《5.2細胞的能量“貨幣”-ATP》教學設(shè)計、教案、導學案、同步練習

《5.2細胞的能量“貨幣”——ATP》教學設(shè)計【教學目標】一、知識方面：1．簡述ATP的化學組成和特點。2．寫出ATP的分子簡式。3．解釋ATP在能量代謝中的作用。二、能力方面：理解ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化?！窘虒W重難點】1．重點：（1）ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。（2）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。2．難點：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化?！窘虒W過程】引言：我們把一匙葡萄糖點燃，能觀察到什么現(xiàn)象？細胞內(nèi)的各種化學反應(yīng)均需要溫和的條件，那么細胞中的能量以什么形成釋放出來？又是如何被利用的呢？[問題探討]討論：1．螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？2．螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3．螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？一、ATP是一種高能磷酸化合物教師將ATP分子的化學成分以及結(jié)構(gòu)圖片展示給學生。1．ATP是什么英文名稱的縮寫？2．ATP結(jié)構(gòu)式是什么？3．A代表什么含義？P代表什么含義？~代表什么？4．ATP分子中大量的能量儲存在何處？5．ATP的生理功能是什么？6．為什么說ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP＋Pi＋能量1．ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易釋放能量，轉(zhuǎn)化成ADP。2．在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結(jié)合，重新形成一個ATP。3．對細胞的正常生活來說，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中。4．ATP的再生途徑。5．此反應(yīng)中物質(zhì)可逆，酶、場所、能量不可逆。6．利用比喻來講解，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。三、ATP的利用1．細胞內(nèi)的化學反應(yīng)有些是吸能反應(yīng)，有些是放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解供能；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。2．形象地把ATP比喻成細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”。3．ATP的用途如肌肉收縮、神經(jīng)傳導及生物電，合成代謝、吸收、分泌等。四、總結(jié)結(jié)構(gòu)式：A—P~P~PATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：ATPADP＋Pi＋能量植物：光合作用、呼吸作用再生途徑動物：呼吸作用，其他高能化合物的轉(zhuǎn)移ATP的生理功能：各種生命活動所需能量的直接來源【板書設(shè)計】一、ATP是一種高能磷酸化合物1．ATP的分子結(jié)構(gòu)簡式2．A、T、P、—、～的含義3．ATP的生理功能二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化1．轉(zhuǎn)化式：ATPADP＋Pi＋能量2．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的原因3．ATP的再生途徑三、ATP的利用1．主動運輸2．生物發(fā)電、發(fā)光3．肌肉收縮4．合成物質(zhì)5．神經(jīng)活動《第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP》教案【教材分析】本節(jié)內(nèi)容對生物體的供能物質(zhì)進行了說明，介紹了它的結(jié)構(gòu)功能與轉(zhuǎn)化?！窘虒W目標與核心素養(yǎng)】生命觀念：理解ATP的化學組成和特點；寫出ATP的分子簡式科學思維：分析ATP在能量代謝中的作用科學探究：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化社會責任：通過宏觀現(xiàn)象理解微觀現(xiàn)象，建立學生的抽象思維【教學重點和難點】教學重點：ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化教學難點：ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程中的能量來源和去路【教學過程】問題探討引入：⒈螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？⒉螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？⒊螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？ATP中文名三磷酸腺苷，活動：根據(jù)結(jié)構(gòu)式，用腺嘌呤，核糖，磷酸嘗試構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡式對比ATPADPAMP的區(qū)別與聯(lián)系A(chǔ)TP特點：含量低，轉(zhuǎn)化快，不能長時間儲存。ATP與ADP可以互相轉(zhuǎn)化ATP的能量來源包括細胞呼吸與光合作用。而釋放的能力可以用于各種生命活動。隨堂檢測：1、下列有關(guān)ATP的敘述,正確的是()A.綠色植物在光下能夠合成ATP,在暗處不能合成ATPB.ATP中的能量可以來源于光能、化學能,也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學能C.原核細胞中沒有線粒體,不能合成ATPD.ATP中的“A”與構(gòu)成DNA、RNA中的堿基“A”表示的是同一物質(zhì)2、下列對ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的敘述,正確的是()A.ATP水解和合成時所需要的酶都是一樣的B.ATP水解時釋放能量,合成ATP時儲存能量C.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是一個動態(tài)平衡的過程D.植物細胞和動物細胞發(fā)生ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的生理過程一樣《5.2細胞的能量“貨幣”——ATP》導學案【學習目標】1．簡述ATP的化學組成和特點。2．寫出ATP的分子簡式?！緦W習重難點】解釋ATP在能量代謝中的作用?！緦W習過程】一、ATP是一種高能磷酸化合物：1．ATP的全稱：_______________________________。2．ATP的結(jié)構(gòu)簡式：________________；其中“A”代表_________；“P”代表_________；“~”代表_________。3．ATP水解，實際上指_________________________________________。4．水解釋放的能量：___________________________________。思考：ATP為什么被稱為細胞內(nèi)的高能磷酸化合物？二、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化1．請寫出ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系式。2．上圖為ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的示意圖，回答問題：（1）寫出圖中標號名稱：1___________；2______________；3______________；4____________。（2）當反應(yīng)從下向上進行時，能量是從哪里來的？_____________。這些能量有什么作用？___________。（3）當反應(yīng)從上向下進行時，能量是從哪里來的？_____________________。這些能量有什么作用？________________。3．植物體、動物體細胞內(nèi)，ATP的形成場所分別有哪些？4．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系式能看作是可逆反應(yīng)嗎？為什么？5．ATP在細胞內(nèi)能大量貯存嗎？三、ATP的利用：①細胞內(nèi)主動運輸，吸收分泌。②肌肉收縮等生命活動。1．ATP的利用③細胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)。④生物發(fā)光，發(fā)電等。⑤神經(jīng)傳導如大腦思考。2．為什么把ATP比喻成細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”？小結(jié)：細胞內(nèi)的化學反應(yīng)伴隨著能量的吸收或釋放。吸能反應(yīng)一般與__________相聯(lián)系。如__________；放能反應(yīng)一般與__________相聯(lián)系，如__________。也就是說，ATP分子在__________和__________之間循環(huán)流通。ATP被比喻為能量的“貨幣”，有了ATP能量“貨幣”，細胞才能及時而持續(xù)的滿足各項活動__________的需求。5.2細胞的能量“貨幣”ATP同步練習1.關(guān)于ATP的敘述中，錯誤的是()A．ATP分子中含有三個高能磷酸鍵B．正常細胞中ATP與ADP的比值在一定范圍內(nèi)變化C．ATP分子水解掉兩個磷酸基團后變成腺嘌呤核糖核苷酸D．ATP中的“A”與構(gòu)成DNA、RNA中的堿基“A”表示的不是同一種物質(zhì)2.2016年3月19日，世界室內(nèi)田徑錦標賽男子60米短跑項目在美國波特蘭舉行，作為中國選手蘇炳添的優(yōu)勢項目，男子60米使他再次創(chuàng)造黃種人歷史。下列四項中，哪項能正確表示比賽時其肌細胞中ATP的變化(縱軸表示細胞中的ATP含量，橫軸表示時間)()3.下列哪種能源缺乏時，會立即影響細胞內(nèi)的代謝活動()A．日光B．ATPC．葡萄糖D．蛋白質(zhì)4.下列過程中能使細胞內(nèi)ADP的含量增加的是()A．水分子進入根毛細胞B．肺泡中的氧氣進入血液C．腸道中的甘油進入小腸絨毛上皮細胞D．胰腺細胞分泌胰島素5.科學家以螢火蟲為材料，分離出了發(fā)光物質(zhì)——熒光素以及熒光素酶。在有氧的條件下，只要有ATP，熒光素酶就能催化熒光素的氧化而發(fā)出光。從螢火蟲中分離得到的熒光素和熒光素酶一直用于ATP的定量檢測。下列關(guān)于人體內(nèi)ATP的敘述中，不正確的是()A．ATP的分子簡式可以表達為A—P～P～P，任意一高能磷酸鍵斷裂，形成A—P～P為二磷酸腺苷B．在線粒體中大量產(chǎn)生ATP時，一定伴隨著氧氣的消耗C．在生命活動旺盛的細胞中，線粒體數(shù)量較多D．人體內(nèi)ATP中高能磷酸鍵中的能量最終來自植物吸收的光能6.下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是()①在肺泡表面進行氣體交換需要消耗ATP②若細胞內(nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度的穩(wěn)定，細胞消耗ATP的量增加③人在寒冷時，細胞產(chǎn)生ATP的量增加④人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡A．①②B．②③C．③④D．①④7.下列關(guān)于ATP的敘述，正確的是()A．ATP脫去2分子磷酸的剩余部分是構(gòu)成DNA分子的基本單位之一B．綠色植物只在葉綠體中產(chǎn)生ATPC．大腦在思考問題時，伴隨著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化D．長期不進食的病人，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡8.關(guān)于人體細胞內(nèi)ATP的描述，正確的是()A．ATP主要在線粒體中產(chǎn)生B．它含有三個高能磷酸鍵C．ADP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP的過程是一個釋放能量的過程D．細胞內(nèi)儲有大量的ATP，以滿足生理活動的需要9.研究證實ATP既是“能量通貨”也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子，如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是()A．該細胞產(chǎn)生ATP的場所有線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)B．ATP是直接能源物質(zhì)，在細胞中含量很多C．典型神經(jīng)遞質(zhì)和ATP都能引起受體細胞的膜電位變化D．作為信息分子的ATP不能為細胞提供能量10.下圖1表示三磷酸核苷的結(jié)構(gòu)，圖2表示ATP在能量代謝中的作用。據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．圖1中N表示含氮堿基，若N為鳥嘌呤，則表示GTPB．ATP中的能量可以來源于光能和化學能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學能C．UTP、GTP分子中的高能磷酸鍵是直接由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的D．人體成熟紅細胞沒有線粒體，但能產(chǎn)生ATP11.下列有關(guān)ATP的敘述中，不正確的是()A．ATP直接為生命活動供能的過程消耗水B．人體在饑餓狀態(tài)下，細胞中ATP的含量仍可保持動態(tài)平衡C．ATP脫去兩個磷酸基團后可以參與合成RNAD．ATP的合成與水解所需的酶相同12.下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是()A．線粒體是藍細菌產(chǎn)生ATP的主要場所B．ATP分子由一分子腺嘌呤和三分子磷酸基團組成C．劇烈運動后，體內(nèi)ATP的含量不會明顯下降D．小麥根尖分生區(qū)細胞通過光合作用和呼吸作用產(chǎn)生ATP13.如圖是三磷酸腺苷的分子結(jié)構(gòu)，請回答下列問題：(1)ATP的結(jié)構(gòu)簡式為____________，圖中虛線部分的名稱是________。(2)一分子ATP可以看作是由________個磷酸分子、________個核糖分子和________個腺嘌呤縮合而成的。(3)ATP水解為ADP是指ATP分子中遠離A的__________水解，水解時釋放的能量是生物體進行________、____________和____________等生命活動所需能量的直接來源。5.2細胞的能量“貨幣”ATP同步練習答案解析1.關(guān)于ATP的敘述中，錯誤的是()A．ATP分子中含有三個高能磷酸鍵B．正常細胞中ATP與ADP的比值在一定范圍內(nèi)變化C．ATP分子水解掉兩個磷酸基團后變成腺嘌呤核糖核苷酸D．ATP中的“A”與構(gòu)成DNA、RNA中的堿基“A”表示的不是同一種物質(zhì)【答案】A【解析】ATP分子是由一個腺苷和三個磷酸基團構(gòu)成的，它含有一個普通磷酸鍵和兩個高能磷酸鍵，水解掉兩個磷酸基團后變成腺嘌呤核糖核苷酸，A項錯誤，C項正確；細胞中ATP的含量不多，但能不斷地合成和水解，從而保證細胞中穩(wěn)定的供能環(huán)境，B項正確；ATP分子中的“A”代表腺嘌呤和核糖組成的腺苷，而DNA、RNA中的堿基“A”分別代表腺嘌呤，D項正確。2.2016年3月19日，世界室內(nèi)田徑錦標賽男子60米短跑項目在美國波特蘭舉行，作為中國選手蘇炳添的優(yōu)勢項目，男子60米使他再次創(chuàng)造黃種人歷史。下列四項中，哪項能正確表示比賽時其肌細胞中ATP的變化(縱軸表示細胞中的ATP含量，橫軸表示時間)()【答案】B【解析】比賽時首先要消耗ATP，但體內(nèi)ATP含量很少，其能量供應(yīng)有限，所以有減少趨勢，利用后可由ADP迅速轉(zhuǎn)化，隨著ATP的再生，其含量又會進一步增加，故變化趨勢為先降低，后升高，B正確。3.下列哪種能源缺乏時，會立即影響細胞內(nèi)的代謝活動()A．日光B．ATPC．葡萄糖D．蛋白質(zhì)【答案】B【解析】立即影響細胞代謝，說明是細胞直接需要的物質(zhì)，ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)，缺少時會立即影響細胞代謝。4.下列過程中能使細胞內(nèi)ADP的含量增加的是()A．水分子進入根毛細胞B．肺泡中的氧氣進入血液C．腸道中的甘油進入小腸絨毛上皮細胞D．胰腺細胞分泌胰島素【答案】D【解析】細胞內(nèi)ADP的含量增加，說明細胞內(nèi)正在進行ATP的水解反應(yīng)，釋放能量供生命活動所需。水分子、氧氣和甘油出入細胞的方式都屬于自由擴散，不需要消耗能量，胰腺細胞分泌胰島素屬于細胞合成并分泌蛋白質(zhì)的過程，整個過程需要消耗能量。5.科學家以螢火蟲為材料，分離出了發(fā)光物質(zhì)——熒光素以及熒光素酶。在有氧的條件下，只要有ATP，熒光素酶就能催化熒光素的氧化而發(fā)出光。從螢火蟲中分離得到的熒光素和熒光素酶一直用于ATP的定量檢測。下列關(guān)于人體內(nèi)ATP的敘述中，不正確的是()A．ATP的分子簡式可以表達為A—P～P～P，任意一高能磷酸鍵斷裂，形成A—P～P為二磷酸腺苷B．在線粒體中大量產(chǎn)生ATP時，一定伴隨著氧氣的消耗C．在生命活動旺盛的細胞中，線粒體數(shù)量較多D．人體內(nèi)ATP中高能磷酸鍵中的能量最終來自植物吸收的光能【答案】A【解析】在ATP中，遠離A的那個高能磷酸鍵斷裂，形成ADP(二磷酸腺苷)，A錯誤。6.下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是()①在肺泡表面進行氣體交換需要消耗ATP②若細胞內(nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度的穩(wěn)定，細胞消耗ATP的量增加③人在寒冷時，細胞產(chǎn)生ATP的量增加④人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡A．①②B．②③C．③④D．①④【答案】B【解析】肺內(nèi)的氣體交換是通過擴散作用進行的，不需要消耗ATP，雖然細胞中ATP和ADP的含量少，但兩者轉(zhuǎn)化較快，因此人在饑餓時，兩者的含量也會達到動態(tài)平衡。Na＋進出細胞，靠主動運輸，主動運輸要消耗能量。人在寒冷時，細胞中產(chǎn)生ATP的量增加，以維持體溫的恒定。7.下列關(guān)于ATP的敘述，正確的是()A．ATP脫去2分子磷酸的剩余部分是構(gòu)成DNA分子的基本單位之一B．綠色植物只在葉綠體中產(chǎn)生ATPC．大腦在思考問題時，伴隨著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化D．長期不進食的病人，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡【答案】C【解析】ATP脫去2分子磷酸的剩余部分是RNA的組成單位之一。綠色植物產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體、線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)。病人細胞中ATP與ADP的含量也處于平衡狀態(tài)。8.關(guān)于人體細胞內(nèi)ATP的描述，正確的是()A．ATP主要在線粒體中產(chǎn)生B．它含有三個高能磷酸鍵C．ADP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP的過程是一個釋放能量的過程D．細胞內(nèi)儲有大量的ATP，以滿足生理活動的需要【答案】A【解析】ATP含兩個高能磷酸鍵，ATP轉(zhuǎn)變?yōu)锳DP的過程是一個釋放能量的過程。9.研究證實ATP既是“能量通貨”也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子，如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是()A．該細胞產(chǎn)生ATP的場所有線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)B．ATP是直接能源物質(zhì)，在細胞中含量很多C．典型神經(jīng)遞質(zhì)和ATP都能引起受體細胞的膜電位變化D．作為信息分子的ATP不能為細胞提供能量【答案】C【解析】該細胞為神經(jīng)細胞，不含葉綠體；ATP在細胞中含量極少，與ADP轉(zhuǎn)化迅速；根據(jù)圖形及題干信息，受體細胞膜上含有ATP的受體，與典型的神經(jīng)遞質(zhì)一樣都會引起膜電位變化；根據(jù)圖示，ATP能夠水解產(chǎn)生ADP及AMP，在水解過程中高能磷酸鍵斷裂，釋放出能量，因此能為細胞提供能量。10.下圖1表示三磷酸核苷的結(jié)構(gòu)，圖2表示ATP在能量代謝中的作用。據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．圖1中N表示含氮堿基，若N為鳥嘌呤，則表示GTPB．ATP中的能量可以來源于光能和化學能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學能C．UTP、GTP分子中的高能磷酸鍵是直接由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的D．人體成熟紅細胞沒有線粒體，但能產(chǎn)生ATP【答案】C【解析】圖1中N表示含氮堿基，若N為A，則表示ATP，若N為G，則表示GTP，若N為U，則表示UTP。由圖2可知，UTP和GTP分子中高能磷酸鍵不是由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的，而是由ATP將高能磷酸基轉(zhuǎn)移給UDP或GDP，進而生成UTP或GTP。11.下列有關(guān)ATP的敘述中，不正確的是()A．ATP