2019-2020年新教材高中生物第5章第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP教案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”atp學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1簡(jiǎn)述atp的化學(xué)組成和特點(diǎn).（重點(diǎn))2寫(xiě)出atp的分子簡(jiǎn)式。3解釋atp在能量代謝中的作用。（重點(diǎn))1通過(guò)學(xué)習(xí)atp的結(jié)構(gòu)和作用，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)及物質(zhì)與能量相統(tǒng)一的生命觀念.2通過(guò)學(xué)習(xí)atp的合成和利用，養(yǎng)成歸納與概括的科學(xué)思維方式。一、atp是一種高能磷酸化合物1中文名稱(chēng)：腺苷三磷酸。2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：appp符號(hào)含義3特點(diǎn)(1)atp是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，含有2個(gè)特殊的化學(xué)鍵，儲(chǔ)存大量能量。（2)atp的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,這是由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥的原因，即末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能.在

2、有關(guān)酶的催化作用下,末端磷酸基團(tuán)脫落，釋放出大量能量。二、atp與adp可以相互轉(zhuǎn)化1過(guò)程（1）釋放能量：atpadppi能量.(2）儲(chǔ)存能量：adppi能量atp。2能量的來(lái)源及去路3原因及特點(diǎn)（1）原因：atp分子中遠(yuǎn)離a的那個(gè)特殊的化學(xué)鍵很容易水解。（2）特點(diǎn)：時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。三、atp的利用1列舉利用atp的實(shí)例(1）用于物質(zhì)的合成;（2）用于肌肉收縮；（3)用于細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸。2atp供能的過(guò)程atp水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，空間結(jié)構(gòu)改變，活性也被改變，因而參與各種化學(xué)反應(yīng)。3atp是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”（1)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與atp的關(guān)系.

3、放能反應(yīng)：一般與atp的合成相聯(lián)系。吸能反應(yīng)：一般與atp的水解相聯(lián)系。（2)能量通過(guò)atp分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通.1atp是高能磷酸化合物,含有三個(gè)特殊的化學(xué)鍵。（）21個(gè)atp分子中含有1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán).（）3atp水解時(shí),兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵都斷裂，生成adp和pi。(）4atp和adp的相互轉(zhuǎn)化與吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)聯(lián)系在一起。(）5atp與adp的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生并且處在動(dòng)態(tài)平衡之中，且是生物界的共性。()提示：1atp中含有兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵。21個(gè)atp分子中含有1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán).3atp水解時(shí),遠(yuǎn)離腺苷的特殊的化學(xué)鍵斷裂。45。atp的結(jié)構(gòu)和功能問(wèn)題探

4、究1根據(jù)atp結(jié)構(gòu)式思考下列問(wèn)題：(1)圖中的結(jié)構(gòu)分別是什么？提示：腺嘌呤、核糖、磷酸基團(tuán)。(2）腺苷是由圖中哪些結(jié)構(gòu)組成的?提示:.(3)atp分子去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是什么物質(zhì)？提示：腺嘌呤核糖核苷酸。（4）若atp完全水解，會(huì)得到哪些成分？提示：腺嘌呤、核糖、磷酸。2atp中的“a與堿基中的“a”是同一種物質(zhì)嗎？提示：不是。在atp中,“a”代表腺苷(腺嘌呤核糖)；在堿基中，“a”代表腺嘌呤。歸納總結(jié) 1atp的分子組成（如圖）(1）元素組成：atp是由c、h、o、n、p五種元素組成的，這與核酸的元素組成是相同的。（2）amp是rna的基本組成單位。(3)atp的結(jié)構(gòu)組成可以用“

5、1、2、3”來(lái)總結(jié)，“1”表示1個(gè)腺苷，“2”表示兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵,“3表示3個(gè)磷酸基團(tuán)。2atp的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系（1）atp的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證了細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的能量供應(yīng)庫(kù).atp中末端磷酸基團(tuán)容易水解和形成,可保證atp數(shù)量的相對(duì)穩(wěn)定和能量的持續(xù)供應(yīng)。（2)atp在供能中處于核心地位,許多能源物質(zhì)中的能量需轉(zhuǎn)移到atp中才能為生命活動(dòng)供能。在生命活動(dòng)中，atp中的能量可轉(zhuǎn)化為不同形式的能量。3生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié)（1）能源物質(zhì)：糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)、atp。（2)主要能源物質(zhì)：糖類(lèi)。(3）儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪、淀粉(植物細(xì)胞）、糖原（動(dòng)物細(xì)胞)。（4)主要儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪。（5)直接能源物質(zhì)

6、：atp。(6)最終能量來(lái)源：太陽(yáng)能。1下列關(guān)于細(xì)胞的能量“通貨”-atp的敘述，正確的是(）aatp中的“t”代表胸腺嘧啶核苷酸batp中遠(yuǎn)離“a”的特殊的化學(xué)鍵易水解catp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為apppd細(xì)胞中atp的含量少，化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定batp中的“t”代表三個(gè);atp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為appp。細(xì)胞中atp的含量少,化學(xué)性質(zhì)活躍。2如圖表示atp的結(jié)構(gòu)，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）ab鍵斷裂后形成adp和pib圖中的3表示atp中的字母ac由1、2、3各一分子形成的物質(zhì)是組成dna的基本單位da鍵斷裂釋放的能量可以直接用于生命活動(dòng)d選項(xiàng)a，a鍵斷裂后形成adp和pi.選項(xiàng)b，atp中的字

7、母a表示腺苷，而題圖中的3表示腺嘌呤。選項(xiàng)c,由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是組成rna的基本單位。選項(xiàng)d，atp是生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源，a鍵斷裂所釋放的能量可以直接用于生命活動(dòng).atp與adp的相互轉(zhuǎn)化及利用問(wèn)題探究1atp在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的,如成年人細(xì)胞內(nèi)adp和atp的總量?jī)H為210 mg，而一個(gè)正常成年人在靜止?fàn)顟B(tài)下24 h將有40 kg的atp發(fā)生轉(zhuǎn)化.為滿足能量需要，分析生物體是如何解決這一矛盾的？提示：atp與adp在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的，且物質(zhì)可以重復(fù)利用，因此，能滿足生命活動(dòng)對(duì)能量的需要。2atp與adp相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程是否是可逆反應(yīng)？(從反

8、應(yīng)條件、能量來(lái)源和去向、反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所分析)提示:不是。atp合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體及葉綠體，能量來(lái)源是化學(xué)能或光能；atp水解的場(chǎng)所是各種需能部位，能量來(lái)源于特殊的化學(xué)鍵。3atp與adp相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中有沒(méi)有物質(zhì)可循環(huán)利用?舉例說(shuō)明。提示:有，例如磷酸、水等。歸納總結(jié) 1atp與adp相互轉(zhuǎn)化的原因2相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程(1)圖示（2）分析光合作用和呼吸作用等放能反應(yīng)與atp的合成相聯(lián)系,呼吸作用中釋放的能量一部分儲(chǔ)存在atp中，另一部分以熱能的形式散失。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)任芊磻?yīng)與atp的水解相聯(lián)系，所以atp是直接能源物質(zhì)。3atp與adp間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程不可逆反應(yīng)式atpadppi能量能量p

9、iadpatp類(lèi)型水解反應(yīng)合成反應(yīng)場(chǎng)所活細(xì)胞內(nèi)多種場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量轉(zhuǎn)化放能-與吸能反應(yīng)相聯(lián)系儲(chǔ)能-與放能反應(yīng)相聯(lián)系能量來(lái)源特殊的化學(xué)鍵有機(jī)物和光能能量去向用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于atp中綜上所述，atp和adp相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程應(yīng)理解為“物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的”或解釋為“物質(zhì)是可以循環(huán)利用的,能量是不能循環(huán)的”。4意義atp與adp的相互轉(zhuǎn)化，保證了機(jī)體能量的需要。細(xì)胞內(nèi)atp與adp相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的共性。1下圖為細(xì)胞中atp與adp相互轉(zhuǎn)化示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（)a在一個(gè)活細(xì)胞中,時(shí)刻進(jìn)行著過(guò)程和b過(guò)程和也可以發(fā)生在同一個(gè)細(xì)胞器內(nèi)c過(guò)程中需要的能量不是

10、過(guò)程釋放的d維持人體體溫的熱能主要來(lái)自過(guò)程中的能量datp為直接能源物質(zhì)，在一個(gè)活細(xì)胞中，時(shí)刻進(jìn)行著atp與adp的轉(zhuǎn)化過(guò)程；atp的合成與水解也可以發(fā)生在同一個(gè)細(xì)胞器內(nèi),如葉綠體；過(guò)程為atp的合成過(guò)程,需要的能量來(lái)自呼吸作用或光合作用；維持人體體溫的熱能主要來(lái)自呼吸作用釋放的能量。2對(duì)的敘述中，正確的是(）a過(guò)程和過(guò)程所需的酶都是一樣的b過(guò)程的能量供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用，過(guò)程的能量來(lái)自糖類(lèi)等有機(jī)物的氧化分解c過(guò)程和過(guò)程時(shí)刻發(fā)生，處于動(dòng)態(tài)平衡之中datp中的能量可來(lái)源于光能、熱能，也可以轉(zhuǎn)化為光能、熱能c過(guò)程為水解酶催化的水解反應(yīng)，釋放的能量可供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用，過(guò)程為合成酶催化的合成反應(yīng)，能量

11、來(lái)源于呼吸作用中糖類(lèi)等有機(jī)物的氧化分解，在綠色植物中還可來(lái)源于光合作用吸收并轉(zhuǎn)化的光能，故a、b項(xiàng)錯(cuò)誤.生物體內(nèi)atp的水解與合成時(shí)刻發(fā)生，處于動(dòng)態(tài)平衡之中，c項(xiàng)正確。atp中活躍化學(xué)能可來(lái)源于光能，但不能來(lái)源于熱能；atp中活躍化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋崮?、機(jī)械能、電能等多種形式的能量，d項(xiàng)錯(cuò)誤。課堂小結(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句背誦1atp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是appp，其中“a”表示腺苷,“p”代表磷酸基團(tuán)，“”代表特殊的化學(xué)鍵。2atp與adp相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式是atpadppi能量。3細(xì)胞內(nèi)atp與adp的相互轉(zhuǎn)化是生物界的共性.4合成atp的途徑包括光合作用和呼吸作用。5atp是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)

12、。1一分子atp中，含有腺苷、磷酸基團(tuán)和特殊的化學(xué)鍵的數(shù)目依次是（）a1、2、2b2、3、2c1、3、2d1、3、3答案c2海洋中的魚(yú)有發(fā)光現(xiàn)象，其光能由（）a電能轉(zhuǎn)變而來(lái)batp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)b生物各項(xiàng)生命活動(dòng)所需要的直接能源來(lái)自atp水解釋放的能量。3螢火蟲(chóng)尾部發(fā)光，是熒光素接受了atp中的能量后，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成光能所致，此化學(xué)能來(lái)自appp中的哪些磷酸鍵（)abcddatp的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在有關(guān)酶的作用下，atp中遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)特殊的化學(xué)鍵很容易水解，且水解時(shí)能釋放出大量的能量供給生命活動(dòng)利用。在螢火蟲(chóng)體內(nèi),給熒

13、光素提供能量的是遠(yuǎn)離腺嘌呤核苷的那個(gè)特殊的化學(xué)鍵。4adp轉(zhuǎn)化為atp需要（)api、酶、腺苷和能量bpi、能量c能量、腺苷和酶dpi、能量和酶答案d5在活細(xì)胞中，下列循環(huán)過(guò)程永不停止地進(jìn)行著，請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，分析完成m和n循環(huán)中的有關(guān)問(wèn)題:(1）作為生物體生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)是_，其分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，在過(guò)程中，_鍵斷裂而釋放出能量。(2)在綠色植物體內(nèi)與相應(yīng)的生理活動(dòng)是在細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、_和_中進(jìn)行的.(3)a1和a2具有_作用,在圖中它們的作用分別是_。（4)在呼吸作用中，應(yīng)該進(jìn)行_過(guò)程，能量來(lái)自_。(5）根吸收無(wú)機(jī)鹽離子過(guò)程中,應(yīng)該進(jìn)行_過(guò)程，能量用于_.解析(1）由圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,m是atp，n是adp。atp是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),atp水解時(shí)遠(yuǎn)離a的那個(gè)特殊的化學(xué)鍵易斷裂。atp的水解和合成分別由水解酶和合成酶催化.(2）反應(yīng)過(guò)程是細(xì)胞合成atp的過(guò)程，在綠色植物細(xì)胞內(nèi)合成atp的主要部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體