資源簡介

細胞的能量“貨幣”ATP
學生學案
【學習目標】
1.依據ATP的分子簡式說出ATP的化學組成和特點。（生命觀念、結構與功能相適應）
2.依據ATP和ADP的相互轉化解釋ATP在細胞生命活動中的作用。（生命觀念、科學思維）
3.通過模型建構分析ATP與ADP相互轉化的機制。（科學探究、科學思維）
4.從物質和能量角度，舉例說明ATP在生活中的應用。（科學思維、社會責任）
【重點】ATP分子的化學組特點及在能量代謝中的作用
【難點】通過ATP與ADP相互轉化的特點，解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。
【課前預習案】
一、ATP是一種高能磷酸化合物
1.名稱:___________。
2.結構簡式: 。含義分別是:A 代表 ，P 代表 ，～代表 ，— 代表 。
3.元素組成：
二、ATP與ADP可以相互轉化
1.ATP和ADP的相互轉化_________地發生,且處于__________之中。
2.ATP和ADP相互轉化的能量供應機制,體現了生物界的_______。
3.ATP合成的能量來源:
(1)動物、人、真菌和大多數細菌:__________釋放的能量。
(2)綠色植物:呼吸作用釋放的能量和_____。
項目 ATP的水解 ATP的合成
反應式 ATP ADP+ +能量
場所 生物體的需能部位 細胞質基質，線粒體，葉綠體
反應類型 反應 合成反應
能量變化 釋放能量 能量
能量來源 ATP中的 ，光合作用
特點 時刻不停的發生，并且處于動態平衡之中
三、ATP的利用
1.細胞中絕大多數需要能量的生命活動都是由 直接提供能量的。
用于主動運輸、胞吞胞吐
用于生物體的發光、發電、等
(
ATP(細胞呼吸)
) 用于物質的合成
用于大腦思考
細胞中絕大多數需要能量的生命活動
葉綠體中某些物質合成
(
ATP(光合作用)
)
暗反應三碳化合物的還原
ATP為主動運輸供能
①Ca2＋主動運輸的載體蛋白也是催化ATP水解的_______，膜內側的Ca2＋與其載體結合時就激活該酶，將ATP水解。
②ATP水解釋放的磷酸基團與載體蛋白結合即______________的磷酸化。
③載體蛋白磷酸化導致其______________發生變化。
3.ATP是細胞內流通的能量“貨幣”。
(1)吸能反應一般與ATP_____的反應相聯系。
(2)放能反應一般與ATP的_____相聯系。
(3)能量通過____在吸能反應和放能反應之間流通。
【課堂合作探究案】
探究一、ATP的結構
【自主獨學】 閱讀課本86頁ATP是一種高能磷酸化合物內容，分析問題1-3。
1.ATP的組成元素有哪些？
2.一個ATP分子有幾種化學基團？含有幾個磷酸基團？幾個特殊的化學鍵？
3.ATP中的特殊化學鍵為什么不穩定？
【學以致用】
例1.下圖為ATP分子的結構式，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中五碳糖為核糖 B．圖中虛線框中的基團是腺苷
C．該分子中有2個特殊的化學鍵 D．該分子由C,H,O,N,P五種元素組成
探究二、ATP和ADP的相互轉化
【自主探究】閱讀資料1和資料2，思考相關問題。
資料1、肌肉收縮的直接能源物質是ATP。人體在安靜狀態時，肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮1～2s所需的能量。
資料2、一個人在劇烈運動狀態下，每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量，供運動所需。一個成年人在安靜的狀態下，24h內竟有40kg的ATP被水解。
分析：人體在劇烈運動時需要的大量能量，是依賴ATP含量升高還是ATP和ADP的快速轉化？
【合作探究】
閱讀課本P86-87文字和圖5-4、圖5-5，小組合作完成ATP與ADP相互轉化的模型構建。
【問題思考】ATP和ADP的相互轉化是化學上的可逆反應嗎？嘗試從反應條件，反應場所，能量，酶幾個角度分析。
【學以致用】
例2.生物體內能量代謝中ATP的合成和利用過程如圖所示。以下說法不正確的是（ ）
A.動植物體內都有呼吸作用為ATP的合成提供能量
B.①過程和②過程的酶和場所不相同
C.c表示吸收的能量，d表示釋放的能量，兩者數值相等、形式相同
D.ATP在活細胞中的含量很少，但轉化速度很快
探究三、ATP的利用
【自主探究】
閱讀課本P89-90，分析ATP可以為哪些生命活動提供能量
結合課本內容思考：ATP如何為主動運輸提供能量？
①Ca2＋主動運輸的載體蛋白也是催化ATP水解的_______，膜內側的Ca2＋與其載體結合時就激活該酶，將ATP水解。
②ATP水解釋放的磷酸基團與載體蛋白結合即______________的磷酸化。
③載體蛋白磷酸化導致其______________發生變化。
例3．下列生理活動中不會導致細胞內ADP生成量增加的是(　　)
A．小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖 B．甲狀腺細胞吸收碘
C．根毛細胞吸收水分 D．K＋進入小腸絨毛上皮細胞
【課堂小結】利用思維導圖構建本節知識框架
【課后達標練習】
1.一個ATP分子中含有的腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵數目依次是（ ）
A 1，2，2 B 1，2，3 C 1，3，2 D 2，3，1
2．在 ATP ADP+Pi+能量"的反應式中，下列說法正確的是（ ）
A.物質和能量都是可逆的，酶相同
B.物質和能量都是不可逆的，酶不相同
C.物質是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同
D.能量是可逆的，物質是不可逆的，酶相同
3．"ATP ADP+Pi+能量"中的能量不可能用于（ ）
A.物質合成 B.肌肉收縮
C.水分的吸收 D.離子吸收和唾液的分泌
4．在活細胞中，如圖所示的循環過程永不停息地進行著。請運用所學知識，分析回答ATP和ADP循環中的有關問題。
(1)ATP作為生物體生命活動的____________物質，在②過程中，是由于_________________斷裂而釋放出能量。
(2)A1和A2分別起什么作用？ 二者相同嗎？ ___________________。
(3)①中動植物細胞中能量E1的來源有哪些？②中能量E2的去向有哪些？____________________________________________________________________。
5．經研究證實ATP是細胞的能量“貨幣”。請分析回答下列問題：
(1)ATP分子的結構簡式是____________，中文名稱：______________。研究發現，正常成年人安靜狀態下24 h 有40 kg ATP發生轉化，而細胞內ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是________________(寫出方程式，標明條件)。
(2)ATP在有關酶的作用下，3個磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是________。
課前預習答案
一、1.腺苷三磷酸
2.腺苷；磷酸；特殊化學鍵
二、1.時刻不停；動態平衡
2.統一性
3.（1）呼吸作用（2）光能
三、1.ATP
2.（1）水解；（2）合成 （3）ATP
課堂合作探究案
探究一、ATP的結構
1.CHONP
2.三；3；2
3.兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥
例1：B
探究二、ATP和ADP的相互轉化
依賴于ATP和ADP之間快速的轉化
【問題思考】不是可逆反應，酶的種類、反應所學的能量、場所不相同
例2：C
探究三、ATP的利用
（1）水解；（2）載體蛋白（3）空間結構
例3：C
課后達標練習
CCC
4.（1）直接能源；特殊的化學鍵
（2）催化作用，不相同
（3）光能和化學能；各項生命活動
5.（1）A-P~P~P；腺苷三磷酸；略
（2）腺苷

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