水滴系列高中生物第五章细胞的能量供应和利用5.2细胞的能量“通货”__ATP学案

第5章细胞的能量供应和利用第2节细胞的能量“货币ATP”P:磷酸基团:普通的化学键～：特殊的化学键展示ATP的结构模型图。

【布置任务】任务一：结合资料，引导学生分析ATP的结构及特点。

资料1 如图为ATP结构式：学生思考以下问题：(1)图中①②③的结构分别代表什么？①腺嘌呤；②核糖；③磷酸基团(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？①②结合问题探讨萤火虫发光需要什么呢？能量回顾细胞内哪些化合物可为细胞的生命活动提供能量。

分析思考并归纳，主要能源物质是什么？糖类主要储能物质是什么？脂肪糖类、脂肪这些物质能为萤火虫发光直接供能吗?【探究活动】学生带着问题，以小组为单位进行实验探究。

实验材料：将离体荧光虫发光器研磨成粉末，然后制成荧光素试剂实验工具：烧杯、量筒、试管、玻璃棒等实验试剂：蒸馏水、脂肪溶液、葡萄糖溶液、ATP注射液等实验原理：请同学们分组讨论完成实验 (用简笔画图示并配文字说明)。

强调实验设计的对照、等量、单一变量原则。

实验步骤：实验结果：引导学生思考从A、B、C、D试管的实验现象中你得出的结论是什么?从而得出：ATP的功能：驱动细胞生命活动的直接能源物质。

结合资料阐述ATP的供能机理：ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。

【资料探究】展示资料2 α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP 的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。

指导学生一边阅读，一边完成学案上的表格。

辨析ATP中的两个特殊化学键都断裂吗？问题1：从实验结果ATP中哪一个化学键更容易断裂？为什么？β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。

动态展示ATP的水解示意图。

分析阐述ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。

第二节细胞的能量“通货”——A TP
1、直接给细胞的生命活动提供能量的有机物——ATP(是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷)
2、ATP分子中具有高能磷酸键
ATP是三磷酸腺苷的缩写，结构式可简写成A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸集团，～代表高能磷酸键。

ATP可以水解(高能磷酸键水解)，远离A的～易断裂(释放能量)；易形成(储存能量)。

3、ATP和ADP可以相互转化(酶的作用)
ADP + Pi+ 能量 ATP
ATP ADP + Pi+能量
ATP和ADP的相互转化时时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。

4、A TP水解时的能量用于各种生命活动。

ADP转化为ATP所需能量来源:
动物和人:呼吸作用
绿色植物:呼吸作用、光合作用
5、ATP的利用
吸能反应一般与ATP水解相联系；放能反应一般与ATP的合成有关。

5.2细胞的能量“通货”－—ATP使用说明：1、课前查阅教材P78－P82和有关资料，完成自主学习内容2、规范书写，认真限时完成思考交流内容，并用双色笔将疑难问题标记学习目标：1、知识技能（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。

2、过程与方法（1）通过ATP与ADP相互转化关系的多媒体动画，认识ATP在细胞中作为能量流通的原因。

（2）通过分析，比较在生物体生命活动中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代谢的规律。

3、情感、态度与价值观（1）激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育。

（2）通过对课本P90图5－7进行补充和完善，以调动学生学习积极性,培养主动参与的学习态度,培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度。

学习重点：1、ATP化学组成的特点及其在能量中的作用。

2、A TP与ADP的相互转化。

学习难点：ATP与ADP的相互转化。

学习过程：一、ATP分子的结构1、ATP的中文名称是什么?2、ATP的结构简式是什么？3、ATP简式中A、P、～、T分别代表什么？4、 ATP的结构中去掉一个磷酸基团后的中文名称是？二、ATP与ADP的转化1、写出ATP水解过程的反应式。

2、ATP的数量在细胞中的存在特点是什么？3、ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？三、ATP的形成途径在动、植物细胞内能使ADP转化为ATP的途径有：动物与人：绿色植物：补：人和高等动物还可以来源于：磷酸肌酸的转移四、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。

ATP的利用举例：。

自我检测：1、三磷酸腺苷的分子简式为（）A. A—P—P—PB. A—P—P～PC. A—P～P～PD. A～P～P～P2、下列化合物中，能作为细胞内能量“通货”的是（）A、磷酸肌酸B、ATPC、ADPD、葡萄糖3、1分子ATP 中含有的高能磷酸键和磷酸基团数目分别为（）A、3和3B、3和2C、2和3D、2和24、ATP 中大量的化学能储存在（）A、磷酸基内B、腺苷内C、高能磷酸键内D、腺苷和磷酸基连接键内5、生物体的储能物质、主要能源物质、直接能源物质依次是（）A、脂肪、糖类和ATPB、脂肪、蛋白质和ATPC、脂肪、糖类和ADPD、糖类、脂肪和ATP6、在“ATP ADP＋Pi＋能量”的反应式中，下列说法正确的是（）A、物质和能量都是部可逆的，酶相同B、物质和能量都是不可逆的，酶不同C、物质可逆，能量不可逆的，酶不同D、能量是不可逆的，物质是不可逆的，没相同7、高等植物体内产生ATP的生理过程有（）A、光合作用，主动运输B、细胞呼吸，蒸腾作用C、细胞呼吸，渗透作用D、光合作用、细胞呼吸8、ADP转化为ATP需要（）A、Pi 、酶、腺苷、能量B、Pi 、能量C、酶、腺苷、能量D、Pi 、酶、能量9、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、ATP10、活细胞不能利用哪些能源来维持它们的代谢A、太阳光B、热能C、ATPD、糖原11、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12、ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表（）A、H2OB、[H]C、PD、Pi13、关于动物细胞中ATP的正确叙述（）A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多B、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质条件下直接形成C、它含有三个高能磷酸键D、ATP转变为ADP的反应是可逆的14、以下是对生物体ATP的有关叙述，其中正确的一项是（）A、ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的B、ATP与ADP是同一种物质的两种形态C、生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应D、ATP与ADP的相互转化，使生物体内的各项化学反应能在常温常压下快速而又顺利地进行15、如果人体在一段时间内不进行体力和脑力劳动，并且体重不变，呼吸作用释放的能量主要转变成（）A、电能B、热能C、机械能D、渗透能。

5.2《细胞的能量“货币”—ATP》教学设计义县高中：刘占江2019年11月26日一、教材内容分析：《细胞的能量“货币”—ATP》教学内容包括让学生认识ATP的化学组成和分子结构特点，以及通过了解ATP与ADP相互转化的过程来了解到ATP形成所需能量的主要来源及意义。

通过细胞中能量的利用和供应机制，认同ATP能够作为能量货币。

同时，该节内容有助于帮助学生更好掌握后面包括细胞呼吸、光合作用等知识。

与老教材不同的地方是，ATP中高能键的供能机制有了明确说法：“由于两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定-”；“当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化”；“—载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+结合位点转向膜外，将Ca2+释放到膜外”等。

二、学生学习情况分析：学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了能源物质、主要能源物质、储能物质等知识，这为学习ATP这一细胞的直接能源物质奠定了基础。

学生基于化学课对于官能团和化学键的学习，以及第二章对于DNA和RNA的基本单位核苷酸的学习，对于理解ATP的分子结构难度不会太大，但是对于ATP为何作为能量的通用形式，葡萄糖和脂肪中的能量不能直接为细胞供能有疑问，也是学习过程中的障碍和困惑，教学过程中应该注意这部分教学的方式方法探索。

三、设计思想：由于最大的教学难点对ATP作为“能量通用货币”的含义的理解，所以导入新课采取讲故事形式引入萤火虫发光的情境，结合设计一个萤火虫发光原理的实验，引导学生思考，是什么物质能够为萤火虫发光直接提供能量。

让学生有个基本正确的思路，然后从结构决定功能开始，进入ATP的分子结构的介绍，了解了ATP与ADP可以相互转化以后，以两个问题入手：1．ATP水解成ADP释放的能量去哪儿了？以教材中Ca2+的主动运输图例讲解。

2．ADP合成ATP过程中需要的能量哪里来？通过讲解ATP水解成ADP释放的能量直接用于各种需能的生命活动，ADP合成ATP过程中需要的能量主要来自能源物质的氧化分解放能。