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细胞的能量“货币”ATP，引导学生掌握其化学组成、结构特点、与ADP的相互转化及在能量代谢中的作用。通过知识梳理填空衔接前序能源物质知识，构建“能源物质→直接能源ATP”的学习支架，逐步深入核心内容。 以生命观念中的结构与功能观为核心，课堂探究通过材料分析和问题思考培养科学思维，结合萤火虫发光实例的课堂检测促进探究实践。习题设计从基础填空到实例分析层次分明，助力学生深化理解，提升运用生物学知识解决实际问题的能力。

形成天才的决定性因素是勤奋。 课 题 5.2 《细胞的能量“货币”ATP》（导学案） 课 型 新授课 课 时 主备教师 学习目标 1. 阐述ATP的化学组成和结构特点，理解其作为直接能源物质的原因 2. 解释ATP与ADP相互转化的过程及其意义 3. 通过实例说明ATP在能量代谢中的作用。 4. 运用结构与功能观分析ATP分子的适应性特征。 教学重点 1. ATP的分子结构与功能相适应的特点 2. ATP与ADP的相互转化过程 3. ATP在细胞代谢中的重要作用 教学难点 1. 理解高能磷酸键的特殊性质 2. 分析ATP水解与合成的能量来源与去向 3. 阐明ATP作为"能量通货"的生物学意义 一、知识梳理 （一）ATP的结构与功能 1. ATP的中文名称是______________，是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2. ATP分子的结构简式为______________，其中A代表______________，P代表______________，~代表______________。 3. ATP分子中______________的高能磷酸键容易水解断裂，释放出______________，因此ATP是细胞内直接的______________。 （二）ATP与ADP的相互转化 1. ATP水解的反应式：______________ + ______________ → ______________ + ______________ + 能量 2. ATP合成的反应式：______________ + ______________ + 能量 → ______________ + ______________ 3. ATP合成时所需要的能量来源： · 动物、人、真菌和大多数细菌：来自______________释放的能量 · 绿色植物：除了来自______________，还来自______________ 4. ATP与ADP相互转化的特点： · 物质是______________的，能量是______________的 · ATP在细胞内的含量______________，但转化______________ （三）ATP的利用 1. 细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由______________直接提供能量的。 2. ATP水解释放的能量可用于： · 主动运输：如______________的跨膜运输 · 肌肉收缩：转化为______________ · 神经传导：维持______________平衡 · 生物发光：转化为______________ · 合成代谢：用于______________的合成 3. ATP是细胞内流通的"______________"，各种形式的能量转换都以______________为中心。 二、课堂探究 探究一：ATP的结构特点 材料分析： ATP分子由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成。其中含有两个高能磷酸键，用"~"表示。 问题思考： 1. 为什么说ATP是高能磷酸化合物？ 2. ATP分子中的哪个磷酸键更容易水解？为什么？ 3. ATP作为直接能源物质与其分子结构有何关系？ 探究二：ATP与ADP的转化意义 材料分析： 细胞内ATP含量很少，但一个成年人在安静状态下24小时内有40kg的ATP发生转化。 问题思考： 1. 为什么细胞需要不断进行ATP与ADP的相互转化？ 2. 这种转化过程对细胞能量供应有何重要意义？ 3. ATP合成与水解反应是否为可逆反应？为什么？ 三、课堂检测 （一）选择题 1. 下列关于ATP的叙述中，正确的是（ ） A. ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B. ATP的结构简式为A-P~P~P C. ATP分子中含有3个高能磷酸键 D. ATP在细胞中含量很多，转化很慢 2. ATP中大量化学能储存在（ ） A. 腺苷中 B. 磷酸基团中 C. 高能磷酸键中 D. 普通化学键中 3. 下列生命活动中，不需要ATP提供能量的是（ ） A. 肌肉收缩 B. 神经传导 C. 光合作用的暗反应 D. 氧气进入细胞 4. ATP转化为ADP时，断裂的化学键是（ ） A. 腺苷与磷酸之间的键 B. 两个磷酸基团之间的普通磷酸键 C. 远离腺苷的那个高能磷酸键 D. 两个高能磷酸键 5. 关于ATP与ADP相互转化的叙述，正确的是（ ） A. 物质和能量都是可逆的 B. 物质是可逆的，能量是不可逆的 C. 物质是不可逆的，能量是可逆的 D. 物质和能量都是不可逆的 （二）材料分析题 材料： 科学家研究发现，萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并发出荧光。 问题： 1. 萤火虫发光过程中，能量是如何转换的？ 2. 这个实例说明了ATP的什么功能？ 3. 为什么ATP适合作为直接能源物质？ 四、课堂小结 知识框架 一、ATP的结构 · 中文名称：三磷酸腺苷 · 结构简式：A-P~P~P · 高能磷酸化合物 二、ATP与ADP的转化 · 水解：ATP → ADP + Pi + 能量 · 合成：ADP + Pi + 能量 → ATP · 能量来源：呼吸作用、光合作用 三、ATP的功能 · 直接能源物质 · 细胞的能量"通货" · 驱动各种生命活动 五、课后作业 1. 完成课后习题，巩固ATP相关知识 2. 观察生活中的生物发光现象（如萤火虫），思考ATP在其中的作用 3. 预习下一节内容，了解细胞呼吸的过程 4. （选做）查阅资料，了解ATP在医学领域的应用 《参考答案》 一、知识梳理答案 （一）ATP的结构与功能 1. 三磷酸腺苷 2. A-P~P~P，腺苷，磷酸基团，高能磷酸键 3. 远离腺苷，大量能量，能源物质 （二）ATP与ADP的相互转化 1. ATP，水，ADP，磷酸（Pi） 2. ADP，磷酸（Pi），ATP，水 3. 呼吸作用，呼吸作用，光合作用 4. 可循环，不可逆，很少，迅速 （三）ATP的利用 1. ATP 2. 离子，机械能，膜电位，光能，有机物 3. 能量通货，ATP 二、课堂探究答案 探究一答案： 1. ATP含有两个高能磷酸键，水解时能释放大量能量（30.54kJ/mol） 2. 远离腺苷的那个高能磷酸键更容易水解，因为这个键最不稳定 3. ATP分子中特殊的高能磷酸键结构使其既能稳定储存能量，又能在需要时迅速释放能量 探究二答案： 1. 因为细胞内ATP含量很少，但能量需求量大，需要不断转化来满足能量需求 2. 这种转化保证了细胞能量供应的连续性和高效性，使能量能够及时供应 3. 不是可逆反应。虽然物质可以循环，但能量来源和去向不同，反应条件也不同 三、课堂检测答案 （一）选择题答案 1. B 2. C 3. D 4. C 5. B （二）材料分析题答案 1. ATP中储存的化学能 → 荧光素的化学能 → 光能 2. 说明ATP是生命活动的直接能源物质，能为各种生命活动提供能量 3. ATP分子结构稳定，但高能磷酸键易断裂释放能量；细胞内转化迅速，能及时供应能量；能量转换效率高 学科网（北京）股份有限公司 $