细胞的能量货币ATP(学案)

第2节细胞的能量通货——ATP学案

【学习目标】

1．ATP的化学组成和特点 2．ATP的分子简式 3．ATP在能量代谢中的作用

【学习重难点】 1．ATP化学组成的特点及其在能量中的作用 2．ATP与ADP相互转化【课前延伸】＿＿＿＿＿＿是细胞的主要能源物质，＿＿＿＿＿＿＿是生物体内

储存能量的物质，＿＿＿＿＿＿＿是新陈代谢所需能量的直接来源，＿＿＿＿＿＿＿是几乎所有生命系统中能量的最终源头。

【自主学习】

一、ATP分子中具有高能磷酸键

ATP是＿＿＿＿＿＿＿的英文名称缩写。ATP分子的结构式可以简写成＿＿＿＿＿＿＿＿，A代表＿＿＿＿＿＿，P代表＿＿＿＿＿＿＿＿，~代表＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物。

二、ATP和ADP可以相互转化

ATP与ADP的相互转换（反应式）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应。反应的场所、条件、反应式中的“能量”均不同

ATP的形成途径：生物体内的ATP含量很低，所以ATP与ADP总是不断地进行着相互转化。在动、植物细胞内能使ADP转化为ATP的途径有：

动物与人：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

绿色植物：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

三、ATP的利用

细胞内吸能反应一般与＿＿＿＿＿＿＿＿的反应相联系，由＿＿＿＿＿＿＿＿提供能量；放能反应一般与＿＿＿＿＿＿＿＿的反应相联系，释放的能量储存在＿＿＿＿＿中。能量通过ATP分子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能量“通货”。

【合作探究】

用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入2只玻璃杯中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃杯中有淡黄色荧光出现，经过15min 荧光消失。这是，再将ATP溶液加入其中一只玻璃瓶中，将葡萄糖溶液加入另一只玻璃瓶中，可观察到加入ATP溶液的玻璃瓶中有荧光出现，而加葡萄糖溶液的瓶中没有荧光出现。回答以下问题：

（1）干燥后研成粉末状的物质含有________________________________。

（2）说明萤火虫发光过程中能量的转化形式_______________________________________。（3）两只玻璃瓶最后的实验现象说明了__________________________________________。

【精讲点播】

一、生物体内的能源物质总结：

（1）细胞中的重要能源物质——葡萄糖；

（2）植物细胞中储存能量的物质——淀粉；

（3）动物细胞中储存能量的物质——糖原；

（4）生物体内储存能量的物质——脂肪；

（5）生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；

（6）生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；

（7）生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳光。

二、ATP与ADP的相互转化过程是不是化学上的可逆反应？为什么？

答：不是。这是因为它们：

（1）反应条件不同：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。

（2）能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能，而合成ATP的能量主要是有机物中的化学能和太阳能。

（3）合成与分解的场所不同：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多，如：细胞膜（供主动运输消耗的能量）、叶绿体的基质（将ATP中的能量释放出来，储存在合成的有机物中）、细胞质的基质（由ATP供能，活化氨基酸，将活化的氨基酸转移到相应的mRNA上）、细胞核（DNA复制和RNA合成所消耗的能量）等等。因此，合成与分解的场所不尽相同。

（4）两者的功能不同：ATP是生物体内生命活动的直接能源物质，它水解时释放的能量可以供各项生命活动需要；而ATP的合成伴随着能量的储存，该反应实际上是生物体内能量的转移过程。

三、ATP的利用

吸能反应：需要消耗能量，是吸能反应。（如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，）这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。

放能反应：能够释放能量，是放能反应。（如丙酮酸的氧化分解，）这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。

ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种。

①渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能。

②机械能细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等。

③电能大脑的思考──神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。

④化学能细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。

⑤光能目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。

【小结知识】

【当堂检测】

1．三磷酸腺苷的分子简式为（）

A．A－P-P－P B．A－P－P～P C．A－P～P～P D．A～P～P～P

2．ATP在细胞内的含量及其生成是（）

A．很多、很快 B．很少、很慢 C．很多、很慢 D．很少、很快

3．人体内产生ATP的细胞器是（）

A．叶绿体 B．线粒体 C．核糖体D．高尔基体

4．绿色植物的细胞中，能生成ATP的细胞器是（）

A．叶绿体和线粒体B．线粒体和核糖体

C．核糖体和高尔基体D．高尔基体和叶绿体

【课后拓展】

1．荧火虫发光所用的能量直接来自

A、葡萄糖

B、磷酸肌酸

C、脂肪

D、ATP

2．下列生命现象中不伴有ATP消耗的是

A．神经冲动的传导B．含羞草受到刺激小叶合拢

C．葡萄糖在小肠中被吸收D．根尖生长点细胞有丝分裂3．ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表

A、H2O

B、[H]

C、P

D、Pi

4．关于动物细胞中ATP的正确叙述