高中生物 5.2 細胞的能量“通貨 ”ATP導學案 新人教版必修1.doc

人教版 必修一 5.2 細胞的能量“通貨”atp 學案【高效導航】1.學習目標：atp的化學組成和特點 atp的分子簡式atp在能量代謝中的作用2.重點：atp化學組成的特點及其在能量中的作用atp與adp相互轉(zhuǎn)化3.難點：atp與adp相互轉(zhuǎn)化“看”知識經(jīng)緯“導”自主預習1、寫出atp（三磷酸腺苷）的分子結(jié)構，并標出所有符號代表的意義。 2、atp中的兩個磷酸基團之間（p和p之間）用“”表示的化學鍵是_。其水解過程中，釋放的能量是一般共價鍵的_倍以上（如atp水解生成adp和磷酸時，釋放的能量多大30.54kj/mol，而6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖和磷酸時，釋放的能量只有13.8kj/mol）。含有高能磷酸鍵的化合物統(tǒng)稱為_。3、atp中_（哪個）高能磷酸鍵，在一定條件下容易水解生成_和_放出能量，生成的兩者_（容易/難以）再捕獲能量重新生成atp。atp在細胞內(nèi)形成后不到1分鐘的時間就要發(fā)生轉(zhuǎn)化，一個成年人在靜止狀態(tài)下，24小時內(nèi)竟有40kg的atp發(fā)生轉(zhuǎn)化。4、atp與adp的相互轉(zhuǎn)化：atp _（注意條件）5、atp水解時放出的能量可用于_、_和_。6、atp在細胞內(nèi)的含量是_的，但atp在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化是_的。7、對人和動物來說，adp轉(zhuǎn)化成atp所需能量，來自_作用，對綠色植物來說，adp轉(zhuǎn)化成atp所需能量，來自_和_。8、atp作為直接能源物質(zhì)，水解后可用于各種生命活動，如轉(zhuǎn)變?yōu)椋篲（用于合成代謝）、_（用于肌肉收縮）、_（用于物質(zhì)的主動運輸）、_（生物電、生物發(fā)光）、_（用于維持體溫）等?！皩W”互動探究探究一 atp的結(jié)構小組討論回答下列問題：概述atp的分子組成，結(jié)構簡式及特點提示：atp是三磷酸腺苷的英文縮寫，結(jié)構簡式為appp，其中a表示腺苷，p表示磷酸基團, 表示高能磷酸鍵。一分子atp中含有3個磷酸基團，2個高能磷酸鍵，其中遠離腺苷的那個高能磷酸鍵極容易水解和形成，以保證能量及時持續(xù)供應；atp若去掉兩個磷酸基團之后是構成rna的基本單位之一腺嘌呤核糖核苷酸。atp、adp、amp等的結(jié)構簡式如圖： 【經(jīng)典回眸】在下列四種化合物的化學組成中，“”中所對應的含義最接近的是()a和 b和 c和 d和【解析】atp中“ap”代表一磷酸腺苷，也叫做腺嘌呤核糖核苷酸；核苷酸中“a”是腺嘌呤；dna片段中“a”代表腺嘌呤脫氧核苷酸；rna片段中“a”代表腺嘌呤核糖核苷酸。所以只有d項含義最接近。答案：d【變式訓練】1.atp在細胞中能夠釋放能量和儲存能量，從其化學結(jié)構看，原因是（ ）腺苷很容易吸收能量和釋放能量 第三個高能磷酸鍵很容易斷裂和再結(jié)合 第三個磷酸基團很容易從atp上脫離（即第二個高能磷酸鍵斷裂），使atp轉(zhuǎn)變成adp，同時釋放能量 adp可以在酶的作用下迅速與一分子磷酸結(jié)合，吸收能量形成第二個高能磷酸鍵，使adp轉(zhuǎn)變成atpa.b. c. d.探究二 atp與adp的相互轉(zhuǎn)化小組討論回答下列問題：atp和adp的相互轉(zhuǎn)化過程是不是可逆反應，為什么？提示：atp與adp的相互轉(zhuǎn)變可能下列反應式表示adppi能量 atp有人認為atp與adp的相互轉(zhuǎn)變關系是一種可逆反應理由是存在可逆符號“”。根據(jù)化學中講到的可逆反應特點：無論正逆反應都能在同一條件下同時進行可知，可知上述反應不是可逆反應，原因是：從反應條件上看：atp的分解是一種水解反應，催化該反應的酶屬于水解酶而atp的合成是一種合成反應，催化該反應的酶屬于合成酶，由酶的專一性可知上述反應的條件是不相同的。從atp合成與分解的場所上看：atp合成的場所所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；而atp分解的場所有細胞膜(供主動運輸消耗的能量)、葉綠體基質(zhì)(將atp中的能量釋放出來儲存在合成的有機物中)、細胞核(dna復制和rna合成所消耗的能量)等。因此，其合成與分解的場所不盡相同。顯然上述反應并不是同時進行的。從能量上看：atp，水解的能量是儲存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學能，釋放出來后供各種生命活動利用不能再由pi和adp形成atp而儲存；而合成atp的能量主要是有機物中的化學能和太陽能，因此，反應的能量來源是不同的；反應中的能量流向是不可逆的。綜上所述，atp和adp的相互轉(zhuǎn)化是不可逆的。體內(nèi)的過程應判斷為“物質(zhì)是可逆的能量是不可逆的，且酶也是不相同的”。 【經(jīng)典回眸】對于反應式式atp adp+pi+能量的說法正確的是（ ）a 能量是可逆的 b物質(zhì)和能量都是可逆的c物質(zhì)是可逆的，能量不可逆 d兩者均是不可逆的【解析】adp和pi是合成atp的原料，也是atp分解的產(chǎn)物，故從轉(zhuǎn)換式中的物質(zhì)來看是可逆的。而從能量方面來分析，atp合成所需要的能量主要來自生物體呼吸作用所釋放出來的一部分能量，綠色植物還可來自葉綠體色素吸收的太陽能；而atp分解，由高能磷酸鍵斷裂釋放出的能量用于各項生命活動，如物質(zhì)吸收和合成、細胞分裂、動物肌肉收縮、轉(zhuǎn)化為生物電能等，這些能量最終以熱能的形式耗散，生物體無法再加以利用。答案：c【變式訓練】2.關于新陳代謝與酶、atp的關系，描述錯誤的是()a酶的種類具有物種差異性，而atp卻無物種差異性b酶、atp都與新陳代謝密切相關，但兩者的合成毫無關系catp是保證新陳代謝正常進行的能源物質(zhì)d酶能促使新陳代謝正常進行探究三 atp中能量的利用小組討論回答下列問題：為什么atp被稱為細胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”？提示：生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化和傳遞過程，atp是一種關鍵的物質(zhì)。atp是生物體內(nèi)直接提供可利用能量的物質(zhì)，是細胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”。各種形式的能量轉(zhuǎn)換都是以atp為中心環(huán)節(jié)的。生物體內(nèi)由于有各種酶作為生物催化劑，同時又有細胞中生物膜系統(tǒng)的存在，因此atp中的能量可以直接轉(zhuǎn)換成其他各種形式的能量，用于各項生命活動。這些能量形式主要有以下幾種：1、機械能。生物體內(nèi)的細胞以及細胞內(nèi)各種結(jié)構的運動都在做功所消耗的就是atp水解釋放出的能。例如纖毛和鞭毛的擺動、肌細胞的收縮、細胞分裂期間染色體的運動等。2、電能。生物體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)傳導沖動和某些生物能夠產(chǎn)生電流所消耗的就是電能。電能也是由atp所提供的能量轉(zhuǎn)換而來的。3、滲透能。如細胞的主動運輸逆濃度梯度做功消耗的能量叫做滲透能滲透能也是來自atp。4、化學能。生物體內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學能小分子物質(zhì)合成大分子物質(zhì)時必須有直接或間接的能量供應。另外物質(zhì)在分解的開始階段也需要化學能來活化能量較高的物質(zhì)。在生物體的物質(zhì)代謝中可以說到處都需要由atp轉(zhuǎn)換的化學能來做功。5、光能。如螢火蟲用于發(fā)光的能量仍然直接來源于atp6、熱能。生物體內(nèi)的熱能來源于有機物的氧化分解。大部分的熱能通過各種途徑向外界環(huán)境散發(fā)，只有小部分熱能用于維持細胞或恒溫動物的體溫。通常情況下熱能的形式往往是細胞能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中的副產(chǎn)品?！窘?jīng)典回眸】瑞典生物化學家泰奧雷爾通過對酶的研究，發(fā)現(xiàn)有機體在有氧條件下利用營養(yǎng)物質(zhì)以產(chǎn)生有機體可利用能量的方式，并因此獲得1955年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。下列有關敘述中，不正確的是（ ）a生物體中能供給能量的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括糖類、脂肪和蛋白質(zhì)b直接供給生物體生命活動的能源物質(zhì)是atpcatp與adp的相互轉(zhuǎn)化，使生物體內(nèi)的各項化學反應能在常溫常壓下快速而又順利地進行d生物體內(nèi)的atp含量很多，從而保證了生命活動所需能量的持續(xù)供應【解析】生物體內(nèi)的atp含量不高。答案：d【變式訓練】3.一般情況下，生物體的主要能源物質(zhì)、直接能源物質(zhì)、儲備能源物質(zhì)、根本能量來源依次是 a糖類、太陽能、蛋白質(zhì)、脂肪 batp、太陽能、糖類、脂肪c糖類、atp、脂肪、太陽能 d太陽能、糖類、atp、蛋白質(zhì)變式訓練參考答案：1c 2b 3c“思”課堂小結(jié)同學們，通過這節(jié)課學習，你有哪些收獲和體會，存在哪些疑問，請把它填在下面的表格中，以便及時總結(jié)、彌補知識缺漏，不吃夾生飯，不做欠賬人。收獲內(nèi)容疑點內(nèi)容“練”課堂自測1熒火蟲尾巴會發(fā)光，這是因為其尾部細胞里含有熒光素等物質(zhì)，這些物質(zhì)能利用下列哪項而發(fā)光 a光能 b熱能 c有機物質(zhì) datp2atp分子中具有高能磷酸鍵，“高能磷酸鍵”中高能指的是a鍵能高 b活化能高 c水解時釋放的自由能高 dabc全是3高等植物體內(nèi)產(chǎn)生atp分子的生理過程有a呼吸作用、滲透作用 b呼吸作用、蒸騰作用c光合作用、主動運輸 d光合