5.2 細(xì)胞的能量通貨-ATP導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．分析ATP的分子結(jié)構(gòu)，了解ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2．結(jié)合ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化示意圖，概述二者之間的關(guān)系。(重、難點(diǎn))3．結(jié)合教材圖示，舉例說(shuō)明ATP的利用。【自主預(yù)習(xí)】ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。下面是ATP的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)合該圖分析：1．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：ATP是三磷酸腺苷的英文名稱(chēng)縮寫(xiě)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P～P～P。其中A代表腺苷。T代表“3”。表示含有3個(gè)磷酸基團(tuán)，P代表磷酸基團(tuán)?！啊贝砥胀ɑ瘜W(xué)鍵?！啊贝?/span>高能磷酸鍵。【小貼士】　ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用“一、二、三”來(lái)總結(jié)。即一個(gè)腺苷、二個(gè)高能磷酸鍵、三個(gè)磷酸基團(tuán)。2．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)高能量：水解自由能在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物稱(chēng)為高能磷酸化合物。在有關(guān)酶的催化作用下，ATP水解釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol，所以說(shuō)ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。(2)不穩(wěn)定：在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解，釋放能量。3．ATP和RNA在組成成分上有怎樣的聯(lián)系？答案：ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的結(jié)構(gòu)就是腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本單位之一。4．ATP徹底水解會(huì)得到哪些成分？答案：ATP徹底水解會(huì)得到腺嘌呤、核糖和磷酸。ATP為生命活動(dòng)提供能量離不開(kāi)與ADP的相互轉(zhuǎn)化。下圖表示ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，請(qǐng)結(jié)合該圖分析：1．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)轉(zhuǎn)化過(guò)程：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵容易水解，于是遠(yuǎn)離A的那個(gè)P就脫離開(kāi)來(lái)，形成游離的Pi(磷酸)。同時(shí)，儲(chǔ)存在這個(gè)高能磷酸鍵中的能量釋放出來(lái)，ATP就轉(zhuǎn)化成ADP。在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時(shí)與一個(gè)游離的Pi結(jié)合，重新形成ATP。(2)有人說(shuō)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程是個(gè)可逆反應(yīng)，這種說(shuō)法合適嗎？通過(guò)下面的分析來(lái)解答：①?gòu)姆磻?yīng)條件上看：ATP的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶Ⅰ屬于水解酶；而ATP的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶Ⅱ?qū)儆?/span>合成酶。由酶的專(zhuān)一性可知，上述反應(yīng)的條件是不相同(相同、不相同)的。②從ATP合成與分解的場(chǎng)所上看：ATP合成的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體和葉綠體；而ATP分解的場(chǎng)所有細(xì)胞膜(供主動(dòng)運(yùn)輸消耗的能量)、細(xì)胞核(DNA復(fù)制和RNA合成所消耗的能量)等。因此，其合成與分解的場(chǎng)所不盡相同。③從能量上看：ATP水解的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)鍵，釋放出來(lái)后供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用，不能再由Pi和ADP形成ATP而儲(chǔ)存，而合成ATP的能量主要是有機(jī)物中的化學(xué)鍵和太陽(yáng)能，因此，反應(yīng)中的能量流向是不可逆(可逆、不可逆)的。綜上所述，ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程不是(是、不是)可逆反應(yīng)。(3)ADP合成ATP時(shí)所需要的能量來(lái)源①動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌：來(lái)自細(xì)胞呼吸作用時(shí)有機(jī)物分解釋放的能量。②綠色植物：來(lái)自呼吸作用和光合作用。【小貼士】　ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程應(yīng)可以概括為“物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，酶是不相同的，場(chǎng)所是不完全相同的”。2．ATP的利用(1)利用途徑：由圖可知，ATP被用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。如：細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸，生物發(fā)電、發(fā)光，肌細(xì)胞收縮，大腦思考等都需要ATP提供能量。另外，細(xì)胞內(nèi)吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系。(2)ATP在細(xì)胞中的含量并不多，為什么能為生命活動(dòng)提供大量的能量？答案：ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，但ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化十分迅速，所以可以為生命活動(dòng)提供直接能源，也使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量總處于動(dòng)態(tài)平衡之中。 【互動(dòng)探究】ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化歸納比較項(xiàng)目ATP的合成ATP水解反應(yīng)式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋Pi＋能量場(chǎng)所線(xiàn)粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞內(nèi)所有需要能量的結(jié)構(gòu)條件由ATP合成酶催化由ATP水解酶催化能量來(lái)源合成ATP的能量主要來(lái)自光能(光合作用)和化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵中的能量能量去路儲(chǔ)存在ATP中用于各項(xiàng)生命活動(dòng) 【課堂練習(xí)】1．ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)成(　　)A．A－P－P～P　 B．A－P～P～PC．A～P～P－P D．A～P～P～P答案：B2．海洋中的鮟鱇魚(yú)有發(fā)光現(xiàn)象，其光能由(　　)A．電能轉(zhuǎn)變而來(lái)B．ATP轉(zhuǎn)化成ADP時(shí)釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來(lái)C．熱能轉(zhuǎn)變而來(lái)D．有機(jī)物進(jìn)行氧化分解釋放的機(jī)械能轉(zhuǎn)變而來(lái)答案：B3．下面是ATP在酶的作用下水解后的產(chǎn)物及釋放能量，表述正確的是(　　)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：A4．下列對(duì)ATP的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　)A．遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵容易水解B．只在光合作用中產(chǎn)生C．ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化D．生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì)答案：B5．ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量及其生成速度分別為(　　)A．很多、很快 B．很少、很慢C．很多、很慢 D．很少、很快答案：D6．如圖是有關(guān)ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的主要來(lái)源示意圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)1分子ATP中含有________個(gè)高能磷酸鍵。(2)圖中的a、b代表的生理過(guò)程分別是______、______。(3)若動(dòng)物和人產(chǎn)生的能量可以用于c，則c指________。(4)在動(dòng)物肌細(xì)胞中，進(jìn)行②反應(yīng)時(shí)，釋放的能量來(lái)自________________________________________________________________________。(5)①②反應(yīng)進(jìn)行時(shí)所需要的酶_______(選填“相同”或“不同”)，原因是_________。答案：(1)2　(2)呼吸作用　光合作用　(3)生命活動(dòng)　(4)遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵中的化學(xué)能　(5)不同?、俸廷谑莾蓚€(gè)不同的反應(yīng)，而酶具有專(zhuān)一性  

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高中生物人教版 (新課標(biāo))必修1《分子與細(xì)胞》電子課本

第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”──ATP

版本： 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí)： 必修1《分子與細(xì)胞》

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