细胞的能量“通货”——ATP 导学案

细胞的能量“通货”——ATP 导学案

【学习目标】

1、通过萤火虫发光器实验分析，发展学生的科学探究能力。

2、通过ATP结构及特点分析，进一步形成结构功能观。

3、通过理解ATP与ADP的迅速转化并处于动态平衡的过程，初步形成稳态与平衡观。

【学习重难点】

重点：1、ATP的结构与功能

2、ATP与ADP的相互转化

难点：ATP与ADP的相互转化

【自主学习】

1.ATP是 的英文名称缩写，结构式可以简写成 ，其中“A”代表，“P”代表，“～”代表 。由于两个相邻磷酸都带____________而相互排斥等原因，使得远离__________的那个特殊化学键化学键______________，容易____________，具有较高的转移势能。

2.ATP水解的过程就是的______________过程，1 molATP水解能量高达30.54 KJ，所以说ATP是一种_____________________。

3.对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的这种相互转化是 地发生并且处于

之中。ATP和ADP相互转化的能量机制，是生物界的 。

4.ADP转化为ATP时所需能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说来均自于 ，对于绿色植物来说，还可以来自于 。

5.ATP可用于细胞、各种 反应，还用于生物发电、发光、肌肉收缩，大脑思考等生命活动。ATP水解释放的磷酸基团使，这在生活中是很常见的。这些分子被磷酸化后，发生变化，因而可以参加各种化学反应。

6. 吸能反应一般与ATP的反应相联系，由ATP水解提供能量，放能反应一般与ATP 的反应相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间 。可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的。

【合作探究】：

一、ATP的功能

【相关资料】萤火虫发光原理：萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。

想一想：为萤火虫发光提供能量的可能是什么物质？谁为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量？

【实验探究】设计实验，探究葡萄糖、脂肪、ATP谁为萤火虫尾部细胞发光直接提供能量

实验材料：萤火虫发光器研磨粉、试管、滴管、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸馏水等。

实验思路：

实验结论：

二：ATP的结构

1、ATP分子的结构简式是怎样的? 各字母与符号的含义是什么？

2、ATP是一种什么化合物？为什么？

3、为什么ATP可作为驱动细胞生命活动的直接能源物质？

三：ATP与ADP的相互转化

【资料分析】研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。分析资料，思考并讨论下列问题：

1、从上述资料你能得出什么结论？机体如何调节这一矛盾？

2、请用图形描绘ATP与ADP之间的相互转换，并说明ATP合成时能量的来源。

3、ATP与ADP的相互转化是否是一个可逆过程？请说明理由。

四、ATP的利用（阅读教材P88页，回答下列问题。）

1、举例说明ATP水解释放的能量的去路。

2、ATP释放的能量是如何用于上述生命活动的呢？

【小结】：

ATP水解为细胞中各种生命活动提供能量，与细胞中的许多相联系；ATP合成时消耗能量，与细胞中的相联系。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此ATP是细胞中流通的能量“”。

【拓展延伸】：

智能生物药物成为治疗癌症等难以攻克的疾病的首选,其中ATP控制的药物递送系统通常用靶向ATP的适体作为“生物闸门”来实现药物的按需快速释放。近些年,一系列的材料已经证明,在细胞内高含量ATP条件下可以释放治疗药物。

(1)文中“一系列的材料”可以是蛋白质纳米管,可用来包裹、保护药物,根据ATP、蛋白质的结构和功能推测ATP在药物释放中所起的作用。

(2)ATP控制的药物递送系统是否实现了药物的定向运输?