山西省阳泉市第十七中学人教版高一生物必修1导学案：5.2细胞的能量通货---ATP.doc

高一生物必修一 分子与细胞导学案（编号： GZSWRJBXY16）班级 ，小组名： ， 姓名 课 题细胞的能量供应和应用 细胞的能量通货-ATP主编制人编制时间使用时间导语“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。 1、萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？（教材问题探讨）学习目标1.简述ATP的化学组成和特点。2.写出ATP的分子简式。3.解释ATP在能量代谢中的作用。 学习任务一、ATP的结构及特点1中文名称：_。2结构简式：_，其中A代表_，P代表_，代表_。3特点(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有两个_，_储存大量能量。(2)ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下，_的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。二、ATP和ADP可以相互转化1相互转化过程(1)释放能量：ATP_Pi能量。(2)储存能量：ADPPi能量_。(3)相互转化特点：时刻不停地发生，并且处于_之中。2形成ATP的能量来源(1)动物、人、真菌和大多数细菌：_。(2)绿色植物：_和_。三、ATP的利用1ATP是生命活动的直接能源物质(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由_。(2)实例：用于主动运输、_收缩、细胞内各种_反应和大脑思考等生命活动。2ATP是细胞内流通的能量“通货”(1)吸能反应一般与_的反应相联系，由ATP水解提供能量，如蛋白质的合成。(2)放能反应一般与_相联系，释放的能量储存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解。(3)细胞中各种形式的能量转换都以_为中心环节。课堂训练知识点一ATP的结构及功能1图中四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是 ()A和B和C和D和2在某细胞培养液中加入32P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ABCD知识点二ATP与ADP的相互转化3根据反应式，以下说法中正确的是 ()ATPADPPi能量A物质和能量都是可逆的B物质是可逆的，能量是不可逆的C物质是不可逆的，能量是可逆的D两者均不可逆4以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是 ()AATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的BATP与ADP是同一种物质的两种形态C生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应DATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下快速顺利地进行知识点三ATP的利用5用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入两个小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中发出淡黄色荧光，约过15 min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一个玻璃瓶中，将葡萄糖溶液加入另一个玻璃瓶中，可观察到加ATP溶液的玻璃瓶中有荧光出现，而加葡萄糖溶液的玻璃瓶中没有荧光出现(如下图)。(1)干燥后研成粉末状的物质含有_。(2)两个玻璃瓶最后的实验现象说明_。(3)写出萤火虫发光过程中能量的转化形式_。6某人脑溢血后导致左侧肢体偏瘫，为尽快改善患者的新陈代谢，尽快恢复其右手书写能力，在治疗时可用下列哪些方法辅助治疗 ()A静脉滴注葡萄糖溶液B口服钙片C服用多种维生素液D肌肉注射ATP制剂知识建构与反思5.1.2 酶的特性要求1.按照思维导图梳理知识，加深理解2.完成学案相互交流找出共性问题填写问题卡并返回自主评价小组评价教师评价课堂训练参考答案1DATP中“AP”代表一磷酸腺苷，也叫做腺嘌呤核糖核苷酸；核苷酸中“A”是腺嘌呤；DNA片段中“A”代表腺嘌呤脱氧核苷酸；RNA片段中“A”代表腺嘌呤核糖核苷酸。所以只有和含义最接近。知识链接(1)ATP的结构简式：APPP，其中“”表示高能磷酸键。(2)ATP的结构式(3)小结：ATP分子的结构特点组成特点：一个ATP分子含有1个腺苷和3个磷酸基团。高能磷酸键：一个ATP分子含有2个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键易水解和形成。AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的单体之一。2B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。实验链接同位素标记法的实验应用(1)概述：用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以明白化学反应的详细过程的方法。(2)方法应用：用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。实例如下：标记特征元素，研究物质的结构，如例题中，用32P标记磷酸分子，证明ATP中远离腺苷的高能磷酸键易分解又易合成，进而证明ATP既有合成又有分解。标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程。3B上述反应式中，当反应向右进行时，属于水解反应，酶为水解酶，释放的能量被生命活动消耗掉；当反应向左进行时，属于合成反应，酶为合成酶，能量不再是原来的能量。所以在此能量是不可逆的，但物质是可逆的。方法点拨ATP与ADP的相互转化不是可逆反应反应式ATPADPPi能量PiADP能量ATP类型水解反应合成反应条件水解酶合成酶场所细胞膜、叶绿体基质、细胞核等细胞质基质、线粒体、叶绿体的类囊体薄膜能量转化放能贮能能量去向各种生命活动消耗储存于ATP中综上所述，对反应式“ATP ADPPi能量”在生物体内的过程可判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的，且酶也是不相同的”。4A活细胞中不停地进行代谢，所以ATP和ADP的相互转化就会不断地进行，ATP与ADP是两种不同的物质，并且ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为ATP和ADP不断的相互转化，酶是能够保障生物体各项生命活动在常温常压下快速顺利地进行的必要条件。知识链接(1)ATP和ADP相互转化的意义ATP在细胞内含量很少，ATP和ADP之间在细胞内相互转化十分迅速，使细胞内ATP含量总是处于动态平衡之中。(2)磷酸肌酸与ATP的关系磷酸肌酸也是高等动物细胞内的高能化合物，在动物和人体的肌细胞内存在且贮存量比ATP多，但不能作为生命活动的直接能源，只是能量的一种储存形式。当细胞内的有机物被氧化分解释放出能量、合成ATP数量过多时，部分ATP把能量转移到磷酸肌酸中，转化反应如下：ATP肌酸ADP磷酸肌酸细胞中的ATP大量减少时，磷酸肌酸与ADP反应生成ATP，维持细胞中的ATP数量的相对稳定。转化反应如下：ADP磷酸肌酸ATP肌酸5(1)ATP(2)萤火虫的荧光是由ATP释放的能量转化而成的(3)ATP中的化学能转化成光能解析ATP是生物体内的直接能源物质，它释放的能量可以直接转化成光能、电能、机械能等。知识链接ATP中能量的转化ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于生物体的各项生命活动。这些形式主要有：(1)机械能。生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动所消耗的能量就是机械能。例如，肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等。(2)电能。生物体内神经冲动的传导和某些生物产生生物电，形成的就是电能。(3)渗透能。细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，消耗的能量也是来自ATP。(4)化学能。在生物体的物质代谢中，到处都需要ATP转化的化学能。(5)光能。目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已知道，用于发光的能量仍然直接来源于ATP。6DATP是人体生命活动的直接能源物质。在实际生活中，常作为一种药品，有提供能量和改善患者新陈代谢的作用，常用于辅助治疗肌肉萎缩、心肌炎等疾病。思路导引正确解答该题应围绕以下问题展开思考：(1)上述症状的出现最直接的原因是什么？(2)谁是生命活动的直接能源物质？(3)ATP可以注射，也可以口服吗？为什么？知识链接生物体内的能源物质总结(1)细胞中重要的能源物质葡萄糖；(2)植物细胞中储存能量的物质淀粉；(3)动物细胞中储存能量的物质糖原；(4)生物体内储存能量的物质脂肪；(5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质糖类；(6)生物体进行各项生命活动的直接能源物质ATP；(7)生物体进行各项生命活动的最终能源太阳能。教材问题参考答案第2节 细胞的能量“通货”ATP（一）问题探讨1.萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。3.有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。（二）思考与讨论1.1分子葡萄糖所含的能量，约是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP转化为ADP时释放的能量）。2.有道理。糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。（三）练习 基础题1.B。2.提示：吸能反应：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，需要消耗能量，是吸能反应。这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应：如丙酮酸的氧化分解，能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。3.提示：在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。拓展题 提示：植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“通货”ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同的起源。