3.1ATP是细胞内的“能量通货”导学案-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

ATP 是细胞内的“能量通货” 学习目标 1.解释ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质; 2.阐明ATP 的结构与功能的关系,形成结构与功能观; 3.通过分析ATP 的功能,形成利用证据进行推理的科学思维。 学习过程 新课导入 车胤是东晋的大臣。儿时,常常无钱买油点灯夜读。白天他耕作,晚上读书。一个夏天的晚上,他正坐在 院子里摸黑背书,见到许多萤火虫在空中飞舞,像许多小灯在夜空中闪动,心中不由一亮,他立刻捉住一 些萤火虫,把它们装在一个白布袋里,荧光就照射出来。车胤在夏天每夜就用这个方法来读书。车胤由于 长年累月地日夜苦读,长大后终于成了一个很有学问的人。 思考 1 :萤火虫发光的生物学意义是什么? 思考 2 :萤火虫体内有特殊的发光物质吗? 思考 3 :萤火虫发光的过程需要能量吗? 思考 4 :这个能量由什么物质提供呢? 新知讲解 内容一:ATP 是细胞生命活动的直接能源 1.萤火虫发光实验 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取四等份分别装入四支试管中,各加入少量水 使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过 15 分钟后荧光消失。 实验现象:葡萄糖不能直接被萤火虫利用,而 ATP 可以。 实验结论:ATP 是生命活动的直接能源。 2.ATP 的结构 (1)组成元素:C 、H 、 O 、N 、 P (2)名称:腺苷三磷酸 (3)结构组成 第 : 页 学科网(北京)股份有限公司 (4)ATP 简式:A - P ~ P ~ P (5)ATP 与RNA 的联系 思考:通过ATP 的结构推测ATP 如何释放能量? u 内容二:细胞内ATP 与ADP 保持动态平衡 1.资料: 用 、 和 表示ATP 上三个磷酸基团所处的位置(A - P ~P ~P ), 现有甲乙两组ATP 溶液,甲组用32 P 标记ATP 的 位的磷酸基团,乙组用32 P 标记 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,结果发现只有乙组溶液中游离的磷酸基团带有放射性。 思考:ATP 中哪一个化学键更容易断裂? 2.ATP 的水解 3.ATP 的合成 思考:ATP 主要在哪里合成?其合成需要的能量来源于哪里? 4.ATP 与ADP 的相互转化(ATP - ADP 循环) 思考 1 :ATP 与ADP 的相互转化是否为可逆反应? 第 2 页 学科网(北京)股份有限公司 思考 2 :细胞为什么不直接利用葡萄糖等有机物中的能量,而是要将能量转移至ATP 中再利用? 5.ATP 是细胞生命活动的直接能源 课堂小结 学习过程答案 略 一、单选题(本题共 5 小题) 1.ATP 分子在细胞内能够释放能量和储存能量,从结构上看,其原因是( ) ①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②三个磷酸基团很容易从ATP 上脱离和结合 ③远离腺苷的磷酸基团很容易从ATP 上脱离,使ATP 转变成ADP ④在酶的作用下,ADP 可以迅速地与磷酸结合,吸收能量转变成ATP A .①③ B .①④ C .②④ D .③④ 【答案】D 【解析】①腺苷不能吸收能量和释放能量,①错误; ②在酶的作用下,远离腺苷 A 的磷酸基团很容易从ATP 上脱离,使 ATP 转变成ADP ,②错误; ③在酶的作用下,远离腺苷 A 的磷酸基团很容易从ATP 上脱离,使 ATP 转变成ADP ,③正确; ④ ADP 可以迅速地与磷酸基团结合,吸收能量形成第二个特殊化学键(高能磷酸键),使ADP 转变成ATP , ④正确。 综上所述,③④正确,ABC 错误,D 正确。 故选 D。 2.细胞中ATP 是一种高能磷酸化合物,ATP 的结构式如图所示。下列叙述错误的是( ) 第 3 页 学科网(北京)股份有限公司 A .“~ ”不稳定的主要原因是磷酸基团带同种电荷而相斥 B .细胞内能量供应机制是ATP 和ADP 快速地相互转化 C .脱下的 - Pi 可提供能量并与ADP 结合重新形成ATP D .正常细胞中的ATP / (ADP + Pi) 比值保持相对稳定 【答案】C 【解析】图示表示ATP 的结构,由腺嘌呤、磷酸和核糖构成。 A 、“~ ”不稳定的主要原因是磷酸基团带负电荷而相互相斥,A 正确; B、细胞内能量供应机制是ATP 和ADP 快速地相互转化,B 正确; C、脱下的 - Pi 能与ADP 结合重新形成ATP ,但不能提供能量,C 错误; D、由于ATP 与ADP 快速转化,正常细胞中的ATP / (ADP + Pi) 比值保持相对稳定,D 正确。 故选 C。 3.ATP 通常是细胞生命活动的直接能源物质,ATP 的结构简式是( ) A .A - P - P ~ P B .A ~ P ~ P - P C .A - P ~ P ~ P D .A ~ P ~ P ~ P 【答案】C 【解析】ATP 是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP 的结构可以简写成A - P ~ P ~ P ,“ A ”代表由核糖和 腺嘌呤组成的腺苷,“ P ”代表磷酸基团,“~ ”代表特殊的化学键。 ATP 的结构可以简写成A - P ~ P ~ P ,C 正确,ABD 错误。 故选 C。 4.下图是ATP 与ADP 相互转化示意图。下列相关叙述,正确的是( ) A .甲和乙不是同种物质 B .②过程一般与吸能反应相联系 C .M 和N 分别代表腺嘌呤和脱氧核糖 D .ATP 末端磷酸基团有较高转移势能 【答案】D 【解析】 ATP 的中文名称是腺苷三磷酸,组成元素有C 、H 、O 、N 、P ,由一分子腺苷和三分子磷酸基团 组成。 A、甲和乙是同种物质,都是 Pi ,A 错误; B 、②过程表示ATP 的合成,一般与放能反应相联系,ATP 水解与吸能反应相联系,B 错误; C 、ATP 是由腺嘌呤、核糖和 3 分子磷酸组成的,因此M 和N 分别代表腺嘌呤和核糖,C 错误; D 、ATP 末端的磷酸基团有较高的转移势能,脱离时携能量可与其他分子结合,为生命活动提供能量,D 正确。 故选 D。 5.生命的物质基础是由有机分子与无机成分构成的动态组合,其复杂的相互作用驱动了生长、代谢和繁殖等 核心生命活动。下列有关叙述正确的是( ) 第 4 页 学科网(北京)股份有限公司 A .C 、H 、O 、N 、P 是核酸和多糖等大分子共有的 B .受体和抗体都是在细胞之间传递特定信息的分子 C .ATP 中的“ A ”是组成RNA 的单体——核糖核苷酸 D .组织液中缺乏Na+ 可能会降低神经细胞的兴奋性 【答案】D 【解析】A 、C 、H 、O 、N 、P 是核酸的组成元素,而多糖的组成元素一般只有C 、H 、O ,几丁质中还含有 N ,A 错误; B、抗体一般不能在细胞之间传递信息,B 错误; C 、ATP 中的“ A ”是腺苷,不是组成RNA 的单体—核糖核苷酸,C 错误; D、组织液中缺乏Na+ 可能会降低神经细胞的兴奋性,因为兴奋的产生与钠离子内流进入到神经细胞有关, D 正确。 故选 D。 二、非选择题(本题共 1 大题) 6.如图所示为ATP - ADP 相互转化示意图,请回答: (1)ATP 的中文名称是 1 ,ATP 的结构简式 2 ,A 的含义为 3 。 (2)动物体细胞合成ATP 的能量来源于 4 作用;一般来说细胞中的吸能反应伴随着ATP 的 5 ,细胞中的放能反应伴随着ATP 的 6 。 【答案】1、腺苷三磷酸 2 、A - P ~ P ~ P 3、腺苷 4、呼吸 5、水解 6、合成 【解析】分析:ATP :中文名为腺苷三磷酸,其结构简式为A - P ~ P ~ P ,其中远离腺苷的高能磷酸键容 易水解,在水解时释放出大量能量,ATP 是直接能源物质。 (1)ATP 是腺苷三磷酸的简称,其结构简式为A - P ~ P ~ P ,其中A 表示腺苷。 (2)不同的生物合成ATP 的能量来源不同,动物来自于呼吸作用;一般来说细胞中的吸能反应伴随着ATP 的水解,细胞中的放能反应伴随着ATP 的合成。 第 5 页 学科网(北京)股份有限公司 $