发布时间 : 星期三 文章《第二节 细胞的能量“通货” - ATP》学案更新完毕开始阅读
《第二节 细胞的能量“通货”——ATP》学案
张建尚/江苏
【学习目标】站得高——明确学习目标。 1.简述ATP的化学组成和特点。 2.写出ATP的分子简式。
3.解释ATP在能量代谢中的作用。 【重点和难点】
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。 【学法提示】
1.根据ATP的分子结构式，认识ATP的化学组成，进而写出结构简式。
2.通过ATP的结构简式推出ATP水解和合成的反应式，由ATP与ADP的相互转化认识ATP的生理功能并去探究能量的来源和去向。 3.正确理解把ATP比喻成能量通货的原因，联系化学反应中涉及的能量变化，推断细胞内吸能反应中涉及的能量变化，推断细胞内吸能反应、放能反应与ATP分解、合成之间的关系。 4.联系生活实际，了解直接能量来源、主要能源物质、能量最终来源以及三者之间的联系，拓宽视野。
【课前预习】起步稳——知识源于生活。
1.ATP是 ① 的英文名称缩写，ATP分子结构可以用简式A-P～P～P表示，其中A代表 ② ，P代表 ③ ，“～”代表 ④ 。ATP中的“～”断裂时可以释放多达30.54KJ/mol，所以ATP是细胞内的一种 ⑤ 化合物。 2.ATP分子在有关酶的催化下， ① 的高能磷酸键很容易水解而脱离开来，释放出能量，并产生 ② 。同时，在有关酶的催化下， ③ 接受能量，并结合一个游离的 ④ ，重新形成ATP。这种转化时刻不停地进行着并且处于动态平衡之中，其反应表达式可以归纳为 ⑤ 。
3.ATP形成时的能量来源，在动物体内来自 ① ，在植物体内来自 ② 、 ③ ，这些能量将储存在 ④ 内。ATP水解后释放的能量来自于 ⑤ ，能量的去向是用于各种 ⑥ 。 4.由ATP水解提供能量的过程属于吸能反应，ATP水解释放能量可以转化为机械能如 ① ，也可以转化为电能，如 ② ，还可以转化为光能，如 ③ 。放能反应一般与ATP的合成相联系，如 ④ 作用。在动物细胞中合成ATP的细胞器是 ⑤ ，在植物叶肉细胞中合成ATP的细胞器是 ⑥ 。
5.生命活动的主要能源物质是 ① ，生物体内主要的储能物质是 ② ，生命活动的直接能源物质是 ③ ，最终的能源来源是 ④ 。
答案1.①三磷酸腺苷 ②腺苷 ③磷酸基团④高能磷酸键 ⑤高能磷酸2.①远离腺苷②ADP和
酶 ATP ADP＋Pi＋能量 ①细胞呼吸时有机物分解释放的能量②光能③细Pi③ADP④Pi⑤ 3.
酶
胞呼吸时有机物分解释放的能量④高能磷酸键⑤高能磷酸键⑥生命活动4.①ATP水解的反应②ATP水解的合成③循环流通④通货4.①肌肉收缩②神经传导（生物电）③萤火虫发光 ④呼吸 ⑤线粒体⑥线粒体和叶绿体5.①糖类②脂肪③ATP④光能 【课堂探究】走得欢——探索成长快乐。
1.下图是ATP分子的结构式，其中a是 ① ，b是 ② ，c是 ③ ，d是3个 ④ ，e是 ⑤ ，“～”代表 ⑥ ，ATP的元素组成是 ⑦ 。如果图中的c用A表示，d用P表示，那么图1的结构式
可以简化为 ⑧ 。
NH2
C N C O O O N H C H H C O P O ～ P O ～ C P OH C O N ---H N C O O O C H H
H H C C
OH OH
a b
d c
e
2.右下图是ATP与ADP相互转化的示意图。
（1）1是 ① ，2是 ② ，3是 ③ ，
ATP 4是 ④ 。 1 2 （2）当反应由上到下进行时，释放的能量来自ATP中
3 酶 能量 Pi ① ，其作用是 ② ；当反应
由下到上进行时，在植物体内2的来源是 ③ 4 ，去向是 ④ ，在动
物体内2的来源是 ⑤ 。由此可知植物体内形成ATP的细胞器是 ⑥ 动物体内形成ATP的细胞器是 ⑦ 。 （3）将图解用化学式表达： ①
（4）ATP与ADP相互转化的关系式是可逆反应吗？ ① 。为什么？ ② 。这种相互转化的意义是 ③ 。 3.根据下列图解回答问题。
Ga2+
ATP
ADP+Pi
D.萤火虫发光 C.主动运输钙离子 B.电鳐发电 A.肌肉收缩
光
二氧化碳+水→葡萄糖+氧气 葡萄糖+氧气→二氧化碳+水+能量
F.光合作用 E.有氧呼吸
（1）图中只存在吸能反应的生命活动是 ① ，存在放能反应的生命活动是 ② 。在A、B、C、D中，ATP中的化学能转变为光能的是 ③ ，转变为机械能的是 ④ ，转变为电能的是 ⑤ ，转变为势能的是 ⑥ （以上填字母）。由于能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间循环流通，因此可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的 ⑦ 。 （2）有人说，如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金，你认为这种比喻有道理吗？ ① 。为什么？ ② 。
答案1.①腺嘌呤 ②核糖 ③腺苷 ④磷酸基团 ⑤三磷酸腺苷 ⑥C、H、O、N、P ⑧A-P～P～P 2.（1）①Pi②能量③酶④ADP（2）①高能磷酸键断裂释放的能量②用于各种生命活动③光能和细胞呼吸时有机物分解释放的能量④储存在高能磷酸键中⑤细胞呼吸时有机物分解
酶 ATP ADP＋Pi＋能量
酶
释放的能量⑥线粒体、叶绿体⑦线粒体（3）① （4）①不是②因为ATP水解与形成的场所和能量来源不同、所需的酶不同③保证了生命活动所需要能量的持续供应3.（1）①ABCD②EF③D④A⑤B⑥C⑦能量“货币”（2）①有道理②糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。 【知识体系】 生理功能 细胞生命活动的直接能源物质
酶 结构简式 A-P～P～P ATP ADP＋Pi＋能量 表达式 酶 ATP与ADP相互转化 保证了生命活动所需
意义 要能量的持续供应 ATP
动物等 呼吸作用 ATP的形成 光合作用 绿色植物 呼吸作用
吸能反应 ATP的利用 放能反应
【课堂巩固】
右图为ATP与ADP相互转化的图解，请据图回答：
ATP (1）图中①是 ，②是 。 (2) ATP分子中的A代表 ，T代表 ，酶
① ②
P代表 。ATP分子的结构简式是 。ATP分子中大量的化学能储存在 中。 ADP+Pi （3）对于动物和人来说，能合成ATP的细胞器是 ，
生理过程是 ；对于绿色植物来说，能合成ATP的细胞器是 ，生理过程是 。
（4）经测定，一个成年人静止状态下24h将有40kg的ATP发生转化；剧烈运动状态下每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。而细胞内ADP、ATP等的总量仅有2～10mg。为满足能量的需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是 ，其反应表达式是 。
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（5）用P标记的磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出细胞内的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团却已带上了放射性标记。这一事实证明 ，其意义是 。 （6）ATP与ADP的相互转化是否属于可逆反应 ？原因是 。 （7）ATP的主要功能是 。
答案（1）能量；能量（2）腺苷；3；磷酸基团；A-P～P～P；高能磷酸键（3）线粒体；细胞呼吸（呼吸作用）；线粒体、叶绿体；细胞呼吸（呼吸作用）、光合作用（4）ATP和ADP
酶 ATP ADP＋Pi＋能量 （5）细胞内的ATP不断分解又不断合成，其含量的不断相互转化；
酶
保持相对稳定；保证了生命活动所需要能量的供应（6）不属于；所需要的酶、能量来源和反应场所不同（7）细胞生命活动的直接能源物质。 【课后作业】
以下是ATP与ADP相互转变的反应式： 酶 ATP ADP＋Pi＋能量 酶
（1）反应向右进行时，能量来自 ，能量的去向是 。 （2）反应向左进行时，在动物细胞中能量主要来自 ，在植物来中能量主要来自 和 ；能量的去向是 。
（3）如果ATP水解失去了两个磷酸基团，该物质就是组成RNA的基本单位之一，称为 。
（4）用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状。取两等份分别装入两支试中，各加入少量的水，使之混合，可见到试管中发出淡黄色荧光，约过15 min，荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一支试管A中，将葡萄糖溶液加入另一支试管B中，发现加ATP溶液的试管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的试管中不发荧光(见下图)。请据图回答：
B B B B 加水 15min 加葡萄糖 加水 15min 加ATP A A A A 之后 之后
发光器粉末 发荧光 荧光消失 发出荧光 发光器粉末 发荧光 荧光消失 不发出荧光
这能说明水对生物正常的生命活动有何重① 向A、B两支试管中加水后，两试管均发荧光。
要意义？ 。 这也说明了发光器研磨成的粉末中含有哪种物质? 。 ②以上现象说明了萤火虫发光的过程是将 能转变成 能的过程。 这一过程所需的能量由 直接提供， 不是生命活动的直接能源。
答案（1）高能磷酸键；用于维持正常的生命活动 （2）细胞呼吸时有机物分解释放的能量；细胞呼吸时有机物分解释放的能量；光能；储存在高能磷酸键中（3）腺嘌呤核糖核苷酸 （4）① 生物体内许多重要的生物化学反应均要在水中才能进行；少量ATP②化学；光 ；ATP ；葡萄糖