（必修1）第2节细胞的能量“货币”ATP（导学案）（原卷版）（导学案4）

skybamboo · 发表于 4 小时前

第2节细胞的能量“货币”ATP
【学习目标】
1．通过萤火虫发光器实验分析，发展科学探究能力。
2．通过ATP结构及特点的分析，进一步形成结构功能观。
3．通过理解ATP与ADP的迅速转化并处于动态平衡的过程，初步形成稳态与平衡观。
【课前学习】
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP是________的英文名称缩写，ATP分子结构可以用简式________表示。结构简式中的A代表_______，P代表__________，“～”代表__________。
2.1 mol ATP水解时释放的能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种__________化合物。
二、ATP与ADP可以相互转化
1.ATP分子在有关酶的催化下，远离腺苷的_______很容易水解而脱离开来，释放出能量，并产生_______两种产物。同时，在有关酶的催化下，_______接受能量，并结合一个游离的_______，重新形成ATP。
2.ATP形成时的能量来源，在动物、人、真菌和大多数细菌体内均来自细胞进行________时有机物分解所释放的能量，在绿色植物体内还可来自_________。ATP水解后释放的能量去向是用于各种______________。
三、ATP的利用
1.ATP水解释放的能量可用于大脑思考、生物发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩等。ATP水解释放的能量使蛋白质分子_______，蛋白质______发生变化，活性改变，从而参与各种化学反应。
2.吸能反应一般与___________相联系，需要ATP水解酶的催化，同时也消耗_______；放能反应一般与___________相联系。
【课上学习】
任务一：实验分析：关于萤火虫发光器的实验设计

为什么研磨成粉末的发光器还可以发光呢？

2．为什么要向四支试管分别加入等量的蒸馏水、葡萄糖等溶液？
3．实验结果说明什么？

任务二：认识ATP的结构
1．标出图中的①~④各代表什么？
2．写出ATP的结构简式__________。
3．说出ATP三个字母各自代表的含义A_____T____P______
4．1mol ATP水解能够释放能量30．54kJ，而生物学上一般将水解时能够释放20．92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物，所以ATP是一种________化合物。
5．ATP的结构特点：________，容易______生成_________，并释放______。
任务三：理解ATP的利用
ATP作为细胞的直接能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，如_______、_______、_______、_______等。ATP供能的常见方式是ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子_______，此过程是获能过程。
任务四：理解ATP的合成
1．资料分析
①研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0．5kg的ATP转化成ADP。
②成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。
③每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解。
问题：
由①和②可以看出ATP__________和_______的矛盾。由③解释ATP虽然含量少但可以持续供能的原因___________________________________。
2．问题：细胞为什么不直接利用葡萄糖等有机物中的能量，而是要将能量转移至ATP中再利用？___________________________________________________________
3．合成ATP的能量来源有__________和____________过程。
【学习任务五】请将ATP与ADP的转化概念图补充完整
Mwi mei 酶
【课后练习】
一、单选题
1．下列关于酶的叙述中正确的是（    ）
A．酶是活细胞产生的                                 B．酶的本质是蛋白质
C．具有专一性、高效性，酶促反应与外界条件无关       D．酶只有在生物体内才起作用
2．下列关于细胞内ATP的叙述中，正确的是（    ）
A．ATP分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸
B．每个ATP分子含有2个磷酸基团，3个特殊化学键
C．ATP在细胞中不断被分解，同时也在不断形成
D．ATP与ADP的相互转化的过程中伴随着能量释放
3．ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是（　　）
A．ATP中的A代表腺苷，P代表磷酸基团
B．合成ATP的能量都由细胞呼吸提供
C．细胞内的吸能反应与ATP合成反应相联系
D．细胞代谢旺盛时，ADP大量转化为ATP
4．关于酶与ATP的叙述，正确的是（　　）
A．人体成熟的红细胞能合成大量的酶
B．酶的形成需要消耗ATP，ATP的形成需要酶的催化
C．酶与ATP均具有高效性与专一性
D．ATP含有核糖，而酶均不含核糖
5．ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于ATP的叙述，错误的是（　　）
A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B．细胞中的ATP不稳定容易水解
C．细胞中ATP分子的含量很高
D．正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
6．关于元素和化合物叙述错误的是（　　）
A．ATP、DNA、RNA都含有腺苷，组成元素都有C、H、O、N、P
B．不论鲜重还是干重，细胞中C、H、O、N的含量位于前列
C．镁元素与绿色植物中的糖类等有机物的合成有关
D．性激素、细胞膜、脂肪共有的化学元素只有C、H、O
7．下列关于反应“ATP⇋ADP+Pi+能量”的叙述。错误的是（）
A．上述反应存在着能量的释放和储存       B．合成ATP所需能量只来自细胞呼吸
C．这一反应在活细胞中无休止地进行       D．这一过程保证了生命活动的能量供应
8．ATP是一种高能磷酸化合物，其中最容易脱离下来，挟能量与其他分子结合的是（）
A．腺苷                              B．末端的磷酸基团
C．紧邻腺苷的磷酸基团            D．中间的磷酸基团
9．图是ATP的结构示意图，其中①、②、③表示化学键。下列叙述正确的是（）

A．肌肉收缩时，①和③断裂释放能量可使肌肉能量减少，形状改变
B．ATP结构中的脱氧核糖连着三个磷酸基团
C．ATP中的A表示碱基腺嘌呤
D．②和③都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位
10．驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，并沿骨架定向行走，将携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每行走一步需要消耗一个ATP分子。下列叙述错误的是（）
A．驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架
B．细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道
C．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
D．由活细胞产生的ATP合成酶在体外也具有催化活性
二、非选择题
11．据图分析回答下列问题：

(1)图1曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。无催化剂时，该反应所需的活化能可用图中__________（填字母）来表示。酶所降低的活化能可用图中__________（填字母）来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将__________（填“上移”或“下移”）。
(2)目前为止发现的酶绝大多数化学本质为__________，其合成场所是__________，少数酶的化学本质可为__________。
(3)图2是ATP与ADP之间的相互转化图。其中M表示__________（填中文名称），其结构简式为__________，X1和X2表示__________，能量1的去向为__________。
(4)细胞呼吸过程与图2中__________（填“酶1”或“酶2”）所催化的化学反应相联系。
12．细胞的生命活动离不开酶和ATP的参与。ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶，ATP合成酶的结构如图1所示；图2表示在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆形位置，分别用不同方法处理。请回答下列有关问题：

（1）由图1可知，ATP合成酶催化ATP合成的能量来自膜两侧______。从功能角度分析，ATP合成酶广泛分布于真核细胞的细胞质基质以及________（填膜结构）上。
（2）科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP（三磷酸鸟苷）也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因是_________。
（3）将图2所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块，放入37℃恒温箱中保温处理24小时后，用等量碘液滴在四个圆形位置，观察到的现象是有______个蓝色斑块，由该实验说明酶的特点有______________________。
（4）同无机催化剂相比酶具有高效性的原因是________________________。

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