《52细胞的能量货币ATP》教学设计教案导学案同步练习.docx
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《52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
ATP
ADP＋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~P
ATP与ADP的相互转化：
ATP
ADP＋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：
ATP
ADP＋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ATP
B.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ATP
D.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．ATP
C．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ATP
②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．①②
B．②③
C．③④
D．①④
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ATP
C．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GTP
B．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
11.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RNA
D．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ATP
13.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．ATP
C．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ATP
②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．①②
B．②③
C．③④
D．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ATP
C．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GTP
B．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RNA
D．ATP的合成与水解所需的酶相同
【答案】D
【解析】ATP通过水解反应供能，A项正确；饥饿状态下，人体内细胞中ATP的含量仍可保持动态平衡，B项正确；ATP脱去两个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，C
项正确；酶具有专一性，ATP的合成与水解所需的酶不同，D项错误。
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ATP
【答案】C
【解析】蓝细菌中无线粒体；ATP分子由一分子腺苷和三分子磷酸基团组成；小麦根尖细胞不能进行光合作用。
13.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。
【答案】
（1）A—P～P～P 腺苷
（2）3 1 1
（3）高能磷酸键 肌细胞收缩 大脑思考 细胞的主动运输
【解析】虚线框内为腺嘌呤，可知左侧结构分别是3个磷酸基团。
ATP是生物的直接能源物质
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