1、 滕州一中高二生物 【必修 I】 导学案 第 1 页 学贵有恒 共 5 页第二节 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
2、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
3、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；
4、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。 滕州一中高二生物 【必修 I】 导学案 第 2 页 学贵有恒 共 5 页(3)ATP 的分子式： ATP 的分子式
5、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
6、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) 。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
7、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： 。另一种酶酶 滕州一中高二生物 【必修 I】 导学
8、案 第 3 页 学贵有恒 共 5 页解析 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：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
9、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：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
10、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。另一种酶酶另一种酶酶 滕州一中高二生物 【必修 I】 导学案 第 4 页 学贵有恒 共 5 页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。
11、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 837 2092 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
12、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BAT
13、P 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( )AH 20 BH CP DPi6ATP 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 滕州一中高二生物 【必修 I】 导学案 第 5 页 学贵有恒 共 5 页和结合 第三个磷酸根很容易从 ATP 上脱离，使 ATP 转变成 ADPADP 可以迅速地与磷酸根结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使 ADP 转变成 ATPA B C D7下面为绿色植物体内的 ATP 与 ADP 的互换式，请回答：ATP ADPPi能量（1）A 代表 ，P 代表 ，代表 ，Pi 代表 。（2）当反应从左向右进行时，释放的能量供给 ；当反应从右向左进行时，所需要的能量来源于 和 。另一种酶酶
