5.2细胞的能量“货币”ATP导学案-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦ATP的结构、与ADP的相互转化及利用，通过32P标记实验、萤火虫发光实验等情境问题导入，以填空题、对比表格、拓展问题为支架，引导学生从组成元素、结构特点到能量转化、生命活动供能逐步构建知识脉络。 资料亮点在于多维度融合核心素养：结构简式分析与RNA组成联系体现结构与功能观（生命观念），32P标记实验分析、选项逻辑判断培养科学思维，C原子标号、概念对比表格促进探究实践，多样化题型适配自主学习与课堂互动，助力学生严谨思维与自主学习能力养成，便于教师教学评估。

5.2 细胞的能量“货币”——ATP 一、ATP的结构 1．中文名称：腺苷三磷酸 2．结构简式：A—P～P～P，其中A代表__________，P代表__________基团，～代表一种__________键。 3．特点: (1)高能量：水解时释放的能量在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物。在有关酶的催化作用下，ATP水解释放的能量多达__________kJ/mol。所以说ATP是细胞内的一种____________化合物。 (2)不稳定：ATP中两个相邻的磷酸基团都带____电荷而____________等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的__________。 (3)ATP在细胞内含量很少，但转化是十分迅速的。 拓展问题 1. ATP的组成元素是________________________ 2．ATP中的“A”、“T”和组成DNA中的 “A”、“T”含义相同吗？ 不同。ATP中的“A”指的是腺苷，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。 3．ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？ 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。 4．ATP彻底水解会得到哪些成分？ ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸。 5．请把上图及教材中的ATP结构图中核糖的C原子位置进行标号1-5。________ 6．区分易混淆概念： ① ② ③ ④ 字母A的意义 圆圈内的意义 二、ATP和ADP的相互转化 ●在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端“P”已带上放射性标记，该现象不能说明( ) A．ATP中远离“A”的“P”容易脱离 B．部分32P标记的ATP是重新合成的 C．ATP是细胞内的直接能源物质 D．该过程中ATP既有合成又有分解 1．ATP和ADP的相互转化的反应式 2．ATP合成的能量来源（生理过程） (1)动物、人、真菌和大多数细菌的______________作用。 (2)绿色植物的______________作用、______________作用。 3．相互转化特点： 时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中。这种供能机制，是生物界的共性。 (1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。 (2)ATP的形成需要满足4个条件：2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。合成ATP的过程中有水生成。 (3)剧烈运动和安静状态下，人体细胞中的ATP和ADP的相互转化有何区别？___________ 4．相关比较 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 _________能(光合作用) _________能(细胞呼吸) 能量去路 储存于__________________键中 用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的所有需能部位 ATP/ADP 比值变化 结论：物质变化是_______的(可逆/不可逆)，能量变化是_______的(可逆/不可逆)，酶也_________（相同/不相同），因此ATP和ADP的相互转化___________(是/不是)可逆反应。 三、ATP的利用 ●用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上甲、乙，各加入2 mL水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如下图： 结论： 葡萄糖________（是、不是）直接能源物质，ATP________（是、不是）直接能源物质。 1.是细胞生命活动所需能量的________________来源。 2.ATP为主动运输供能的机理（88页） ①参与Ca2＋主动运输的_________是一种能催化________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______________________这种酶的作用下，ATP分子的末端_______________脱离下来与__________结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是____________。 ③载体蛋白磷酸化导致其___________发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。 3.是细胞内流通的能量“________________”。 ①化学反应中的能量变化与ATP的关系 反应1 反应2 主动运输、蛋白质合成（______能反应） ATP的合成（本身是______能反应） 有氧呼吸（______能反应） ATP的水解（本身是______能反应） 吸能反应：一般与ATP的_____________相联系 放能反应：一般与ATP的_____________相联系 ②能量通过______分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，因此ATP是细胞内流通的能量“货币”。 ●人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧烈运动时3 s以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中ATP的相对含量随时间的变化如图所示，请据图回答下面的问题： (1)A→B的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量用于_________________。 (2)B→C过程中，ATP含量增加，说明______________加强，释放出更多的能量，供ADP形成ATP使用，以补充细胞中ATP含量的不足。 (3)从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明______________________。 答案 (1)肌肉收缩等生命活动 (2)细胞呼吸(3)ATP的合成和分解是同时进行的 ●下列生理过程中不需要消耗ATP的是( ) A．在核糖体上合成血红蛋白B．在肺泡表面进行气体交换C．小肠吸收氨基酸D．神经冲动的传导 学科网（北京）股份有限公司 $