1、 4.1 ATP和酶第1课时 生命活动的能量“通货”ATP 学案【高效导航】1.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。2. 学习重点： ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。3.学习难点：ATP和ADP的相互转化。 “看”知识经纬“导”自主预习一、ATP的结构及特点1中文名称：_。2结构简式：_，其中A代表_，P代表_，代表_。3特点(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有两个_，_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，释放出大量能量。二、ATP和ADP可以相互转
2、化1相互转化过程(1)释放能量：ATP_Pi能量。(2)储存能量：ADPPi能量_。(3)是否为可逆反应： 。2形成ATP的能量来源(1)动物、人、真菌和大多数细菌：_。(2)绿色植物：_和_。三、ATP的利用1ATP是生命活动的直接能源物质(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由_。(2)实例：用于主动运输、_收缩、细胞内各种_反应和大脑思考等生命活动。2ATP是细胞内流通的能量“通货”(1)吸能反应一般与_的反应相联系，由ATP水解提供能量，如蛋白质的合成。(2)放能反应一般与_相联系，释放的能量储存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解。(3)细胞中各种形式的能量转换都以_为中心环节。
3、“学”互动探究探究一：ATP的结构简式及各字母的意义阅读课本P54相关内容，思考并小组讨论下列问题：1.ATP的全称、组成、结构简式、各字母的意义分别是什么？提示：全称：腺嘌呤核苷三磷酸 组成：1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成 结构简式：A-PPP（“”表示高能磷酸键） A表示腺嘌呤核苷（腺嘌呤+核糖），T表示3个，P表示磷酸基团。2.ATP在结构组成上，和什么物质最接近？提示：ATP含有核糖，与核糖核苷酸最接近。3.ATP的结构与其作为直接能源物质有什么关系？提示：ATP末端的高能磷酸键相当脆弱，容易水解断裂，高能磷酸键储存的能量释放出来。【经典回眸】图中四种化合物的化学组成中，“”
4、中所对应的含义最接近的是() A和B和C和D和【解析】为ATP的结构简式，圈中的A-P为腺嘌呤核糖核苷酸；为腺嘌呤核糖核苷酸，圈中的A为腺嘌呤；为DNA链，圈中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸；为RNA链，圈中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，所以和相同。【答案】D【变式训练】ATP中，大量化学能储存在( )A.腺嘌呤核苷与磷酸基团之间 B.磷酸基团内部C.磷酸基团之间 D.腺嘌呤核苷内部探究二：ATP和ADP相互转化1.ATP是怎么来的？ADP转化成ATP时所需能量的来源是什么？植物和动物的来源一样吗？提示：植物通过光合作用和呼吸作用，动物和人等通过呼吸作用。（注意：此处学生还未学到光合作用和呼吸作用，可以简单
5、提到，或者说一些生物化学反应所释放的能量。）2.ATP的能量如何释放的？提示：ATP分子末端的高能磷酸键断裂释放能量。3.ATP与ADP相互转化是可逆反应吗？提示：由上图可知改过程不是可逆反应。物质虽然可逆，但能量不可逆，催化两个反应的酶也不一样。【经典回眸】（2013届辽宁省东北育才学校高中部高三第一次模拟考试）下列关于ATP和ADP相互转化的叙述，正确的是 （ ）AATP和ADP相互转化是一种可逆反应B细胞可以利用热能将ADP转化为ATPCATP转化成ADP时，所有的的高能磷酸键都断裂D动植物、细菌和真菌的细胞内都是以ATP作为能量通货的，说明了生物界具有统一性【解析】ATP和ADP相互转
6、化的过程，物质可逆，能量不可逆，而且催化两个反应的酶不相同，所以不是可逆反应，A错误；热能不能被固定，所以不能被ADP用来转化成ATP，B错误；ATP转化成ADP时，最外的高能磷酸键断裂，而一个ATP中含有2个高能磷酸键，C错误；ATP在各种细胞生物中都可以通用，说明生物界具有统一性，D正确。【答案】D【变式训练】根据反应式，以下说法中正确的是 ( )ATPADPPi能量A物质和能量都是可逆的 B物质是可逆的，能量是不可逆的C物质是不可逆的，能量是可逆的 D两者均不可逆探究三：ATP的合成和分解反应的关系列表比较ATP合成和分解反应：比较项目ATP的合成ATP的分解反应条件需要合成酶催化需要水
7、解酶催化反应场所细胞质基质、线粒体和叶绿体较多能量来源化学能和太阳能高能磷酸键中的化学能二者关系酶1 酶2ATP ADP+Pi+能量【经典回眸】（2013届湖南省衡阳八中高三第三次教育质量检测）下列有关ATP的叙述，不正确的是： （ ）A人体内成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生ATPBATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能C在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATPDATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示不同物质【解析】人成熟红细胞无线粒体，但还存在细胞质基质，可以进行无氧呼吸，产生ATP，A错误；ATP中的能量可以来源于光能（光合作用）、化学能（呼
8、吸作用），也可以转换成光能（如萤火虫的荧光）和化学能（如给跨膜运输供能），B正确；细胞质基质为有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段的场所，C正确；ATP中的“A”为腺嘌呤核苷，DNA、RNA中的“A”为腺嘌呤，D正确。【答案】A 【变式训练】下列哪些生理活动会导致细胞内ADP的含量增加? ( ) 小肠绒毛上皮细胞吸收K+和Na+ 肾小管对葡萄糖的重吸收 血液中的葡萄糖进入红细胞 甘油进入小肠绒毛上皮细胞 A B C D探究四：生命活动的能量“通货”ATP1.如何理解ATP是细胞生命活动的能量“通货”？提示：理解“通货”，我们可以对照货币的职能来理解：价值尺度：是最基本、最重要的职能。而ATP含有的
9、能量值较稳定，可以作为尺度衡量各个生命活动过程产生和消耗能量的多少。流通手段：起到一个媒介的作用，可以供多种场所利用。贮藏手段：避免一时用不尽的能量白白流失掉。支付手段：各项生命活动均可及时利用。世界货币：不同生物可以通用，没有特异性。2.ATP中活跃的化学能可转化为什么形式的能量？提示：转化为其他化学能（如光合作用中光反应合成的ATP经过暗反应将能量转化为有机物中稳定的化学能）、光能（如萤火虫发出的荧光）、电能（如电鳐放电）等。3.我们以前学过很多关于能量的物质，简单总结。提示： 能源物质是糖类、脂肪、蛋白质等； 生物体内的 主要能源物质是糖类； 直接能源物质是ATP； 储能物质是脂肪。 动
10、物细胞内的储能物质是糖原。 植物细胞内的储能物质是淀粉。 生命活动的最终能源是太阳能。【经典回眸】（2013届吉林省长春市十一中高三上学期）ATP是细胞的能量“通货”，下列有关ATP的叙述正确的是 ( )A三磷酸腺苷是生命活动的直接能源物质，其结构简式为ATPBATP水解失去2个磷酸基团后，剩余部分是RNA的组成单位之一C植物细胞产生的ATP，均可用于一切生命活动D蓝藻内产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体以及叶绿体【解析】ATP的结构简式为A-PPP，A错误；ATP为腺嘌呤核苷三磷酸，脱掉两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，B正确；植物细胞产生ATP的过程有光合作用和呼吸作用，光合作用产生的A
11、TP仅能供该过程使用，不能用于其它生命活动，C错误；蓝藻是原核生物，无线粒体、叶绿体等细胞器，D错误。【答案】B 【变式训练】下列有关ATP的叙述，正确的是()ATP是生物体内储存能量的主要物质ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基之间的化学键中ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解ATP在细胞内的含量很少，但转化速率很快ATP只能在线粒体中生成ATP是可流通的“能量货币”A B C D【变式训练参考答案】C B B B“思”课堂小结同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。收获内容疑点内容“练
12、”当堂检测1关于ATP的化学组成的说法中，正确的是 ()AATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P BATP中的A表示腺嘌呤C含有三个高能磷酸键 D含有腺嘌呤和脱氧核糖2分析未进食的白鼠细胞内ADP与ATP的含量比，若发现ADP的含量偏高时()A表示此细胞能量充足B表示此细胞内葡萄糖多被用以合成糖原C表示此细胞内的葡萄糖氧化分解将加快D表示此细胞缺少能量3下面关于ATP的叙述错误的是 ()A细胞质和细胞核中都有ATP的分布BATP合成所需的能量由磷酸提供CATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化4.如图表示的是ATP和ADP之间的转化，可以确定 (
13、)AA为ADP，B为ATPB能量1和能量2来源相同C酶1和酶2是同一种酶DX1和X2是同一种物质5如图是三磷酸腺苷的分子结构，请回答下列问题：(1)ATP的结构简式为_，图中虚线部分的名称是_。(2)一分子ATP可以看作是由_个磷酸分子、_个核糖分子和_个腺嘌呤缩合而成的。(3)ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的_水解，水解时释放的能量是生物体进行_、_和_等生命活动所需能量的直接来源。6.在活细胞中，下图中循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP循环中的有关问题：(1)ATP作为生物体生命活动的_物质，其分子结构简式为_，在过程中，是由于_键的断裂而释放出能量
14、。(2)在绿色植物细胞内，与相应的生理活动主要是在细胞内的_、_、_中进行。(3)A1和A2分别起什么作用？二者相同吗？_。(4)中能量E1的来源有哪些？中能量E2的去向有哪些？_。参考答案：1. 【答案】A【解析】组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P。1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子的磷酸组成ATP，其中含有两个高能磷酸键，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。2. 【答案】D【解析】由反应式ATP ADPPi能量可知，当体内ADP含量偏高时，一定是ATP分解释放能量用于生命活动，也就证明此时细胞内缺少能量。所以A项可排除；B项中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量过剩时，与题目相矛盾，也可排除
15、。3 【答案】B 【解析】ATP是生物体生命活动的直接能源物质，合成ATP时所需的能量可以来自细胞呼吸分解有机物所释放的能量，还可来自光合作用。 4.【答案】D 【解析】由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶；X1和X2是同一种物质Pi。5. 【答案】(1)APPP腺苷(2)311(3)高能磷酸键肌肉收缩大脑思考离子的主动运输6. 【答案】(1)直接能源APPP远离腺苷的高能磷酸(2)细胞质基质线粒体叶绿体(3)A2起催化作用，催化ATP的水解，是水解酶；A1起催化作用，催化ATP的合成，是合成酶。二者不相同(4)植物细胞中能量E1来自于光合作用过程中利用的光能和呼吸作用中糖类等有机物分解释放的能量，动物细胞中的能量E1来自于呼吸作用中糖类等有机物分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。中能量E2的去向是转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动，主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。