3.1 生命活动需要酶和能源物质（4） 教学设计-高一生物必修一同步教学（苏教版）

第三章 细胞中能量的转换和利用 第一节 生命活动需要酶和能源物质 第1课时 生命活动的能量“通货”——ATP 学习目标 （1）简述ATP的结构特点。 （2）结合ATP和ADP的相互转化示意图，阐明二者之间的关系。 （3）结合教材，举例说明ATP的利用，理解ATP是能量“通货”的含义。 [重难点击]　 （4）ATP和ADP的相互转化及其意义。 前课梳理 1．ATP的中文名称是什么？ 答案　腺嘌呤核苷三磷酸。 2．ATP是由哪些部分构成？ATP中的A、T、P分别代表何种含义？ 答案　ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成，其中A代表腺嘌呤核苷，T代表3，P代表磷酸基团。 3．ATP中的“A”、“T”和组成DNA中的“A”、“T”含义相同吗？ 答案　不同。ATP中的“A”是腺嘌呤核苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含义是“3”。DNA中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。 4．ATP和ADP的相互转化归纳 比较项目 ATP的合成 ATP的水解 类型 合成反应 水解反应 条件 由ATP合成酶催化 由ATP水解酶催化 能量来源 光合作用和细胞呼吸 高能磷酸键 能量去路 储存在ATP中 用于各项生命活动 学习探究 探究点一　ATP的分子结构 阅读教材，结合下图思考回答下列问题： 1．结构特点 （1）ATP的结构简式可以表示为：A－P～P～P。其中“－”代表普通化学键，“～”代表高能磷酸键。 （2）组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P。 (3)高能量：ATP是一种高能磷酸化合物。 (4)不稳定：在有关酶的催化作用下，ATP末端的高能磷酸键很容易水解，释放能量。 注意：水解自由能在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物，ATP中的高能磷酸键水解时释放的能量高达30.54kJ/mol，是一种高能磷酸化合物。 2．ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。 探究点二　ATP和ADP的相互转化 下图表示ATP和ADP的相互转化过程，请结合教材图4－1分析思考以下问题： 1．转化过程 (1)在有关酶的催化作用下，ATP分子中末端的高能磷酸键容易水解断裂，于是脱下一个磷酸基团形成游离的Pi(无机磷酸)，同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP。反应式：ATPADP＋Pi＋能量。 (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ATP。反应式：ADP＋Pi＋能量ATP。 2．有人说ATP和ADP相互转化的过程是个可逆反应，这种说法合适吗？通过下面的分析来解答： (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Ⅰ属于水解酶；而生成ATP是一种合成反应，催化该反应的酶Ⅱ属于合成酶。上述反应的酶是不相同(相同、不相同)的。 (2)从反应场所上看：ATP合成的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所比较广泛，消耗能量的部位一般都有ATP的分解。因此，其合成与分解的场所不完全相同。 (3)从能量上看：ATP水解的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，释放出来后供各项生命活动利用，不能再由Pi和ADP形成ATP而储存；而合成ATP的能量主要是有机物中的化学能和太阳能，因此，反应中的能量流向是不可逆(可逆、不可逆)的。 综上所述，ATP和ADP相互转化的过程不是(是、不是)可逆反应。 3．ADP合成ATP时所需要的能量来源 (1)动物、人和大多数微生物：来自细胞呼吸作用时有机物分解释放的能量。 (2)绿色植物：来自呼吸作用和光合作用。 探究点三　ATP的能量利用 阅读教材P64，思考下面的问题： 1．请举例说明ATP的利用 生物体的各种生命活动都需要消耗能量。 (1)在生物体内ATP直接为生物体的各种需能反应提供能量。 (2)在能量转换中，它也起着关键作用。如生物发电、肌细胞收缩、生物发光、细胞的分裂和生长、细胞的主动运输、恒温动物维持体温等。 2．ATP在细胞中的含量并不多，为什么能为生命活动提供大量的能量？ 答案　ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，所以可以为生命活动提供直接能源，使细胞内ATP的含量总处在动态平衡之中。 3．为什么说ATP是细胞内流通的能量“通货”？ 答案　细胞中的ATP和ADP相互转化，既为生命活动及时提供了能量，又避免了一时用不尽的能量白白流失掉。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。 真题回眸 例1．下列关于ATP的说法中，不正确的是(　　) A．参与ATP组成的化学元素包括C、H、O、N、P B．衣藻和黑藻细胞产生ATP的生理过程有光合作用和呼吸作用 C．ATP中的能量可以转化为光能和电能 D