輸?shù)任芊磻cATP的水解相聯(lián)系，所以ATP是直接能源物質。3ATP與ADP間的相互轉化過程不可逆反應式ATPADPPi能量能量PiADPATP類型水解反應合成反應場所活細胞內多種場所細胞質基質、線粒體、葉綠體 能量轉化放能與吸能反應相聯(lián)系儲能與放能反應相聯(lián)系能量來源高能磷酸鍵有機物和光能能量去向用于各項生命活動儲存于ATP中綜上所述，ATP和ADP相互轉化的過程應判斷為“物質是可逆的，能量是不可逆的”或解

9、釋為“物質是可以循環(huán)利用的，能量是不能循環(huán)的”。4ATP和ADP相互轉化的意義ATP與ADP的相互轉化，保證了機體能量的需要。細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，是生物界的共性。1下圖為細胞中ATP與ADP相互轉化示意圖，有關敘述錯誤的是()A在一個活細胞中，時刻進行著過程和B過程和也可以發(fā)生在同一個細胞器內C過程中需要的能量不是過程釋放的D維持人體體溫的熱能主要來自過程中的能量DATP為直接能源物質，在一個活細胞中，時刻進行著ATP與ADP的轉化過程；ATP的合成與水解也可以發(fā)生在同一個細胞器內，如葉綠體；過程為ATP的合成過程，需要的能量來自呼吸作用或光合作用；維持人體體溫的熱能主

10、要來自呼吸作用釋放的能量。2下圖表示生物體內發(fā)生的兩個化學反應，請判斷下列相關說法中正確的是()AATP分子水解時，圖中所示的化學鍵最易斷裂B圖中酶1和酶2的化學本質相同，但是兩者的種類不同C細胞中的吸能反應一般與ATP的合成相聯(lián)系DATP與ADP間相互轉化的能量供應機制只發(fā)生在真核細胞內BATP是生命活動的直接能源物質，ATP水解時，遠離A的高能磷酸鍵最易斷裂。圖中酶1為ATP水解酶，酶2為ATP合成酶，兩者種類不同，但化學本質均為蛋白質。細胞中的吸能反應所需的能量由ATP水解提供，而放能反應則與ATP的合成相聯(lián)系。細胞內ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制是生物界的共性之一，也存在于原核

11、細胞中。課堂小結知 識 網 絡 構 建核 心 語 句 歸 納1.ATP的結構簡式是APPP，其中“A”表示腺苷，“P”代表磷酸基團，“”代表高能磷酸鍵。2.ATP與ADP相互轉化的反應式是ATPADPPi能量。3.細胞內ATP與ADP的相互轉化是生物界的共性。4.合成ATP的途徑包括光合作用和呼吸作用。5.ATP是生命活動的直接能源物質。1一分子ATP中，含有腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵的數(shù)目依次是()A1、2、2B2、3、2C1、3、2 D1、3、3答案C2晉書車胤傳有“映雪囊螢”的典故，記載了東晉時期名臣車胤日夜苦讀，將螢火蟲聚集起來照明讀書的故事。螢火蟲尾部可發(fā)光，為發(fā)光直接供能的物質是(

12、)A淀粉 B脂肪CATP D蛋白質C淀粉是植物細胞的儲能物質，脂肪是動植物細胞共有的儲能物質，蛋白質是生命活動的主要承擔者，一般不作為能源物質。細胞中的直接能源物質是ATP，ATP中的化學能可以轉變成光能、電能等。故螢火蟲尾部可發(fā)光，為發(fā)光直接供能的物質是ATP，故選C。3螢火蟲尾部發(fā)光，是熒光素接受了ATP中的能量后，將化學能轉化成光能所致，此化學能來自中的哪些磷酸鍵()A BC DDATP的化學性質不穩(wěn)定，在有關酶的作用下，ATP中遠離腺苷的那個高能磷酸鍵很容易水解，且水解時能釋放出大量的能量供給生命活動利用。在螢火蟲體內，給熒光素提供能量的是遠離腺嘌呤核苷的那個高能磷酸鍵。4下列關于AT

13、P分子的敘述，正確的是()AA表示的是腺嘌呤BATP分子中含有C、H、O、N、P 5種元素CT表示胸腺嘧啶，因而ATP的結構與核苷酸很相似D1 mol ATP水解，能釋放出30.54 kJ的能量，這些能量儲存在2個高能磷酸鍵中B根據ATP分子的結構簡式可知，A表示的是腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，A錯誤；ATP分子中含有C、H、O、N、P 5種元素，B正確；T表示的不是胸腺嘧啶而是數(shù)字“3”，C錯誤；ATP分子中有2個高能磷酸鍵，遠離腺苷的那個易斷裂、易形成，故ATP水解時釋放出的能量應是儲存在1個高能磷酸鍵中的能量，D錯誤。5在活細胞中，下列循環(huán)過程永不停止地進行著，請運用所學的知識，分析完成M

14、和N循環(huán)中的有關問題：(1)作為生物體生命活動的直接能源物質是_，其分子結構簡式為_，在過程中，由于_鍵斷裂而釋放出能量。(2)在綠色植物體內與相應的生理活動是在細胞內的細胞質基質、_和_中進行的。(3)A1和A2具有_作用，在圖中它們的作用分別是_。(4)在呼吸作用中，應該進行_過程，能量來自_。(5)根吸收無機鹽離子過程中，應該進行_過程，能量用于_。解析(1)由圖中物質轉化關系可知，M是ATP，N是ADP。ATP是生命活動的直接能源物質，ATP水解時遠離A的那個高能磷酸鍵易斷裂。ATP的水解和合成分別由水解酶和合成酶催化。(2)反應過程是細胞合成ATP的過程，在綠色植物細胞內合成ATP的主要部位是