5.2细胞的能量“货币”ATP（教学设计）-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

新教材 生物学 人教版必修1 分子与细胞 第5章 第2节 教学设计 第5章　细胞的能量供应和利用 第2节　细胞的能量“货币”ATP 目录 一、核心素养对接 二、必备知识 三、探究实践 四、深化归纳 五、应用创新 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 第2节　细胞的能量“货币”ATP 一、核心素养对接 1．运用结构与功能观，说出ATP的结构和功能。 2．采用比较与分类，说明动植物合成ATP的来源不同。 3．通过萤火虫发光现象的研究，了解荧光素对人类生活的影响。 二、必备知识 （一）ATP是一种高能磷酸化合物 1．ATP的结构 (1)中文名称：腺苷三磷酸。 (2)结构简式：A—P～P～P。 (3)符号含义：A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表一种特殊的化学键。 2．ATP的特点 (1)不稳定：末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。 (2)高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，是细胞内的一种高能磷酸化合物。 3．ATP的功能 ATP能够直接给细胞生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 微思考 ATP分子去掉远离A端的两个磷酸基团后，剩余部分是什么物质？ 提示：腺嘌呤核糖核苷酸。 （二）ATP与ADP可以相互转化 1．转化过程 (1)图中字母A、B代表的物质分别是磷酸、ADP。 (2)能量1的来源 ①绿色植物：光合作用和呼吸作用。 ②动物、人、真菌和大多数细菌：呼吸作用。 (3)写出ATP合成的反应式：ADP＋Pi＋能量ATP。 2．转化特点 (1)ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。 (2)ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。 微思考 ATP与ADP之间的相互转化是可逆的吗？ 提示：不是可逆的。ATP转化成ADP和ADP转化为ATP时所需要的酶是不同的，所需能量来源也不同，所以不可逆。 （三）ATP的利用 1．ATP的利用 2．ATP为主动运输供能的机理 (1)参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 (2)在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 (3)载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。 3．ATP是细胞内流通的能量“货币” (1)许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。 (2)许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。 (3)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 微思考 从Ca2＋的转运过程看，Ca2＋的载体蛋白具有哪些作用？ 提示：催化ATP水解，运输Ca2＋。 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．ATP是高能磷酸化合物，含有三个特殊的化学键。 (　　) 2．1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。 (　　) 3．ATP水解时，两个特殊的化学键都断裂，生成ADP和Pi。 (　　) 4．ATP与ADP的相互转化与吸能反应和放能反应联系在一起。 (　　) 5．ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。(　　) 提示：1．×　ATP中含有两个特殊的化学键。 2．×　1个ATP分子中含有1个腺苷和3个磷酸基团。 3．×　ATP水解时，远离腺苷的特殊的化学键断裂，生成ADP和Pi。 4．√　5．√ 三、探究实践 核心点一：ATP的结构和功能 1929年，费斯克(Cyrus Fiske)和罗曼(Karl Lohmann)分别在肌肉中发现了一种焦磷酸盐与腺苷酸联系的化合物。1934年，罗曼又发现，1份这种化合物会被分解成1份一磷酸腺苷(AMP)和2份磷酸(Pi)。1935年，罗曼进一步确定了这种化合物的分子结构为腺苷三磷酸。1948年，托德(Alexander Todd)首次用化学方法人工合成了ATP。下图是ATP的结构式，图中α、β、γ分别表示ATP中的三个磷酸基团。 1．ATP的元素组成是什么？ 提示：C、H、O、N、P。 2．ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？ 提示：不是。ATP中的“A”为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，而碱基中的“A”为腺嘌呤。 3．如果β和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成的物质与核酸有何关系？ 提示：形成的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。 4．为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？ 提示：由于两个相邻的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，末端磷酸基团有一种离开ATP而