細胞的能量“通貨”——ATP 導學案

細胞的能量“通貨”——ATP 導學案

【學習目標】

1、通過螢火蟲發光器實驗分析，發展學生的科學探究能力。

2、通過ATP結構及特點分析，進一步形成結構功能觀。

3、通過理解ATP與ADP的迅速轉化並處於動態平衡的過程，初步形成穩態與平衡觀。

【學習重難點】

重點：1、ATP的結構與功能

2、ATP與ADP的相互轉化

難點：ATP與ADP的相互轉化

【自主學習】

是 的英文名稱縮寫，結構式可以簡寫成 ，其中“A”代表，“P”代表，“～”代表 。由於兩個相鄰磷酸都帶____________而相互排斥等原因，使得遠離__________的那個特殊化學鍵化學鍵______________，容易____________，具有較高的轉移勢能。

水解的過程就是的______________過程，1 molATP水解能量高達30.54 KJ，所以說ATP是一種_____________________。

3.對細胞的正常生活來說，ATP和ADP的這種相互轉化是 地發生並且處於

之中。ATP和ADP相互轉化的能量機制，是生物界的 。

轉化爲ATP時所需能量，對於動物、人、真菌和大多數細菌來說來均自於 ，對於綠色植物來說，還可以來自於 。

可用於細胞、各種 反應，還用於生物發電、發光、肌肉收縮，大腦思考等生命活動。ATP水解釋放的磷酸基團使，這在生活中是很常見的。這些分子被磷酸化後，發生變化，因而可以參加各種化學反應。

6. 吸能反應一般與ATP的反應相聯繫，由ATP水解提供能量，放能反應一般與ATP 的反應相聯繫，釋放的能量儲存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間 。可以形象地把ATP比喻成細胞內流通的。

【合作探究】：

一、ATP的功能

【相關資料】螢火蟲發光原理：螢火蟲尾部的發光細胞中含有熒光素和熒光素酶。熒光素接受能量後就被激活。在熒光素酶的催化作用下，熒光素與氧發生化學反應，形成氧化熒光素並且發出熒光。

想一想：爲螢火蟲發光提供能量的可能是什麼物質？誰爲螢火蟲尾部細胞發光直接提供能量？

【實驗探究】設計實驗，探究葡萄糖、脂肪、ATP誰爲螢火蟲尾部細胞發光直接提供能量

實驗材料：螢火蟲發光器研磨粉、試管、滴管、葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸餾水等。

實驗思路：

實驗結論：

二：ATP的結構

1、ATP分子的結構簡式是怎樣的? 各字母與符號的含義是什麼？

2、ATP是一種什麼化合物？爲什麼？

3、爲什麼ATP可作爲驅動細胞生命活動的直接能源物質？

三：ATP與ADP的相互轉化

【資料分析】研究顯示，一個成年人一天在靜止狀態下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運動的狀態下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉化成ADP。成人體內ATP總量約2~10mg，人體安靜狀態下，肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮1~2s。分析資料，思考並討論下列問題：

1、從上述資料你能得出什麼結論？機體如何調節這一矛盾？

2、請用圖形描繪ATP與ADP之間的相互轉換，並說明ATP合成時能量的來源。

3、ATP與ADP的相互轉化是否是一個可逆過程？請說明理由。

四、ATP的利用（閱讀教材P88頁，回答下列問題。）

1、舉例說明ATP水解釋放的能量的去路。

2、ATP釋放的能量是如何用於上述生命活動的呢？

【小結】：

ATP水解爲細胞中各種生命活動提供能量，與細胞中的許多相聯繫；ATP合成時消耗能量，與細胞中的相聯繫。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間流通，因此ATP是細胞中流通的能量“”。

【拓展延伸】：

智能生物藥物成爲治療癌症等難以攻克的疾病的首選,其中ATP控制的藥物遞送系統通常用靶向ATP的適體作爲“生物閘門”來實現藥物的按需快速釋放。近些年,一系列的材料已經證明,在細胞內高含量ATP條件下可以釋放治療藥物。

(1)文中“一系列的材料”可以是蛋白質納米管,可用來包裹、保護藥物,根據ATP、蛋白質的結構和功能推測ATP在藥物釋放中所起的作用。

(2)ATP控制的藥物遞送系統是否實現了藥物的定向運輸?