高中第2节 细胞的能量“货币”ATP学案设计

第5章第2节 细胞的能量“货币”ATP

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【学习目标】

1.能运用结构与功能相适应的观点，分析ATP分子的化学组成及结构特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。（生命观念、科学思维）

2.通过模型建构分析ATP与ADP相互转化的机制。（科学探究、科学思维）

3.从物质和能量角度，举例说明ATP在生活中的应用。（科学思维、社会责任）

【重点】ATP分子的化学组特点及在能量代谢中的应用

【难点】ATP与ADP相互转化的机制

【课前预习案】

一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.名称:___________。

2.结构简式:A-P～P～P。含义分别是:A代表       ，P代表        ，～代表         。

二、ATP与ADP可以相互转化

1.ATP和ADP的相互转化_________地发生,且处于__________之中。[来源:学#科#网Z#X#X#K]

2.ATP和ADP相互转化的能量供应机制,体现了生物界的_______。

3.ATP合成的能量来源:

(1)动物、人、真菌和大多数细菌:__________释放的能量。

(2)绿色植物:呼吸作用释放的能量和_____。

三、ATP的利用

1.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由     直接提供能量的。[来源:Zxxk.Com]

2.ATP是细胞内流通的能量“货币”。

(1)吸能反应一般与ATP_____的反应相联系。

(2)放能反应一般与ATP的_____相联系。[来源:学科网]

(3)能量通过____在吸能反应和放能反应之间流通。

【课堂合作探究案】

探究一、ATP的结构

【自主独学】阅读课本86页ATP是一种高能磷酸化合物内容，分析问题1-3。

1.ATP的组成元素有哪些？

2.一个ATP分子有几种化学基团？含有几个磷酸基团？几个特殊的化学键？

3.ATP中的特殊化学键为什么不稳定？

【合作探究】依据教材P86文字和“相关信息”内容，以小组为单位，尝试构建ATP的结构模型。

模型说明：灰色圆片代表磷酸；蓝色的五边形块代表核糖；红色代表腺嘌呤；

绿色彩泥代表普通磷酸键；黄色的彩泥代表特殊的化学键。

【学以致用】

例1.下图为ATP分子的结构式，下列相关叙述错误的是(　　)

A．图中五碳糖为核糖              B．图中虚线框中的基团是腺苷

C．该分子中有2个特殊的化学键    D．该分子由C,H,O,N,P五种元素组成

探究二、ATP和ADP的相互转化

【自主探究】阅读资料1和资料2，思考相关问题。

资料1、肌肉收缩的直接能源物质是ATP。人体在安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。

资料2、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。

分析：人体在剧烈运动时需要的大量能量，是依赖ATP含量升高还是ATP和ADP的快速转化？

【合作探究】

阅读课本P86-87文字和图5-4、图5-5，利用所学知识和拼好的ATP的卡片，小组合作完成ATP与ADP相互转化的模型构建。

【问题思考】ATP和ADP的相互转化是化学上的可逆反应吗？尝试从反应条件，反应场所，能量，酶几个角度分析。

【学以致用】

例2.生物体内能量代谢中ATP的合成和利用过程如图所示。以下说法不正确的是（   ）

A.动植物体内都有呼吸作用为ATP的合成提供能量

B.①过程和②过程的酶和场所不相同

C.c表示吸收的能量，d表示释放的能量，两者数值相等、形式相同

D.ATP在活细胞中的含量很少，但转化速度很快

探究三、ATP的利用

【自主探究】

阅读课本P89-90，分析ATP可以为哪些生命活动提供能量?

结合课本内容思考：ATP如何为主动运输提供能量？

①Ca2＋主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的_______，膜内侧的Ca2＋与其载体结合时就激活该酶，将ATP水解。[来源:学§科§网Z§X§X§K]

②ATP水解释放的磷酸基团与载体蛋白结合即______________的磷酸化。

③载体蛋白磷酸化导致其______________发生变化。

例3．下列生理活动中不会导致细胞内ADP生成量增加的是(　　)

A．小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖       B．甲状腺细胞吸收碘[来源:Zxxk.Com]

C．根毛细胞吸收水分                 D．K＋进入小肠绒毛上皮细胞

【课堂小结】利用思维导图构建本节知识框架

【课后达标练习】

1.一个ATP分子中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（      ）

A  1，2，2        B  1，2，3       C  1，3，2         D  2，3，1

2．在 ATP ADP+Pi+能量"的反应式中，下列说法正确的是（   ）

A.物质和能量都是可逆的，酶相同

B.物质和能量都是不可逆的，酶不相同

C.物质是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同

D.能量是可逆的，物质是不可逆的，酶相同

3．"ATP ADP+Pi+能量"中的能量不可能用于（  ）

A.物质合成      B.肌肉收缩

C.水分的吸收    D.离子吸收和唾液的分泌

4．在活细胞中，如图所示的循环过程永不停息地进行着。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，在②过程中，是由于_________________断裂而释放出能量。

(2)A1和A2分别起什么作用？ 二者相同吗？ ___________________。

(3)①中动植物细胞中能量E1的来源有哪些？②中能量E2的去向有哪些？_______________________________________________________________________________。

5．经研究证实ATP是细胞的能量“货币”。请分析回答下列问题：

(1)ATP分子的结构简式是____________，中文名称：______________。研究发现，正常成年人安静状态下24 h 有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________(写出方程式，标明条件)。

(2)ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。

第五章第2节

课前预习案

一、1.腺苷三磷酸

2.腺苷；磷酸；特殊化学键

二、1.时刻不停；动态平衡

2.统一性

3.（1）呼吸作用（2）光能

三、1.ATP

2.（1）水解；（2）合成 （3）ATP

课堂合作探究案

探究一、ATP的结构

1.CHONP

2.三；3；2

3.两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥

例1：B

探究二、ATP和ADP的相互转化

依赖于ATP和ADP之间快速的转化

【问题思考】不是可逆反应，酶的种类、反应所学的能量、场所不相同

例2：C

探究三、ATP的利用

（1）水解；（2）载体蛋白（3）空间结构

例3：C

课后达标练习

CCC

4.（1）直接能源；特殊的化学键

（2）催化作用，不相同

（3）光能和化学能；各项生命活动

5.（1）A-P~P~P；腺苷三磷酸；略

（2）腺苷