2022年高中生物 課時(shí)17 細(xì)胞的能量“通貨”-ATP導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1(I)

2022年高中生物 課時(shí)17 細(xì)胞的能量“通貨”-ATP導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1(I)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(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?！咀灾魇崂怼?ATP的結(jié)構(gòu)：(1)中文名稱(chēng)：_。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及含義結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_。2ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1)一個(gè)ATP中含_個(gè)高能磷酸鍵。(2)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，_的高能磷酸鍵易水解。(3)所含能量高，高能磷酸鍵水解釋放的能量多達(dá)_kJ/mol ，是一種高能磷酸化合物。3ATP的功能：_給細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量。4ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)式：(1)ATP轉(zhuǎn)化成ADP：_。(2)ADP轉(zhuǎn)化成ATP：_。5ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生且處于_之中。6ATP合成的能量來(lái)源：(1)動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌的：_。(2)綠色植物：_、_。7ATP的利用實(shí)例：如圖所示8ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量"通貨"：如圖所示【預(yù)習(xí)小測(cè)】1判斷正誤：1個(gè)ATP分子中含有1個(gè)腺嘌吟和3個(gè)磷酸基團(tuán)。2判斷正誤：ATP中的T是"三"的意思。3判斷正誤：ATP中含有3個(gè)高能磷酸鍵。4判斷正誤： 人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。5判斷正誤： 主動(dòng)運(yùn)輸中消耗的能量的直接來(lái)源是ATP。知識(shí)拓展 · 探究案【探究一ATP的結(jié)構(gòu)】1每個(gè)ATP分子含有幾個(gè)磷酸鍵？都易水解釋放能量嗎？2根據(jù)ATP中腺苷、磷酸基團(tuán)的數(shù)量關(guān)系，分析30個(gè)腺苷和60個(gè)磷酸基團(tuán)最多能組成多少個(gè)ATP。3ATP水解掉2個(gè)磷酸基團(tuán)和完全水解時(shí)，得到的產(chǎn)物有何不同？【典例精析】ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，如圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，其化學(xué)元素組成是_。(2)圖中虛線框內(nèi)部分的名稱(chēng)是_。(3)圖中是指_。遠(yuǎn)離A的結(jié)構(gòu)斷裂后，ATP就轉(zhuǎn)化成_?！咀兪接?xùn)練】下圖是三磷酸腺苷的分子結(jié)構(gòu)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)每個(gè)分子的ATP是由         組成的。(2)圖中方框中的物質(zhì)名稱(chēng)是           。(3)ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以寫(xiě)成                         。(4)當(dāng)人體處于寒冷環(huán)境中時(shí)，骨骼肌會(huì)出現(xiàn)不自主的戰(zhàn)栗，這時(shí)大量消耗的直接能源物質(zhì)是         。A.ATP        B.肌糖原        C.磷酸      D.葡萄糖【探究二ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)換】4運(yùn)動(dòng)員比賽中會(huì)消耗大量的ATP，而事實(shí)表明ATP在細(xì)胞中的含量卻非常少，討論并交流細(xì)胞能時(shí)刻保證能量充足供應(yīng)的原因。5(1)根據(jù)下表提示比較ATP的水解和合成反應(yīng)。項(xiàng)目水解反應(yīng)合成反應(yīng)反應(yīng)式酶水解酶合成酶場(chǎng)所活細(xì)胞內(nèi)多種場(chǎng)所能量變化放能儲(chǔ)能能量來(lái)源能量去向儲(chǔ)存于_中(2)依據(jù)(1)分析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不是可逆反應(yīng)?！镜淅觥可矬w內(nèi)能量代謝中ATP的合成和利用過(guò)程如圖所示。以下說(shuō)法不正確的是A.動(dòng)植物體內(nèi)都有呼吸作用為ATP的合成提供能量B.過(guò)程和過(guò)程的酶和場(chǎng)所不相同C.c表示吸收的能量，d表示釋放的能量，兩者數(shù)值相等、形式相同D.ATP在活細(xì)胞中的含量很少，但轉(zhuǎn)化速度很快【變式訓(xùn)練】ATP是生物體內(nèi)重要的能源物質(zhì)，下列有關(guān)敘述不正確的是A.AMP可以作為合成ATP及RNA的原料B.圖示中甲、丁過(guò)程發(fā)生頻繁，但乙、丙過(guò)程發(fā)生較少C.丁過(guò)程中合成ATP所需能量可以是光能、化學(xué)能、熱能D.催化乙過(guò)程和丙過(guò)程的酶肯定不是同一種酶【隨堂自測(cè)】1運(yùn)動(dòng)員在百米賽跑時(shí)，為骨骼肌細(xì)胞直接提供能量的物質(zhì)是A.葡萄糖B.脂肪C.ATPD.蛋白質(zhì)2下列關(guān)于ATP的敘述，錯(cuò)誤的是A.ATP可以注射，也可口服B.ATP分子中的"A"指腺嘌呤C.ATP轉(zhuǎn)化為ADP時(shí)要消耗水D.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A PPP3在 ATP ADP+Pi+能量"的反應(yīng)式中，下列說(shuō)法正確的是A.物質(zhì)和能量都是可逆的，酶相同B.物質(zhì)和能量都是不可逆的，酶不相同C.物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同D.能量是可逆的，物質(zhì)是不可逆的，酶相同4"ATP ADP+Pi+能量"中的能量不可能用于A.物質(zhì)合成B.肌肉收縮C.水分的吸收D.離子吸收和唾液的分泌5科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收縮；向同一肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快就發(fā)生收縮。這說(shuō)明A.葡萄糖是能源物質(zhì)B.ATP是主要能源物質(zhì)C.葡萄糖是直接能源物質(zhì)D.ATP是直接能源物質(zhì)6在活細(xì)胞中，如圖所示的循環(huán)過(guò)程永不停息地進(jìn)行著。請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析回答ATP和ADP循環(huán)中的有關(guān)問(wèn)題。(1)ATP作為生物體生命活動(dòng)的_物質(zhì)，在過(guò)程中，是由于_斷裂而釋放出能量。(2)A1和A2分別起什么作用？ 二者相同嗎？ _。(3)中動(dòng)植物細(xì)胞中能量E1的來(lái)源有哪些？中能量E2的去向有哪些？_?！咎骄繗w納】1【提醒】(l)ATP的合成過(guò)程會(huì)消耗能量，消耗的能量來(lái)源于其他化學(xué)反應(yīng)釋放的能量，故ATP的合成與放能反應(yīng)相聯(lián)系，該處的"放能反應(yīng)"是指其他化學(xué)反應(yīng)，而不是指ATP的合成過(guò)程。(2)ATP的水解會(huì)釋放能量，用于細(xì)胞內(nèi)的其他化學(xué)反應(yīng)，故ATP的水解與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，該處的"吸能反應(yīng)"是指其他化學(xué)反應(yīng)，而不是指ATP的分解過(guò)程。2【誤區(qū)警示】ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中字母的含義(1)A為腺苷，是腺嘌呤和核糖結(jié)合而成的，而不是腺嘌呤。(2) T為"三"的意思，而不是胸腺嘧啶。(3) P為磷酸基團(tuán)，而不是磷酸。3教材提煉：4ATP的結(jié)構(gòu)及組成部分的含義：如圖所示。5ATP和ADP的轉(zhuǎn)化式：ADP+Pi+能量ATP6ATP和ADP的圖解：如圖所示：(1)ATP分子中，遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵容易水解。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)ATP在細(xì)胞內(nèi)含量并不多，但可與ADP迅速轉(zhuǎn)化、并可循環(huán)利用，這種能量供應(yīng)機(jī)制是生物的共性。7能量來(lái)源和去路：如圖所示：(1)光能和有機(jī)物中的化學(xué)能可以在光合作用和呼吸作用過(guò)程中，轉(zhuǎn)化為ATP中的能量。(2)ATP中的能量可以被生物體的各種生命活動(dòng)直接利用。8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)：ATP。6.最終能量來(lái)源：太陽(yáng)能。必修1課時(shí)17 細(xì)胞的能量“通貨”ATP詳細(xì)答案課前預(yù)習(xí) · 預(yù)習(xí)案【自主梳理】1(1)三磷酸腺苷(2)A PPP腺苷    磷酸基團(tuán)     高能磷酸鍵2(1)兩     (2)遠(yuǎn)離腺苷     (3)30.543直接4(1)ATP ADP+Pi+能量(2)ADP+Pi+能量ATP5動(dòng)態(tài)平衡6(1)呼吸作用   (2)光合作用  呼吸作用7主動(dòng)運(yùn)輸     吸能8ATP的水解     ATP的合成     ATP分子【預(yù)習(xí)小測(cè)】1×  提示：1個(gè)ATP分子中含有1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)。2  提示：ATP又稱(chēng)三磷酸腺苷，其中的T是"三"的意思。3×  提示：ATP中含有2個(gè)高能磷酸鍵和1個(gè)普通磷酸鍵。4×  提示：ATP與ADP始終在相互轉(zhuǎn)化，二者的含量處于動(dòng)態(tài)平衡中。5  提示：ATP是生物體生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源。知識(shí)拓展 · 探究案【探究一ATP的結(jié)構(gòu)】1提示：3個(gè)；只有遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵易水解釋放能量。2提示：每個(gè)ATP中含1個(gè)腺苷、3個(gè)磷酸基團(tuán)，故30個(gè)腺苷和60個(gè)磷酸基團(tuán)最多能組成20個(gè)ATP。3提示：ATP水解掉2個(gè)磷酸基團(tuán)得到磚酸和腺嘌呤核糖核苷酸，完全水解時(shí)得到腺嘌呤、核糖、磷酸?！镜淅觥?1)APPP       C、H、O、N、P(2)腺苷(3)高能磷酸鍵     ADP和Pi【解析】由分子結(jié)構(gòu)圖可知，其基本元素組成為C、H、O、N、P， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為APPP。ATP分子是由1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)結(jié)合而成的，""代表高能磷酸鍵，ATP分子中含有2個(gè)高能磷酸鍵。水解時(shí)，只有遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵斷裂釋放出能量，ATP就轉(zhuǎn)化成ADP和Pi?！緜渥ⅰ緼TP中的A為腺苷，T為"三"的意思，P為磷酸基團(tuán)，水解時(shí)遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵先水解，其次是另一個(gè)高能磷酸鍵，2個(gè)高能磷酸鍵均水解后得到2個(gè)磷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，其中腺嘌呤核糖核苷酸可以進(jìn)一步水解得到腺嘌呤、核糖和磷酸?！咀兪接?xùn)練】(1)1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸    (2)腺苷    (3)A-PPP     (4)A【解析】1分子ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸組成的，可以簡(jiǎn)寫(xiě)成A-PPP，其中的A是由腺嘌呤和核糖構(gòu)成的腺苷，即圖中方框所示，ATP是生物體生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)?！緜渥ⅰ繜o(wú)【探究二ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)換】4提示：ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化非常迅速，且物質(zhì)可以重復(fù)利用，因此能滿(mǎn)足生命活動(dòng)對(duì)能量的需要。5(1)提示：ATPADP+Pi+能量   ADP+Pi+能量ATP 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體  高能磷酸鍵  呼吸作用、光合作用  用于各項(xiàng)生命活動(dòng)  ATP(2)提示：不是可逆反應(yīng)。兩個(gè)反應(yīng)所需要的酶、進(jìn)行的場(chǎng)所和能量的來(lái)源及去向均不同?！镜淅觥緾【解析】植物的ATP合成所需的能量來(lái)源于光合作用和呼吸作用，動(dòng)物的ATP合成所需的能量來(lái)源于呼吸作用；過(guò)程需要ATP合成酶，發(fā)生在線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，過(guò)程需要ATP水解酶，發(fā)生在任何需要耗能的部位；ATP合成時(shí)需要的能量為光能和化學(xué)能，ATP水解時(shí)釋放的能量為化學(xué)能，其可以轉(zhuǎn)化成各種形式的能量，故ATP合成中需要的能量與ATP水解時(shí)釋放的能量在形式上是不相同的，在數(shù)值上理論值是相同的；ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，但是ATP的合成和分解轉(zhuǎn)化迅速，保證較少的ATP能直接為生命活動(dòng)提供大量的能量?！緜渥ⅰ緼TP和ADP能夠迅速地相互轉(zhuǎn)化，以保證細(xì)胞生命活動(dòng)的需要。雖然兩個(gè)反應(yīng)的物質(zhì)可逆，但能量的來(lái)源與去向、酶及進(jìn)行的場(chǎng)所不同。所以ATP與ADP 的相互轉(zhuǎn)化從整體來(lái)看并不是可逆反應(yīng)?！咀兪接?xùn)練】C【解析】分析圖示不難發(fā)現(xiàn)，ATP、ADP、AMP三者在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，其中AMP是一磷酸腺苷，相當(dāng)于腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA組成的基本單位之一；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，發(fā)生也非常頻繁和迅速；合成ATP的能源可以是光能、電能和化學(xué)能，但不能是熱能；乙過(guò)程是水解過(guò)程，丙過(guò)程是合成過(guò)程，兩者所需的酶肯定不是同一種酶。【備注】無(wú)【隨堂自測(cè)】1C【解析】為生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)直接提供能量的物質(zhì)是ATP?！緜渥ⅰ繜o(wú)2B【解析】ATP分子中的"A"是指腺苷而不是腺嘌呤?！緜渥ⅰ繜o(wú)3C【解析】從反應(yīng)條件上看，ATP水解需要水解酶，而ATP 合成需要合成酶。從能量上看，ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能，而合成ATP的能量主要有化學(xué)能和光能，因此，能量來(lái)源不同，不可逆。從物質(zhì)上看， ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆的?！緜渥ⅰ繜o(wú)4C【解析】水分的吸收不消耗能量，A、B、D三項(xiàng)生理過(guò)程均需要消耗ATP水解釋放的能量。【備注】無(wú)5D【解析】向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快出現(xiàn)收縮，而滴加葡萄糖溶液則不出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，說(shuō)明ATP是直接能源物質(zhì)，而葡萄糖不是?！緜渥ⅰ繜o(wú)6(1)直接能源  遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵(2)A1起催化作用，催化ATP的合成，是合成酶；A2也起催化作用，催化ATP的水解，是水解酶。二者不相同(3)植物細(xì)胞中能量E1來(lái)自光合作用過(guò)程中利用的光能和呼吸作用有機(jī)物分解釋放的能量，動(dòng)物細(xì)胞中的能量E1來(lái)自呼吸作用中有機(jī)物分解釋放的能量。中能量E2的去向是轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量，用于生物的各項(xiàng)生命活動(dòng)，包括細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸，肌細(xì)胞收縮，大腦思考，生物發(fā)光、發(fā)電等【解析】(1)ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，ATP水解時(shí)首先斷裂的是遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵。(2)A1、A2均是酶，其中A是催化合成ATP的酶，A2是催化ATP水解的酶；(3)合成ATP時(shí)所需的能量可以來(lái)源于光能以及呼吸作用氧化分解有機(jī)物釋放的化學(xué)能，ATP水解釋放的能量能夠轉(zhuǎn)化成化學(xué)能、機(jī)械能等各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)?！緜渥ⅰ繜o(wú)