细胞的能量通货――ATP.doc

滕州一中高二生物 【必修I】 导学案 第二节 细胞的能量通货ATP预习新知（1）ATP是 的英文名称缩写。ATP分子的结构式可以简写成 ，其中A代表 ，P代表 ，代表一种特殊的化学键，叫做 ，ATP分子中大量的化学能就储存在 中。ATP可以水解，实际上是指 。高能磷酸建中水解时释放的能量多达 ，所以说ATP是细胞内的一种 。（2）ADP是 ，ATP和ADP之间可以发生相互转换： ，上述反应向右进行时，ATP分子中 的那个高能磷酸键很容易水解，其中储存的能量释放出来，用于各种生命活动。上述反应向左进行时，合成ATP需要的能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，来自细胞进行 分解有机物所释放的能量；对于绿色植物来说，除了依赖 释放的能量外，在叶绿体进行 时，可以利用 来合成ATP。（3）吸能反应一般与ATP 的反应相联系，放能反应一般与ATP的 相联系，释放的能量储存在ATP中。也就是说，能量通过 在吸能反应和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 。课程导入有一种萤火虫雄虫在飞行时发出闪光，每隔5.5 s闪一次，每次持续0.35s，栖于地面，雌虫看到闪光后约2 s后也会发出闪光，雄虫根据闪光之间的间隔，能辨认是否是同类的雌虫，如果是同类，便与之交配。思考 1萤火虫发光的生物学意义是什么? 2萤火虫体内有特殊的发光物质吗? 3萤火虫发光的过程有能量的转换吗? 探究新知细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是直接供给细胞的生命活动提供能量的却是另一种有机物ATP。打个比方说，在细胞中的“百元大钞”相当于储存能量的有机大分子，ATP分子就是那个可以在细胞内流通的“小票”，即能量的通货。1、生物体进行生命活动所需的直接能源、主要能源和最终能源依次( )A太阳能、糖类、ATP BATP、糖类、脂肪CATP、脂肪、太阳能 DATP、糖类、太阳能知识点 ATP分子中具有高能磷酸键(1)科学研究发现：向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP)溶液，肌肉很快就能发生明显的收缩。这说明了什么？ (2)ATP的结构简式：ATP是 的英文名称缩写。ATP的结构式可以简写成AP P P，其中“A”代表 ，“P”代表磷酸基因，“一”代表一般的共价键，“”代表一种特殊的化学键，叫做 ，ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。ATP可以水解，这实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJmol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。(3)ATP的分子式：ATP的分子式为C10 H16 O13 N5 P3。2 、ATP中大量化学能储存在( )A腺苷内 B磷酸基因内 C腺苷与磷酸基因连接键内 D高能磷酸键内友情提示 ATP分子中有两个高能磷酸键，易断裂易合成的是远离腺苷的那个高能磷酸键。知识点 ATP和ADP可以相互转化(1)ATP与ADP的相互转化ADP是 的英文名称缩写，ADP的结构简式可写成APP。在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，于是远离A的那个P就脱离开来，形成游离的Pi(磷酸)，同时储存在高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP(如下所示)。酶另一种酶ATP ADPPi能量(2)ADP转化成ATP时所需能量的主要来源对动物、人、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP时所需能量的主要来源，均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。对绿色植物来说ADP转化成ATP时所需能量的主要来源，除了依赖呼吸作用所释放的能量外，在叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP还利用了光能。(图521)3 ATP是生物体内的高能化合物。人和动物的生命活动所需要的ATP主要通过 作用释放的能量来合成。植物体内ADP转化成ATP所需能量主要来自 作用和 作用。ATP中 水解，释放能量用于生命活动。知识点ATP的利用细胞内的化学反应有的是吸能反应，有的是放能反应。ATP水解是个放能反应，它放出的能量用于另一吸能反应，如肌肉收缩、神经细胞活动等；形成ATP是个吸能反应，所需能量来自细胞中的放能反应，如糖类的氧化。由此可以看出，ATP是细胞中的能量载体，像小额钞票一样，便于流通使用，所以把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。4 把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失了；如果滴一点ATP溶液，荧光将恢复。这说明萤火虫的荧光是 转化而成的。请写出相关的反应式： 。解析 萤火虫发光是它的一种生命活动，所需能量也是由ATP直接提供的，在此过程中ATP水解释放出的化学能转变为光能。尾部组织离体后，当细胞中储存的ATP消耗尽后，萤光就会消失。拓广延伸如何理解ATP与ADP之间的相互转化？ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存，因此与生物体的新陈代谢密切相关，可用下式表示二者的转化过程：酶另一种酶ATP ADPPi（磷酸）能量(1)从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶应属水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶应属合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。(2)从能量上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。因此能量的来源不同。(3)从ATP合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP水解的场所较多。因此其合成与分解场所不尽相同。5 在生物体活细胞中，不断进行着下面的变化，请回答：酶另一种酶ATP ADPPi能量（1）在植物细胞中，形成ATP的场所是 、 、 。（2）合成ATP的主要来源是 作用，而ATP释放的能量用于 。6下列关于细胞内合成ATP的叙述错误的是（ ）A在有氧与无氧的条件下，细胞质基质都能形成ATPB在线粒体中形成ATP，一定需要氧气C在叶绿体中形成ATP需要光能D一定条件下，ADP与ATP可以相互转化学科渗透 ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗博耶和英国的约翰沃克，以表彰他们在研究腺苷三磷酸合成酶如何利用能量进行ATP再生方面所取得的成就。三磷酸腺苷(ATP)的分子结构很复杂，它的结构式如下图所示。ATP与ADP的转化式可表示为：ATP ADPPi能量。ADP再脱去一个磷酸根形成一磷酸腺苷(简称AMP)，AMP是构成RNA的腺嘌呤核糖核苷酸。磷酸在ATP的功能中起着非常重要的作用。两个磷酸之间(也就是P与P之间)用“”符号表示的化学键，是一种特殊的化学键。这种化学键断裂时，放出的能量是正常的化学键放出的能量的2倍以上(如每摩尔的高能磷酸键放出的能量约29.2941.84千焦，而一般的PO键只放出能量8372092千焦)。从低等的单细胞到高等的人类，能量的释放、储存和利用，都是以ATP为中心的。生物体进行各项生理活动所需要的能量，大都直接地来自于ATP，有些则间接地来源于ATP。总之，它们都通过ATP来供应能量。生物体的各种组织细胞中，各含有一定数量的ATP。而当细胞中的ATP浓度过高时，生物体可以将ATP的高能磷酸键中的能量转移给肌酸，以生成磷酸肌酸(CP)这种化合物。此反应可简写成ATP+C ADP+CP。磷酸肌酸可作为一种辅助能源在动物的肌肉中储存。课时作业1教材第90页练习 基础题第1、2、3题2教材第90页练习 拓展题3ATP之所以能作为能量的直接来源，是因为 ( )AATP在细胞内数量较多 BATP中高能磷酸键很稳定CATP中高能磷酸键储存能量多且很不稳定 DATP是生物体内唯一的可以释放能量的化合物4下面有关ATP和ADP的描述中，哪一项是正确的 ( )AATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放大量能量BATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量CATP和ADP的相互转化都需要酶的参加DATP转化成ADP不需要酶参加5ATP转化为ADP可表示为图5-2-3，图中X代表( )AH20BHCPDPi6ATP分子在细胞内能够释放能量、储存能量，从结构上看，其原因是 ( ) 腺苷很容易吸收能量和释放能量 第二个磷酸根很容易从ATP_12脱离和结合 第三个磷酸根很容易从ATP上脱离，使ATP转