資源簡介

5.2 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
(1)知識目標(biāo)：簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)，寫出ATP的結(jié)構(gòu)簡式；解釋ATP在能量代謝中的作用。
(2)能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力，自主學(xué)習(xí)能力，理論聯(lián)系實(shí)際能力。
(3)情感目標(biāo): 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)意識，科學(xué)精神。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
教學(xué)重點(diǎn)1．ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用。
2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
教學(xué)難點(diǎn)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化
【預(yù)習(xí)新知】
（一）ATP是一種高能磷酸化合物
1．中文名稱：腺苷三磷酸。
2．結(jié)構(gòu)簡式：A－P～P～P。
符號含義
3．特點(diǎn)
(1)高能量
ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，含有2個特殊的化學(xué)鍵，儲存大量能量。
(2)能量易釋放
ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，這是由于兩個相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥，即末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。在有關(guān)酶的催化作用下，末端磷酸基團(tuán)脫落，釋放出大量能量。
4．功能
是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)。
（二）ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化
(1)相互轉(zhuǎn)化的過程及能量來源圖解
(2)ATP與ADP轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)
①ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處在動態(tài)平衡之中。
②ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。
（三）ATP的利用
(1)ATP的利用
(2)ATP為主動運(yùn)輸供能的機(jī)理
①參與Ca2＋主動運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。
②在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。
③載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2＋的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2＋釋放到膜外。
【鞏固訓(xùn)練】
1.如圖所示為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A.ATP與DNA、RNA的元素組成完全一致
B.人劇烈運(yùn)動時(shí)體內(nèi)過程①②均會明顯加快
C.細(xì)胞內(nèi)的許多放能反應(yīng)與過程②密切聯(lián)系
D.對人來說，過程①所需的能量Q1來自細(xì)胞呼吸
2.ATP是一種高能磷酸化合物，如圖是生物界中能量通貨--ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖。相關(guān)敘述正確的是( )
A.①②過程為可逆反應(yīng)
B.②過程產(chǎn)生的Pi可使載體蛋白磷酸化
C.細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般與①過程相聯(lián)系
D.在植物體中①所需的能量只能來自于光合作用
3.一分子ATP中，含有的特殊化學(xué)鍵(~)和磷酸基團(tuán)的數(shù)目分別是( )
A.1和3 B.2和2 C.4和6 D.2和3
4.“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。”杜牧在詩句中描繪了螢火蟲在夜空中發(fā)光的生物學(xué)現(xiàn)象。螢火蟲發(fā)光需要的直接能源物質(zhì)是( )
A.糖原 B.核酸 C.蛋白質(zhì) D.ATP
5.ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.ATP中特殊化學(xué)鍵的斷裂可為某些放能反應(yīng)提供能量
B.代謝強(qiáng)度大的細(xì)胞中ATP含量高且不穩(wěn)定
C.尿苷三磷酸中的尿苷是由尿嘧啶和核糖構(gòu)成的
D.鳥苷三磷酸中的鳥苷是由鳥嘌呤和脫氧核糖構(gòu)成的
6.ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)，下列關(guān)于ATP的敘述正確的是( )
A.ATP中的A指腺嘌呤核糖核苷酸
B.ATP分子中磷酸基團(tuán)之間會形成氫鍵
C.脫離的末端磷酸基團(tuán)可使其他分子發(fā)生變化
D.ATP末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢能較低，導(dǎo)致遠(yuǎn)離A的化學(xué)鍵易斷裂
7.ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”、可由ADP轉(zhuǎn)化而來，以下說法錯誤的是( )
A.無氧呼吸的第二階段有少量ADP的轉(zhuǎn)化
B.葉綠體類囊體膜和葉綠體基質(zhì)之間能發(fā)生ATP和ADP的轉(zhuǎn)移
C.線粒體內(nèi)膜屬于細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)，存在ATP合成酶的位點(diǎn)
D.突觸前膜釋放一氧化氮需消耗ATP
8.下列關(guān)于酶與ATP的敘述，正確的是( )
A.在探究淀粉酶的專一性實(shí)驗(yàn)中，用淀粉和蔗糖做底物，可用碘液進(jìn)行檢測
B.能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)之間流通
C.ATP脫去兩個磷酸基團(tuán)后的物質(zhì)可作為煙草遺傳物質(zhì)復(fù)制的原料之一
D.活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的酶可在細(xì)胞外起作用，在生物體外不起作用
9.ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”，關(guān)于ATP的敘述錯誤的是( )
A.含有C、H、O、N、P B.必須在有氧條件下合成
C.胞內(nèi)合成需要酶的催化 D.可直接為細(xì)胞提供能量
10.衣原體缺乏細(xì)胞呼吸所需的酶，則其需要從宿主細(xì)胞體內(nèi)攝取的物質(zhì)是( )
A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
參考答案
1.答案：C
解析：A、ATP與DNA、RNA的元素組成完全一致，都是C、H、O、N、P，A正確;B、人劇烈運(yùn)動時(shí)，ATP消耗增多，體內(nèi)過程①②均會明顯加快，B正確;C、②ATP的水解與許多吸能反應(yīng)相聯(lián)系，C錯誤;D、人體中，細(xì)胞呼吸中有有機(jī)物氧化分解釋放的能量可以用來合成ATP，D正確。
2.答案：B
解析：A、①②過程不是可逆反應(yīng)，物質(zhì)可逆，能量不可逆，相應(yīng)的場所和酶也不同，A錯誤;B、②過程產(chǎn)生的P河可使載體蛋白磷酸化，空間構(gòu)像發(fā)生改變，B正確;Cj細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般與②過程放能反應(yīng)相聯(lián)系，C錯誤;D、在植物體中①ATP的合成所需的能可來自于光合作用也可來自呼吸作用，D錯誤。故選B。
3.答案：D
解析：一分子ATP中含有2個特殊的化學(xué)鍵和3個磷酸基團(tuán)。故選D。
4.答案：D
解析：細(xì)胞生命活動所需能量的直接來源是ATP。
5.答案：C
解析：A、ATP中特殊化學(xué)鍵的斷裂可為某些吸能反應(yīng)提供能量，A錯誤；
B、ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化保證機(jī)體生命活動的正常進(jìn)行，ATP含量與代謝強(qiáng)度大小關(guān)系不大，B錯誤；
C、尿嘧啶是RNA特有的堿基，尿苷三磷酸中的尿苷是由尿嘧啶和核糖構(gòu)成的，C正確；
D、脫氧鳥苷三磷酸中的鳥苷是由鳥嘌呤和脫氧核糖構(gòu)成的，D錯誤。
故選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錯誤;B、ATP分子中磷酸基團(tuán)之間會形成特殊的化學(xué)鍵(一般稱為高能磷酸鍵)，而不是氫鍵，B錯誤;C、在有關(guān)酶的催化作用下ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個高能磷酸鍵很容易水解，形成游離的Pi(磷酸)，Pi會與其他分子結(jié)合并引起后者結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C正確;D、由于兩個相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得這種特殊的化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢能，D錯誤。故選C。
7.答案：A
解析：A、在代謝旺盛的細(xì)胞中消耗的能量多，ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的速度快，A正確;B、在葉綠體中，光反應(yīng)合成ATP，暗反應(yīng)合成ATP的運(yùn)動方向由葉綠體的類囊體薄膜到葉綠體的基質(zhì)，B錯誤;C、ATP合成酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜和葉綠體中，C錯誤;D、ATP的A代表腺苷，T代表三個，P代表磷酸基團(tuán)，D錯誤。
8.答案：B
解析：A、在探究淀粉酶的專一性實(shí)驗(yàn)中，用淀粉和蔗糖做底物，應(yīng)該用斐林試劑進(jìn)行檢測，因?yàn)橐驗(yàn)檎崽撬馇昂蠖疾粫龅庖鹤兯{(lán)，A錯誤B、細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)和ATP分解相聯(lián)系，放能反應(yīng)和ATP合成相聯(lián)系，能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通，ATP是細(xì)胞里的能量流通的能量“通貨”，B正確； C、ATP脫去兩個磷酸基團(tuán)后的物質(zhì)可作為合成RNA的原料，煙草遺傳物質(zhì)是DNA,C錯誤； D、活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的酶可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外起作用，也可以在生物體外起作用，D錯誤。
故選：B。
9.答案：B
解析：A、ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團(tuán),故元素組成為CH、O、N、P,A正確;B、在無氧條件下,無氧呼吸過程中也能合成ATP,B錯誤;C、ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化,C正確;D、ATP是生物體的直接能源物質(zhì),可直接為細(xì)胞提供能量,D正確。
故選B。
10.答案：D
解析：細(xì)胞生命活動所需的能量主要是由細(xì)胞呼吸提供的，衣原體缺乏細(xì)胞呼吸所需的酶，不能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物質(zhì)，因此衣原體需要從宿主細(xì)胞體內(nèi)攝取的物質(zhì)是ATP，D正確，ABC錯誤。故選：D。

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