《细胞的能量通货》学案

第2节 细胞的能量通货——ATP

【学习目标】

1. 知识方面：简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式，解释ATP和ADP的相互转化及ATP的

功能。

2．能力方面：通过分析比较在生物体生命活动中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代谢的规律。学会

利用教材图解和相关信息获取知识。

3．情感态度价值观：树立自主学习观念，培养独立学习精神。 【重点与难点】 1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。

2.ATP与ADP的相互转化。

课前预习案

【自主预习】

一、ATP的化学组成及结构特点 1．全称： 。

2．结构简式： ，其中A代表 ，由 和 结合而成；P代表 ；—代表： ；～代表 ，一个ATP分子中有 个此化学键。

3．结构特点：(1)ATP是细胞内的一种 化合物，含有 个磷酸基团，2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和重新形成。（平常我们说的ATP的水解，实际上是指该化学键的水解，一个高能磷酸键水解时释放的能量多达 。） 二、ATP和ADP的相互转化

1. ATP在有关酶的催化下，分子中 容易水解，远离A的那个P就脱离下来，形成游离的Pi，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 （ 的英文名称缩写）；在相关酶的催化下，TDP可以接受 ，同时与一个 结合，重新形成ATP。相互转化过程可以表示为：

对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于 之中的。这种相互转化的能量供应机制是生物界的 。

2. ATP和ADP的相互转化过程中能量的来源和利用：对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP所需要的能量均来自细胞进行 时有机物分解所释放的能量。对于绿色植物来说，除了依赖 所释放的能量外，在 内进行 时，ADP转化成ATP还利用了 。 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP 提供能量的，ATP水解释放的能量用于 ， ， ， ， 等各项生命活动。但是，ATP水解释放的能量不会再参与 的合成，所以，ATP与ADP的相互转化不是一种可逆反应，其中“物质可逆，能量不可逆”，另外所需 和反应场所也不同。 三、ATP的生理功能

细胞内的吸能反应一般与 反应相联系，由ATP水解提供能量，如蛋白质的合成；放能反

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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。细胞代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的 来源。

【预习检测】

1.ATP中的A、T、P依次代表 （ ） A．腺嘌呤、胸腺嘧啶、磷酸基团 B．腺嘌呤、三个、磷酸基团 C．腺苷、三个、磷酸基团 D．腺苷、三个、腺嘌呤 2.ATP形成ADP时断裂的化学键是 （ ） A．腺苷和磷酸的结合键 B．靠近腺苷的那个高能磷酸键 C．远离腺苷的那个高能磷酸键 D．两个高能磷酸键 3.荧火虫发光所用的能量直接来自

A．葡萄糖 B．磷酸肌酸 C．脂肪 D．ATP

课中探究案

【合作探究一】阅读课本P88旁栏“相关信息”思考：ATP的水解产物是什么？彻底水解产物是什么？

［针对训练］30个腺苷和60个磷酸基最多能组成（ ）个ATP。 A．30 B．60 C．10 D．20

【合作探究二】ATP在细胞内的含量高吗？为什么ATP能担当细胞的能量“通货”？

［针对训练］ATP之所以作为“能量通货”的主要原因是 ( ) A．ATP在细胞内数量很多 B．ATP中的高能磷酸键很稳定

C．ATP 中的高能磷酸键储存的能量多且不稳定 D．ATP是生物体内的唯一的直接能源物质

【合作探究三】写出ATP和ADP相互转化的反应式，ATP和ADP相互转化是可逆反应吗？为什么？完成下表内容。

ATP合成与水解的比较

所需酶 能量来源 能量去路 反应场所 ATP的合成 细胞质基质、线粒体、叶绿体 2

ATP的水解 细胞的需能部位

［针对训练］下列关于ATP和ADP相互转化的叙述，正确的是( )

A．人的心肌细胞中，ATP的合成速度远远大于分解速度，从而保证心肌细胞有充足的能量供应 B．自然界中的光能、热能、机械能、电能和化学能都可以转化为细胞中的ATP C．细胞中的ATP含量不多，但含量相对稳定 D．ATP转化成ADP时，三个高能磷酸键都断裂 【当堂检测】

1.ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是 （ ）

①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②第二个磷酸基很容易断裂和再结合 ③远离A的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转为成ADP，同时释放能量 ④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATP A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 2.下列生理过程中，不需要消耗ATP的是 （ ） A．核糖体上合成蛋白质 B．在肺泡表面进行的O2 、CO2等气体交换 C．葡萄糖在小肠中被吸收 D．神经冲动在中枢传导 3.分析ATP与ADP相互转化示意图，请回答问题：

（1）图中Pi代表磷酸，则B为 ，C为 。在B→C的 反应中，产生的E2来源于 的断裂而释放出的能量。 （2）E1不是物质，对于人、动物、真菌和大多数细菌体来说，E1来自 ，对于绿色植物来说，则来自 和 。

（3）C→B伴随着细胞中的 能反应，B→C伴随着细胞中的 能反应。因此，ATP是细胞内流通的能量“ ”。 在植物体内的生命活动中，E2主要用于 、 、 和 。

（４）Al和A2具有 用。根据你的分析，它们的作用分别是促进 和 。

课后训练案

1. ATP中大量化学能储存在 （ ） A．腺苷内 B．磷酸基团 C．腺苷与磷酸基团连接键内 D．高能磷酸键内 2.一分子ATP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．1，2，1 C．1，3，2 D．2，3，1 3.下列关于ATP的叙述中，错误的是 ( ) A．补充ATP的药物可以注射，也可以口服 B．ATP中的“A”指腺嘌呤 C．ATP转变为ADP时要消耗水

D．ATP分子中含有C、H、O、N、P5种元素

4.人在剧烈运动时，肌细胞消耗的能量直接来源于 ( )

A．ATP的水解 B．葡萄糖的分解 C．氨基酸的分解 D．脂肪的氧化分解 5.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。这说明 ( ) A．葡萄糖是能源物质 B．ATP是能源物质

C．葡萄糖是直接能源物质 D．ATP是直接能源物质 6.下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是 A.水分子进入根毛细胞 B.肺泡中的氧气进入血液

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C.肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞 D.胰腺细胞分泌胰岛素

7.如图表示的是ATP和ADP之间的转化图，可以确定 ( ) A．A为ADP，B为ATP B．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

8.生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是 （ ） A．太阳能 糖类 ATP B．ATP 糖类 脂肪

C．ATP 脂肪 太阳能 D．ATP 糖类 太阳能

9.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P已带上放射性标记，该现象不能说明 ( )

A．ATP中远离A的P容易脱离 B．部分32P标记的ATP是重新合成的 C．ATP是细胞内的直接能源物质 D．该过程中ATP既有合成又有分解

10.用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取两等份分别装入两只小玻璃管中，各加入少量水使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色荧光，约过15min荧光消失，如下图，这时再将ATP溶液加入其中一只玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一只玻璃管中，发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的管中不发荧光。

⑴向A、B两管中加水后，两管均发荧光，这说明水对生物正常的生命活动有何重要意义? 。 这也说明了发光器研磨成的粉末中含有哪种物质? 。 ⑵上述对照实验说明：

①萤火虫发光是将 能转变成 能的过程；

②这一过程所需的能量由 提供； ③ 不是生命活动的直接能源物质

【学生反馈】

【教师评价】

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