《5.2细胞的能量“货币”-ATP》教学设计、教案、导学案、同步练习

《5.2细胞的能量“货币”——ATP》教学设计【教学目标】一、知识方面：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。二、能力方面：理解ATP与ADP的相互转化。【教学重难点】1．重点：（1）ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。（2）ATP与ADP的相互转化。2．难点：ATP与ADP的相互转化。【教学过程】引言：我们把一匙葡萄糖点燃，能观察到什么现象？细胞内的各种化学反应均需要温和的条件，那么细胞中的能量以什么形成释放出来？又是如何被利用的呢？[问题探讨]讨论：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？一、ATP是一种高能磷酸化合物教师将ATP分子的化学成分以及结构图片展示给学生。1．ATP是什么英文名称的缩写？2．ATP结构式是什么？3．A代表什么含义？P代表什么含义？~代表什么？4．ATP分子中大量的能量储存在何处？5．ATP的生理功能是什么？6．为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物？二、ATP与ADP可以相互转化ATPADP＋Pi＋能量1．ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易释放能量，转化成ADP。2．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，重新形成一个ATP。3．对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。4．ATP的再生途径。5．此反应中物质可逆，酶、场所、能量不可逆。6．利用比喻来讲解，ATP与ADP的相互转化。三、ATP的利用1．细胞内的化学反应有些是吸能反应，有些是放能反应。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解供能；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。2．形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。3．ATP的用途如肌肉收缩、神经传导及生物电，合成代谢、吸收、分泌等。四、总结结构式：A—P~P~PATP与ADP的相互转化：ATPADP＋Pi＋能量植物：光合作用、呼吸作用再生途径动物：呼吸作用，其他高能化合物的转移ATP的生理功能：各种生命活动所需能量的直接来源【板书设计】一、ATP是一种高能磷酸化合物1．ATP的分子结构简式2．A、T、P、—、～的含义3．ATP的生理功能二、ATP与ADP可以相互转化1．转化式：ATPADP＋Pi＋能量2．ATP与ADP相互转化的原因3．ATP的再生途径三、ATP的利用1．主动运输2．生物发电、发光3．肌肉收缩4．合成物质5．神经活动《第2节细胞的能量“货币”ATP》教案【教材分析】本节内容对生物体的供能物质进行了说明，介绍了它的结构功能与转化。【教学目标与核心素养】生命观念：理解ATP的化学组成和特点；写出ATP的分子简式科学思维：分析ATP在能量代谢中的作用科学探究：ATP与ADP的相互转化社会责任：通过宏观现象理解微观现象，建立学生的抽象思维【教学重点和难点】教学重点：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用，ATP与ADP的相互转化教学难点：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用，ATP与ADP的相互转化。ATP与ADP相互转化过程中的能量来源和去路【教学过程】问题探讨引入：⒈萤火虫发光的生物学意义是什么？⒉萤火虫体内有特殊的发光物质吗？⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ATP中文名三磷酸腺苷，活动：根据结构式，用腺嘌呤，核糖，磷酸尝试构成结构简式对比ATPADPAMP的区别与联系ATP特点：含量低，转化快，不能长时间储存。ATP与ADP可以互相转化ATP的能量来源包括细胞呼吸与光合作用。而释放的能力可以用于各种生命活动。随堂检测：1、下列有关ATP的叙述,正确的是()A.绿色植物在光下能够合成ATP,在暗处不能合成ATPB.ATP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.原核细胞中没有线粒体,不能合成ATPD.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的是同一物质2、下列对ATP和ADP的相互转化的叙述,正确的是()A.ATP水解和合成时所需要的酶都是一样的B.ATP水解时释放能量,合成ATP时储存能量C.ATP和ADP的相互转化是一个动态平衡的过程D.植物细胞和动物细胞发生ATP和ADP的相互转化的生理过程一样《5.2细胞的能量“货币”——ATP》导学案【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。【学习重难点】解释ATP在能量代谢中的作用。【学习过程】一、ATP是一种高能磷酸化合物：1．ATP的全称：_______________________________。2．ATP的结构简式：________________；其中“A”代表_________；“P”代表_________；“~”代表_________。3．ATP水解，实际上指_________________________________________。4．水解释放的能量：___________________________________。思考：ATP为什么被称为细胞内的高能磷酸化合物？二、ATP和ADP可以相互转化1．请写出ATP与ADP的相互转化关系式。2．上图为ATP与ADP的相互转化的示意图，回答问题：（1）写出图中标号名称：1___________；2______________；3______________；4____________。（2）当反应从下向上进行时，能量是从哪里来的？_____________。这些能量有什么作用？___________。（3）当反应从上向下进行时，能量是从哪里来的？_____________________。这些能量有什么作用？________________。3．植物体、动物体细胞内，ATP的形成场所分别有哪些？4．ATP与ADP的相互转化关系式能看作是可逆反应吗？为什么？5．ATP在细胞内能大量贮存吗？三、ATP的利用：①细胞内主动运输，吸收分泌。②肌肉收缩等生命活动。1．ATP的利用③细胞内各种吸能反应。④生物发光，发电等。⑤神经传导如大脑思考。2．为什么把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”？小结：细胞内的化学反应伴随着能量的吸收或释放。吸能反应一般与__________相联系。如__________；放能反应一般与__________相联系，如__________。也就是说，ATP分子在__________和__________之间循环流通。ATP被比喻为能量的“货币”，有了ATP能量“货币”，细胞才能及时而持续的满足各项活动__________的需求。5.2细胞的能量“货币”ATP同步练习1.关于ATP的叙述中，错误的是()A．ATP分子中含有三个高能磷酸键B．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化C．ATP分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸D．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质2.2016年3月19日，世界室内田径锦标赛男子60米短跑项目在美国波特兰举行，作为中国选手苏炳添的优势项目，男子60米使他再次创造黄种人历史。下列四项中，哪项能正确表示比赛时其肌细胞中ATP的变化(纵轴表示细胞中的ATP含量，横轴表示时间)()3.下列哪种能源缺乏时，会立即影响细胞内的代谢活动()A．日光B．ATPC．葡萄糖D．蛋白质4.下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是()A．水分子进入根毛细胞B．肺泡中的氧气进入血液C．肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞D．胰腺细胞分泌胰岛素5.科学家以萤火虫为材料，分离出了发光物质——荧光素以及荧光素酶。在有氧的条件下，只要有ATP，荧光素酶就能催化荧光素的氧化而发出光。从萤火虫中分离得到的荧光素和荧光素酶一直用于ATP的定量检测。下列关于人体内ATP的叙述中，不正确的是()A．ATP的分子简式可以表达为A—P～P～P，任意一高能磷酸键断裂，形成A—P～P为二磷酸腺苷B．在线粒体中大量产生ATP时，一定伴随着氧气的消耗C．在生命活动旺盛的细胞中，线粒体数量较多D．人体内ATP中高能磷酸键中的能量最终来自植物吸收的光能6.下列有关ATP的叙述，正确的是()①在肺泡表面进行气体交换需要消耗ATP②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加③人在寒冷时，细胞产生ATP的量增加④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A．①②B．②③C．③④D．①④7.下列关于ATP的叙述，正确的是()A．ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一B．绿色植物只在叶绿体中产生ATPC．大脑在思考问题时，伴随着ATP与ADP的相互转化D．长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡8.关于人体细胞内ATP的描述，正确的是()A．ATP主要在线粒体中产生B．它含有三个高能磷酸键C．ADP转变为ATP的过程是一个释放能量的过程D．细胞内储有大量的ATP，以满足生理活动的需要9.研究证实ATP既是“能量通货”也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，如图所示。下列相关说法正确的是()A．该细胞产生ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质B．ATP是直接能源物质，在细胞中含量很多C．典型神经递质和ATP都能引起受体细胞的膜电位变化D．作为信息分子的ATP不能为细胞提供能量10.下图1表示三磷酸核苷的结构，图2表示ATP在能量代谢中的作用。据图判断下列有关叙述错误的是()A．图1中N表示含氮碱基，若N为鸟嘌呤，则表示GTPB．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能C．UTP、GTP分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的D．人体成熟红细胞没有线粒体，但能产生ATP11.下列有关ATP的叙述中，不正确的是()A．ATP直接为生命活动供能的过程消耗水B．人体在饥饿状态下，细胞中ATP的含量仍可保持动态平衡C．ATP脱去两个磷酸基团后可以参与合成RNAD．ATP的合成与水解所需的酶相同12.下列有关ATP的叙述，正确的是()A．线粒体是蓝细菌产生ATP的主要场所B．ATP分子由一分子腺嘌呤和三分子磷酸基团组成C．剧烈运动后，体内ATP的含量不会明显下降D．小麦根尖分生区细胞通过光合作用和呼吸作用产生ATP13.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。5.2细胞的能量“货币”ATP同步练习答案解析1.关于ATP的叙述中，错误的是()A．ATP分子中含有三个高能磷酸键B．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化C．ATP分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸D．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质【答案】A【解析】ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的，它含有一个普通磷酸键和两个高能磷酸键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A项错误，C项正确；细胞中ATP的含量不多，但能不断地合成和水解，从而保证细胞中稳定的供能环境，B项正确；ATP分子中的“A”代表腺嘌呤和核糖组成的腺苷，而DNA、RNA中的碱基“A”分别代表腺嘌呤，D项正确。2.2016年3月19日，世界室内田径锦标赛男子60米短跑项目在美国波特兰举行，作为中国选手苏炳添的优势项目，男子60米使他再次创造黄种人历史。下列四项中，哪项能正确表示比赛时其肌细胞中ATP的变化(纵轴表示细胞中的ATP含量，横轴表示时间)()【答案】B【解析】比赛时首先要消耗ATP，但体内ATP含量很少，其能量供应有限，所以有减少趋势，利用后可由ADP迅速转化，随着ATP的再生，其含量又会进一步增加，故变化趋势为先降低，后升高，B正确。3.下列哪种能源缺乏时，会立即影响细胞内的代谢活动()A．日光B．ATPC．葡萄糖D．蛋白质【答案】B【解析】立即影响细胞代谢，说明是细胞直接需要的物质，ATP是细胞内的直接能源物质，缺少时会立即影响细胞代谢。4.下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是()A．水分子进入根毛细胞B．肺泡中的氧气进入血液C．肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞D．胰腺细胞分泌胰岛素【答案】D【解析】细胞内ADP的含量增加，说明细胞内正在进行ATP的水解反应，释放能量供生命活动所需。水分子、氧气和甘油出入细胞的方式都属于自由扩散，不需要消耗能量，胰腺细胞分泌胰岛素属于细胞合成并分泌蛋白质的过程，整个过程需要消耗能量。5.科学家以萤火虫为材料，分离出了发光物质——荧光素以及荧光素酶。在有氧的条件下，只要有ATP，荧光素酶就能催化荧光素的氧化而发出光。从萤火虫中分离得到的荧光素和荧光素酶一直用于ATP的定量检测。下列关于人体内ATP的叙述中，不正确的是()A．ATP的分子简式可以表达为A—P～P～P，任意一高能磷酸键断裂，形成A—P～P为二磷酸腺苷B．在线粒体中大量产生ATP时，一定伴随着氧气的消耗C．在生命活动旺盛的细胞中，线粒体数量较多D．人体内ATP中高能磷酸键中的能量最终来自植物吸收的光能【答案】A【解析】在ATP中，远离A的那个高能磷酸键断裂，形成ADP(二磷酸腺苷)，A错误。6.下列有关ATP的叙述，正确的是()①在肺泡表面进行气体交换需要消耗ATP②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加③人在寒冷时，细胞产生ATP的量增加④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A．①②B．②③C．③④D．①④【答案】B【解析】肺内的气体交换是通过扩散作用进行的，不需要消耗ATP，虽然细胞中ATP和ADP的含量少，但两者转化较快，因此人在饥饿时，两者的含量也会达到动态平衡。Na＋进出细胞，靠主动运输，主动运输要消耗能量。人在寒冷时，细胞中产生ATP的量增加，以维持体温的恒定。7.下列关于ATP的叙述，正确的是()A．ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一B．绿色植物只在叶绿体中产生ATPC．大脑在思考问题时，伴随着ATP与ADP的相互转化D．长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡【答案】C【解析】ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是RNA的组成单位之一。绿色植物产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质。病人细胞中ATP与ADP的含量也处于平衡状态。8.关于人体细胞内ATP的描述，正确的是()A．ATP主要在线粒体中产生B．它含有三个高能磷酸键C．ADP转变为ATP的过程是一个释放能量的过程D．细胞内储有大量的ATP，以满足生理活动的需要【答案】A【解析】ATP含两个高能磷酸键，ATP转变为ADP的过程是一个释放能量的过程。9.研究证实ATP既是“能量通货”也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，如图所示。下列相关说法正确的是()A．该细胞产生ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质B．ATP是直接能源物质，在细胞中含量很多C．典型神经递质和ATP都能引起受体细胞的膜电位变化D．作为信息分子的ATP不能为细胞提供能量【答案】C【解析】该细胞为神经细胞，不含叶绿体；ATP在细胞中含量极少，与ADP转化迅速；根据图形及题干信息，受体细胞膜上含有ATP的受体，与典型的神经递质一样都会引起膜电位变化；根据图示，ATP能够水解产生ADP及AMP，在水解过程中高能磷酸键断裂，释放出能量，因此能为细胞提供能量。10.下图1表示三磷酸核苷的结构，图2表示ATP在能量代谢中的作用。据图判断下列有关叙述错误的是()A．图1中N表示含氮碱基，若N为鸟嘌呤，则表示GTPB．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能C．UTP、GTP分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的D．人体成熟红细胞没有线粒体，但能产生ATP【答案】C【解析】图1中N表示含氮碱基，若N为A，则表示ATP，若N为G，则表示GTP，若N为U，则表示UTP。由图2可知，UTP和GTP分子中高能磷酸键不是由物质氧化获能产生的，而是由ATP将高能磷酸基转移给UDP或GDP，进而生成UTP或GTP。11.下列有关ATP的叙述中，不正确的是()A．ATP