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    人教版高中生物必修一分子与细胞5.2 细胞的能量通货-ATP导学案
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    人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“通货”──ATP导学案

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    这是一份人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“通货”──ATP导学案,共6页。学案主要包含了学习目标,自主预习,互动探究,课堂练习等内容,欢迎下载使用。

    5.2 细胞的能量通货-ATP导学案

    【学习目标】

    1.分析ATP的分子结构,了解ATP的结构特点。

    2.结合ATP和ADP的相互转化示意图,概述二者之间的关系。(重、难点)

    3.结合教材图示,举例说明ATP的利用。

    【自主预习】

    ATP是生命活动的直接能源物质。下面是ATP的结构图。

    结合该图分析:

    1.结构简式:ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写,其结构简式是A—P~P~P。其中A代表腺苷。T代表“3。表示含有3个磷酸基团,P代表磷酸基团。“—”代表普通化学键。“~”代表高能磷酸键

    【小贴士】 ATP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.结构特点

    (1)高能量:水解自由能在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物。在有关酶的催化作用下,ATP水解释放的能量多达30.54kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物

    (2)不稳定:在有关酶的催化作用下,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解,释放能量。

    3.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就是腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位之一。

    4.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。

    ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。下图表示ATP和ADP的相互转化过程,请结合该图分析:

    1.ATP和ADP的相互转化

    (1)转化过程:ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解,于是远离A的那个P就脱离开来,形成游离的Pi(磷酸)。同时,储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来,ATP就转化成ADP。在有关酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同时与一个游离的Pi结合,重新形成ATP。

    (2)有人说ATP和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的分解是一种水解反应,催化该反应的酶Ⅰ属于水解酶;而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶Ⅱ属于合成酶。由酶的专一性可知,上述反应的条件是不相同(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、线粒体叶绿体;而ATP分解的场所有细胞膜(供主动运输消耗的能量)、细胞核(DNA复制和RNA合成所消耗的能量)等。因此,其合成与分解的场所不尽相同

    ③从能量上看:ATP水解的能量是储存在高能磷酸键内的化学键,释放出来后各项生命活动利用,不能再由Pi和ADP形成ATP而储存,而合成ATP的能量主要是有机物中的化学键和太阳能,因此,反应中的能量流向是不可逆(可逆、不可逆)的。

    综上所述,ATP和ADP相互转化的过程不是(是、不是)可逆反应。

    (3)ADP合成ATP时所需要的能量来源

    ①动物、人、真菌和大多数细菌:来自细胞呼吸作用时有机物分解释放的能量。

    ②绿色植物:来自呼吸作用和光合作用。

    【小贴士】 ATP和ADP的相互转化过程应可以概括为“物质是可逆的,能量是不可逆的,酶是不相同的,场所是不完全相同的”。

    2.ATP的利用

    (1)利用途径:由图可知,ATP被用于各项生命活动。

    如:细胞的主动运输,生物发电、发光,肌细胞收缩,大脑思考等都需要ATP提供能量。另外,细胞内吸能反应一般与ATP的水解反应相联系,放能反应一般与ATP的合成反应相联系。

    (2)ATP在细胞中的含量并不多,为什么能为生命活动提供大量的能量?

    答案:ATP在细胞内的含量很少,但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速,所以可以为生命活动提供直接能源,也使细胞内ATP的含量总处于动态平衡之中。

     

    【互动探究】

    ATP和ADP的相互转化归纳

    比较项目

    ATP的合成

    ATP水解

    反应式

    ADP+Pi+能量ATP

    ATPADP+Pi+能量

    场所

    线粒体、叶绿体、细胞质基质

    细胞内所有需要能量的结构

    条件

    由ATP合成酶催化

    由ATP水解酶催化

    能量来源

    合成ATP的能量主要来自光能(光合作用)和化学能(细胞呼吸)

    ATP水解释放的能量是储存在远离A的高能磷酸键中的能量

    能量去路

    储存在ATP中

    用于各项生命活动

     

    【课堂练习】

    1.ATP的结构简式可以简写成(  )

    A.A-P-P~P  B.A-P~P~P

    C.A~P~P-P D.A~P~P~P

    答案:B

    2.海洋中的鮟鱇鱼有发光现象,其光能由(  )

    A.电能转变而来

    B.ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来

    C.热能转变而来

    D.有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来

    答案:B

    3.下面是ATP在酶的作用下水解后的产物及释放能量,表述正确的是(  )

    A.A-P~P+Pi+能量 B.A-P-P+Pi+能量

    C.A~P-P+Pi+能量 D.A~P~P+Pi+能量

    答案:A

    4.下列对ATP的叙述中,错误的是(  )

    A.远离A的高能磷酸键容易水解

    B.只在光合作用中产生

    C.ATP和ADP可以相互转化

    D.生命活动的直接供能物质

    答案:B

    5.ATP在细胞内的含量及其生成速度分别为(  )

    A.很多、很快 B.很少、很慢

    C.很多、很慢 D.很少、很快

    答案:D

    6.如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图,据图回答下列问题:

    (1)1分子ATP中含有________高能磷酸键。

    (2)图中的a、b代表的生理过程分别是______、______。

    (3)若动物和人产生的能量可以用于c,则c指________。

    (4)在动物肌细胞中,进行②反应时,释放的能量来自

    ________________________________________________________________________。

    (5)①②反应进行时所需要的酶_______(选填“相同”或“不同”),原因是_________。

    答案:(1)2 (2)呼吸作用 光合作用 (3)生命活动 (4)远离腺苷的高能磷酸键中的化学能 (5)不同 ①和②是两个不同的反应,而酶具有专一性

     

     

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