資源簡介

5.2細胞中的能量貨幣ATP學案
一學科核心素養
生命觀念:1.通過ATP的結構式及其相關信息，理解ATP的結構特點。
2.依據ATP與ADP相互轉化示意圖分析ATP與ADP相互轉化的過程。3.結合實例，理解ATP的利用。
科學思維:1.依據ATP與ADP相互轉化示意圖分析ATP與ADP相互轉化的過程。2.結合實例，理解ATP的利用。
科學探究:1.通過比較ATP水解與合成，理解ATP水解與合成不可逆。
2.通過ATP的結構式，理解高能磷酸鍵。
社會責任:結合實例，理解ATP的利用。
二學習重難點
重點：ATP的結構式、ATP與ADP相互轉化的過程、ATP的利用
難點;ATP與ADP相互轉化的過程
三課前預習
1．ATP與ADP可以相互轉化
ATP與ADP相互轉化的意義 對細胞的正常生活來說，這種相互轉化，是____地發生并且處于_______之中。保證細胞的能量供應。
能量來源或去路 Pi的去路或來源
綠色植物用于合成ATP的能量來自_____，動物、人、真菌和大多數細菌____。與許多__反應相聯系。 _______
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。與許多__反應相聯系。 _______
2．下圖是腺苷三磷酸的分子結構，請回答下列問題。
（1）ATP的結構簡式 __________，中文名稱____________圖中虛線部分的名稱是________。
（2）一分子ATP可以看作是由________個磷酸分子、________個核糖分子和______個腺嘌呤縮合而成的。
（3）ATP為主動運輸供能的過程實質上就是載體蛋白的___________過程。
（4）ATP水解時釋放的能量是生物體進行____________、_____和____等生命活動所需能量的直接來源。
13．（1）關于細胞膜的結構模型，辛格和尼科爾森提出的_______________ 為大多數人所接受。
（2）對細胞核功能較為全面的闡述：細胞核是_______以及是細胞代謝和遺傳的控制中心。
（3）人體的白細胞吞噬衰老的紅細胞的方式是_______。
（4）與無機催化劑相比，酶_________ 的作用更顯著，催化效率更高。
（5）ATP分子的結構可以簡寫為_________________。
4．（1）組成細胞的化學元素常見有_____多種，_____含量最多
（2）_____是生物體內最常見的多糖。
（3）_____與吸能反應相聯系，_____與放能反應相聯系。
（4）細胞內的水，絕大部分水_____，叫作自由水。
（5）染色質和染色體的關系：_____。
（6）ATP是驅動細胞生命活動的_____。
（7）協助擴散是指（填概念） _____。
5．特點
（1）ATP不穩定的原因是ATP中兩個相鄰的磷酸基團都______________________等原因，使得特殊的化學鍵不穩定，末端磷酸基團有較高的_________。
（2）ATP的水解過程就是__________的過程，1 mol ATP水解釋放的能量高達30.54 kJ，所以說ATP是一種___________________。
6．ATP的利用
（1）ATP的利用
（2）ATP為主動運輸供能的機理
①參與Ca2＋主動運輸的載體蛋白是一種能______________的酶。當膜內側的Ca2＋與其相應位點結合時，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_________脫離下來與載體蛋白結合，這一過程伴隨著能量的轉移，這就是載體蛋白的________。
③載體蛋白磷酸化導致其空間結構發生變化，使Ca2＋的結合位點轉向膜外側，將Ca2＋釋放到膜外。
7．結構簡式：_____，其中：A代表____，P代表____，～代表____。
注意：ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量，所以ATP被稱為____化合物。這種高能化合物化學性質____，在有關酶的催化作用下，ATP分子中____很容易水解，由于高能磷酸鍵的斷裂，釋放出大量的能量。
四自我檢測
1．《晉書·車胤傳》有“映雪囊螢”的典故。螢火蟲尾部可發光，為發光直接供能的物質是（　　）
A．淀粉 B．脂肪 C．ATP D．蛋白質
2．下列生理過程中，需要消耗ATP的有(　　)
①細胞通過主動運輸吸收K＋　②肌肉收縮　③蛋白質的分泌　④螢火蟲發光　⑤大腦思考　⑥葉肉細胞中蔗糖的合成　⑦植物細胞的滲透吸水、失水過程
A．①②③④⑤⑥⑦
B．①②④⑤⑥
C．①②③④⑤⑥
D．①②④⑤⑦
3．下列關于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是（ ）
A．由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成
B．分子中與磷酸基團相連接的化學鍵稱為高能磷酸鍵
C．在水解酶的作用下不斷地合成和水解
D．是細胞中吸能反應和放能反應的紐帶
4．由1分子磷酸、1分子堿基和1分子化合物a構成了化合物b，如圖所示，下列敘述錯誤的是（ ）
A．若m為胸腺嘧啶，則b肯定為胸腺嘧啶脫氧核苷酸
B．在禽流感病毒、幽門螺旋桿菌體內b均為4種
C．ATP與RNA中所含的a相同
D．若a為脫氧核糖，則由b構成的核酸徹底水解，能得到6種化合物
5．在東京奧運會百米半決賽中，蘇炳添以9秒83的成績刷新了新的亞洲紀錄，在其比賽的過程中，ATP作為能量的“通貨”，為肌細胞提供大量能量，下列有關ATP的敘述正確的是（ ）
A．ATP中的A與DNA基本組成單位的組成元素相同
B．肌細胞中ATP變為ADP的過程中，往往伴隨著其他放能反應的進行
C．在短跑比賽過程中，肌細胞中ATP的合成速率等于分解速率
D．肌細胞進行無氧呼吸的全過程均有ATP的生成
6．下圖表示呼吸作用過程中葡萄糖分解的兩個途徑。酶1、酶2和酶3依次分別存在于
A．線粒體、線粒體和細胞質基質
B．線粒體、細胞質基質和線粒體
C．細胞質基質、線粒體和細胞質基質
D．細胞質基質、細胞質基質和線粒體
7．湯飛凡先生長期從事傳染病及疫苗研究，是世界上首位分離出沙眼衣原體的科學家。沙眼衣原體是一類獨特的原核生物，有較復雜的、能進行一定代謝活動的系統，但不能合成高能化合物，下列說法正確的是（ ）
A．沙眼衣原體是獨立的生命系統，其系統的邊界是細胞壁
B．沙眼衣原體能在無細胞的培養基中繁殖
C．沙眼衣原體細胞內具有核糖體結構
D．沙眼衣原體具有完整的核膜結構
8．磷酸肌酸（C~P）是一種存在于肌肉和其他興奮性組織（如腦和神經）中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定條件下可以相互轉化。細胞在急需供能時，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基團轉移到ADP分子上，余下部分為肌酸（C），可以在短時間內維持細胞中ATP的含量相對穩定。下列敘述錯誤的是（　　）
A．1分子ATP水解后可得1分子腺苷、1分子核糖和3分子磷酸
B．磷酸肌酸可作為能量的存儲形式，但不能直接為肌肉細胞供能
C．劇烈運動時，肌肉細胞中磷酸肌酸與肌酸含量比值會有所下降
D．細胞中的磷酸肌酸對于維持ATP含量的相對穩定具有重要作用
9．生物界有許多發光生物，如發光真菌、螢火蟲等。研究發現，螢火蟲發光與熒光素有關，并且調整熒光素的結構，可以產生不同形式的腺苷酰氧化蟲熒光素，進而發出不同顏色的光。下列敘述錯誤的是（ ）
A．腺苷酰氧化蟲熒光素的形式影響熒光的顏色
B．葡萄糖可直接為發光真菌的發光提供能量
C．發光真菌和螢火蟲的細胞內都具有不同類型的生物膜
D．螢火蟲的發光離不開熒光素酶的催化作用
10．驅動蛋白能催化ATP水解，還能與細胞骨架特異性結合，并沿著骨架定向行走，將所攜帶的細胞器或大分子物質送到指定位置。驅動蛋白每行走一步需要消耗一個ATP分子。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．驅動蛋白能識別ATP分子和細胞骨架
B．細胞骨架是物質和細胞器運輸的軌道
C．ATP的水解一般與細胞中的吸能反應相聯系
D．代謝旺盛的細胞中ATP的水解速率遠大于合成速率
參考答案：
三課前預習
1． ①時刻不停 ②動態平衡 ③光能和來自呼吸作用釋放的能量 ④呼吸作用釋放的能量 ⑤放能 ⑥ATP ⑦放能 ⑧轉移給其他分子或成為游離的磷酸 ⑨細胞內的磷酸（Pi）
2． A-P～P～P 三磷酸腺苷 腺苷 3 1 1 磷酸化 主動轉運 胞吞胞吐 細胞分裂
3． 流動鑲嵌模型 遺傳信息庫 胞吞 降低活化能 A－P～P～P
4． 20 C H O N 淀粉 ATP的水解 ATP的合成 呈游離狀態，可以自由流動 同一物質在細胞不同時期的兩種不同存在狀態 直接能源物質 借助膜上轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式
5． 帶負電荷而相互排斥 轉移勢能 釋放能量 高能磷酸化合物
6． 催化ATP水解 磷酸基團 磷酸化
7． A-P~P~P 腺苷 磷酸基團 高能磷酸鍵 高能磷酸 不穩定 遠離A的那個高能磷酸鍵
四自我檢測
1．C
2．C
3．D
4．B
5．C
6．C
7．C
8．A
9．B
10．D
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