《2019-2020学年（新教材）生物人教版必修1学案：5.2 细胞的能量“货币”ATP》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年（新教材）生物人教版必修1学案：5.2 细胞的能量“货币”ATP（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节细胞的能量“货币”ATP课前自主预习案一、ATP是一种高能磷酸化合物1ATP的结构填图2ATP的功能ATP是生命活动的直接能源物质，能够直接为生命活动提供能量。【巧学助记】巧用数字记忆ATP的结构二、ATP与ADP可以相互转化1相互转化的过程及能量来源填图2转化的原因及特点(1)原因：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解。(2)特点：时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。三、ATP的利用1ATP利用的实例填图2ATP是细胞内流通的能量“货币”(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系：吸能反应：一般与ATP的水解相联系放能反应：一般与ATP的合成相联系(2)能量通过ATP分子在吸能反
2、应和放能反应之间循环流通。1.判断下列有关叙述的正误(1)ATP是高能磷酸化合物，只含有3个高能磷酸键()(2)细胞内储存有大量的ATP，为生命活动提供能量()(3)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性()(4)细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的()答案：(1)(2)(3)(4)2ATP转化为ADP可表示如下，式中X代表()AH2O BH CP DPi解析：转化中没有H2O和H的生成；式中X表示磷酸(Pi)。答案：D课堂互动探究案【课程标准】解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质【素养达成】 1分析ATP的分子结构，了解ATP的结构特点。(科学思维) 2
3、结合ATP和ADP的相互转化示意图，概述二者之间的关系。(生命观念)3结合教材图示，举例说明ATP的利用。(社会责任)“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”大家非常熟悉唐朝诗人杜牧这首情景交融的诗作秋夕。可是大家想过没有：(1)萤火虫为什么要发光呢？(2)萤火虫的发光需要能量吗？(3)我们知道，糖类、脂肪和蛋白质都储存着能量。这些物质能为萤火虫发光直接提供能量吗？探究点一ATP是一种高能磷酸化合物【师问导学】下图是ATP的组成，据图分析：1ATP的组成元素有哪些？含有几个磷酸基团？几个高能磷酸键？答案：ATP的组成元素为C、H、O、N、P。含有3个磷酸基团。2个高
4、能磷酸键。2ATP中的“A”、“T”和组成DNA中的“A”、“T”含义相同吗？答案：不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含义是3。DNA中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。【智涂笔记】1ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。2几种化合物中“A”含义的区别【师说核心】1ATP的元素组成与结构2ATP的结构与功能的相互关系(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能
5、量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。3.ATP彻底水解会得到哪些成分？答案：ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸。4ATP分子去掉两个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？利用图示表示出其结构。ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？答案：ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构是腺嘌呤核糖核苷酸，图示如下：，其结构是构成RNA的基本单位之一。【检测反馈】1(合格必考)ATP分子的结构简式和15个ATP所具有的高能磷酸键数目分别是()AAPPP、16个 BAPPP、45个CAPPP、30个 DAPPP、16个解析：ATP分子的结构简式是APPP，一个
6、ATP中有2个高能磷酸键，所以15个ATP有30个高能磷酸键。答案：C2(合格必考)ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，如图是ATP的分子结构图，下列有关叙述错误的是()AATP分子的结构简式可表示为APPPBATP的水解，主要是指图中处的水解C图中虚线部分的名称是腺苷D图中处的化学键断裂，ATP转化为ADP解析：ATP的结构简式表示为APPP；ATP水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解，主要是远离A的高能磷酸键的水解；腺苷是由腺嘌呤和核糖连接而成的，图中虚线部分为腺苷；ATP水解时，远离A的高能磷酸键易断裂，即处的化学键断裂，ATP转化为ADP。答案：D3(等级选考)在某细胞培养液中加入32P
7、标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是()ATP中远离腺苷的磷酸基团容易水解32P标记的ATP是新合成的ATP是细胞内的直接能源物质该过程中ATP既有合成又有分解A B C D解析：本题主要考查了ATP的结构及特性，分析如下：题干中没有信息支持“ATP是细胞内的直接能源物质”的观点。答案：B4(等级选考)2019北京西城高一期末实验研究表明，向经过连续收缩发生疲劳的离体肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴加ATP溶液，静置一段时间后，肌肉能发生明显收缩。这表明()A葡萄糖是能源物质 BATP
8、是直接能源物质C葡萄糖是直接能源物质 DATP不是能源物质解析：根据题意“向经过连续收缩发生疲劳的离体肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一条肌肉上滴加ATP溶液，静置一段时间后，肌肉能发生明显收缩”说明ATP是直接能源物质，故选B。答案：B探究点二ATP与ADP的相互转化及ATP的利用【师问导学】在活细胞中，下图中的循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP与ADP循环中的有关问题：1ATP与ADP的相互转化过程：ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下ATP分子中_的那个高能磷酸键容易断裂，于是远离A的那个P就脱离开来，形成游离的_(磷酸)
9、；同时，储存在这个高能磷酸键中的_释放出来，ATP就转化成ADP。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受_，同时与一个游离的_结合，重新形成ATP。答案：远离APi能量能量Pi2有人说ATP与ADP相互转化的过程是个可逆反应。这种说法合适吗？通过下面的分析来解答：(1)从反应条件上看：ATP的分解是一种_反应，催化该反应的酶属于_酶；而ATP的合成是一种_反应，催化该反应的酶属于_酶。由酶的专一性可知，上述反应的条件是_(相同、不相同)的。(2)从ATP合成与分解的场所上看：ATP合成的场所有细胞质基质、_和_；而ATP分解的场所有_(使主动运输消耗的能量)、_(DNA复制和RNA合成所消耗的能
10、量)等，因此，其合成与分解的场所_。(3)从能量上看：ATP水解的能量是储存在_内的化学能，释放出来后供_利用，不能再由Pi和ADP形成ATP而储存；而合成ATP的能量主要是_中的化学能和_，因此，反应中的能量流向是_(可逆、不可逆)的。综上所述，ATP和ADP相互转化的过程_(是、不是)可逆反应。答案：(1)水解水解合成合成不相同(2)线粒体叶绿体细胞膜细胞核不尽相同(3)高能磷酸键各项生命活动有机物太阳能不可逆不是3在绿色植物的叶肉细胞内，与相应的生理活动有哪些？答案：光合作用和细胞呼吸。4A1和A2分别起什么作用？二者相同吗？答案：二者不相同。A1催化ATP的合成，是ATP合成酶；A2催
11、化ATP的水解，是ATP水解酶。5动物细胞中，能量E1的来源是什么？答案：来自于呼吸作用中糖类等有机物氧化分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。6中能量E2的去向有哪些？答案：转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。【智涂笔记】特别提醒1ATP能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。2细胞中ATP的含量并不多：ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。3ATP为生命活动提供的是化学能ATP是细胞内的直接供能物质，但并非所有的生命活动所需的能量都是由ATP提供的，
12、如植物对水分的吸收和运输，其动力来自叶片蒸腾作用产生的拉力。4生物体中与能量有关的物质(1)直接能源物质ATP。(2)主要的能源物质糖类。(3)主要的储能物质脂肪。(4)植物特有的储能物质淀粉。(5)动物特有的储能物质糖原。(6)最终能量来源太阳能。【师说核心】1ATP的转化及相关图示(1)图示1：ATPADPPi能量。(2)图示2：(3)ATP在生物体内含量很低，但是ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡中。2ATP与ADP的相互转化分析反应式ATPADPPi能量能量PiADPATP类型水解反应合成反应条件水解酶合成酶场所活细胞内多种场所细胞质基质、线
13、粒体、叶绿体能量转化放能吸能能量来源高能磷酸键呼吸作用、光合作用能量去向用于各项生命活动储存于ATP中综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。3ATP是能量的货币ATP为细胞中绝大多数需要能量的生命活动直接提供能量。例如，在主动运输中，ATP水解后磷酸基团转移到载体上并使其活化，提高了载体的自由能水平，从而驱动载体主动运输特定物质，运输完成后释放磷酸基团(图a)，随后载体恢复原状。细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，吸能反应常常与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量，如蔗糖的合成(图b)。ATP是生命活动的直接能源物质在细胞内部，释放能量和消耗能量的过程通常在不同部位发生。ATP这样的载能分子，能够将能量从放能反应发生的部位转移到吸能反应发生的部位。绿色植物在光合作用过程中捕获光能，用于处于低能状态的CO2和H2O合成高能状态的有机物；有机物在生物的细胞呼吸过程中氧化分解，释放能量用于细胞的各项耗能活动：这些过程都离不开ATP与ADP的相互转化(如图)。ATP是细胞中吸能反应与放能反应的纽带由于ATP分子结构的独特性，细胞中绝大多数生命活动都是由ATP直接提供能量的。因此，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。可以形象地把ATP比作细胞内流通的能量“货币”。正
