2019-2020学年高中生物5.2细胞的能量“通货”--ATP学案含.docx
第2节细胞的能量“通货”ATP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。学习过程导入新课根据古诗引导学生讨论萤火虫的发光原理,分析萤火虫发光过程中能量的来源与变化。糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质,脂肪是生物体内贮存能量的物质。引导学生进一步思考:糖类、脂肪等能源物质中的能量能不能直接用于萤火虫发光呢?探究葡萄糖和ATP对萤火虫发光器发光的影响如下,用小刀将数十只荧火虫的发光器取下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失,然后思考并回答以下问题。(1)为什么实验中加的葡萄糖溶液和ATP注射液都是2 mL?(2)实验的结果是什么?该实验事实说明了什么?探究新知探究一、ATP分子中具有高能磷酸键自主学习1阅读教材P88文本,观察ATP分子结构图,完成下列问题。(1)ATP的中文名称是,其分子的结构式可简写成。(2)ATP中的A代表(由和结合而成),P代表。(3)ATP水解释放大量的能量,该能量来自ATP分子中的,这样的结构在每分子ATP中有个。合作探究1(1)ATP与构成DNA的腺嘌呤脱氧核苷酸相比,在结构上有哪些区别?(2)ADP是由ATP中远离A的那个高能磷酸键水解并脱去一个磷酸基团形成的,试写出ADP的结构简式。(3)从结构来看,ATP作为能量“通货”的原因是什么?探究二、ATP和ADP的相互转化以及ATP的利用自主学习2阅读下面的材料1、2,思考并回答问题。材料1:一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP约有48 kg。在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5 kg/min,而人体中ATP的总量大约只有2 mg,剧烈运动时只能维持3 s。材料2:将32P标记磷酸加入细胞培养液中,短时间内快速分离出细胞中的ATP,发现ATP的总量变化不大,但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。(1)ATP在生物体内含量很少,但生物体对ATP的需求量很大。如何解决这一矛盾呢?(2)ATP如何完成转化呢?合作探究2 (1)阅读教材P8889文本,观察“图5-5 ATP与ADP相互转化示意图”,完成以下填空。细胞中ATP与ADP的相互转化如图所示,图中的数字含义分别是:2是,3是,4是。在ATP的合成过程中,图示中的“1”来自。ATP水解所释放出来的能量来自ATP中,这些能量用于,例如。写出ATP合成与水解的反应式:。自主总结ATP合成与分解的比较反应ATPADP+Pi+能量ADP+Pi+能量ATP反应类型酶的类型场所动物:植物:能量来源能量去向结论探究三、细胞中的能源物质自主学习3(1)生物体内主要的能源物质是,其中最主要的是,主要的储能物质是,直接能源物质是。(2)动物细胞内能够储能的糖类是,植物细胞内能够储能的糖类物质是。课时检测1.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键的数目依次是()A.1,2,2B.1,2,1C.1,3,2D.2,3,12.ATP中的A、T、P分别代表()A.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基团B.腺嘌呤、胸腺嘧啶、磷酸基团C.腺苷、三个、磷酸基团D.腺嘌呤、三个、磷酸基团3.ATP中的大量化学能储存在()A.腺苷内B.磷酸基团内C.腺苷和磷酸基团连接键内D.高能磷酸键内4.下面有关ATP和ADP的描述,正确的是()A.ATP在酶的作用下,可以连续脱下3个Pi,释放大量能量B.ATP在酶的作用下,可以加上一个Pi,储存能量C.ATP和ADP的相互转化都需要酶的参与D.ATP转化为ADP不需要酶参与5.在人体细胞内同时存在两个过程:ATPADP+Pi+能量,以下对过程和过程中能量的叙述正确的是()A.过程和过程中的能量均来自糖类等有机物的氧化分解B.过程和过程中的能量均供人体各项生命活动直接利用C.过程的能量供人体各项生命活动利用,过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解D.过程的能量来自于糖类等有机物氧化分解,过程的能量供人体各项生命活动利用6.ATPADP+Pi+能量,此反应中能量()A.可作为储存能量B.可为生命活动利用来做功C.是细胞呼吸中能量的释放D.是细胞呼吸中能量的转移7.细胞中合成ATP的途径不包括()A.光合作用B.细胞呼吸C.蛋白质的合成D.葡萄糖的氧化分解8.科学家研究发现,向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液,肌肉不收缩;向同一条肌肉上滴ATP溶液,肌肉很快就发生明显的收缩现象。这种现象说明了()A.葡萄糖是生物体生命活动的能源物质B.ATP是生物体生命活动的能源物质C.葡萄糖是生物体生命活动的直接能源物质D.ATP是生物体生命活动的直接能源物质9.如图表示ATP和ADP之间的转化,可以确定()A.A为ADP,B为ATPB.能量1和能量2来源相同C.酶1和酶2是同一种酶D.X1和X2是同一种物质10.萤火虫在夏夜发出绿色的光,其直接能量来源是()A.由葡萄糖转变而来B.由其体内的荧光素酶转变而来C.由ATP水解而来D.由有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来11.下列有关ATP的叙述,正确的是()ATP是生物体内储存能量的主要物质ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基之间的化学键中ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解ATP在细胞内的含量很少,但转化速率很快ATP只能在线粒体中生成ATP是可流通的能量“货币”A.B.C.D.12.以下是有关生物体内ATP的叙述,其中正确的是()A.ATP与ADP相互转化,在活细胞中其循环是永无休止的B.ATP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D.ATP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13.下列哪些生理活动会导致细胞内ADP的含量增加()小肠绒毛上皮细胞吸收K+和Na+肾小管对葡萄糖的重吸收血液中的葡萄糖进入红细胞甘油进入小肠绒毛上皮细胞A.B.C.D.14.如图是三磷酸腺苷的分子结构,请回答下列问题。(1)ATP的结构简式为,图中虚线部分的名称是。(2)一分子ATP是由个磷酸分子、个核糖分子和个腺嘌呤缩合而成的。(3)ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的水解,水解时释放的能量是生物体进行、和等生命活动所需能量的直接来源。15.在活细胞中,下图中循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识,分析回答ATP和ADP循环中的有关问题。(1)ATP作为生物体生命活动的物质,其分子结构简式为,在过程中,是由于键的断裂而释放出能量。(2)在绿色植物细胞内,与相应的生理活动主要是在细胞内的、中进行。(3)A1和A2分别起什么作用?二者相同吗?。(4)中能量E1的来源有哪些?中能量E2的去向有哪些?。参考答案学习过程导入新课(1)遵循对照实验等量的原则。(2)加入葡萄糖的试管未出现荧光,加入ATP的试管出现了荧光。糖类等能源物质中的能量不能直接用于生物体的生命活动,而ATP中的能量可直接用于生物体的生命活动。通过研究人们发现糖类等能源物质中的能量先要转移到ATP中,再由ATP供生命活动利用。由此可见,ATP在生物的生命活动中扮演了重要的角色。探究新知自主学习1(1)三磷酸腺苷APPP(2)腺苷腺嘌呤核糖磷酸基团(3)高能磷酸键2合作探究1(1)ATP分子中的五碳糖为核糖,比腺嘌呤脱氧核苷酸多两个磷酸基团。(2)APP(3)ATP不稳定,远离A的那个高能磷酸键易水解断裂,也容易重新形成。自主学习2(1)ATP在细胞内的转化是十分迅速的,从而构成稳定的供能环境。(2)根据材料2可知,短时间内ATP有分解也有合成,末端的高能磷酸键容易水解和重新形成,同时释放和储存大量的能量。由此得出结论:ATP和ADP可以相互转化,实现细胞内稳定的能量供应。合作探究2(1)磷酸酶ADP细胞呼吸和光合作用远离A的高能磷酸键细胞各种需能的生命活动主动运输、生物发电、细胞分裂、物质合成与分泌等ATPADP+Pi+能量;ADP+Pi+能量ATP自主总结反应ATPADP+Pi+能量ADP+Pi+能量ATP反应类型水解反应合成反应酶的类型水解酶合成酶场所细胞内需要能量的地方动物:细胞呼吸的场所植物:细胞呼吸和光合作用的场所能量来源细胞呼吸和光合作用能量去向用于细胞各种需能的生命活动结论物质是可递的,能量是不可递的自主学习3(1)糖类葡萄糖脂肪ATP(2)糖原淀粉课时检测1.C2.C3.D4.C5.C6.B7.C8.D9.D10.C11.B12.A13.B14.(1)A-PPP腺苷(2)311(3)高能磷酸键肌肉收缩大脑思考离子的主动运输15.(1)直接能源APPP远离腺苷的高能磷酸(2)细胞质基质线粒体叶绿体(3)A2起催化作用,催化ATP的水解,是水解酶;A1起催化作用,催化ATP的合成,是合成酶。二者不相同(4)植物细胞中能量E1来自于光合作用过程中利用的光能和细胞呼吸中糖类等有机物分解释放的能量,动物细胞中的能量E1来自于细胞呼吸中糖类等有机物分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。中能量E2的去向是转化为其他各种形式的能量,用于生物的各项生命活动,主要有化学能、机械能、电能、渗透能等
