進(jìn)入到高一階段，大家的學(xué)習(xí)壓力都是呈直線上升的，因此平時(shí)的積累也顯得尤為重要，高一頻道為大家整理了《高一生物必修一《細(xì)胞的能量“通貨”──ATP》教案》希望大家能謹(jǐn)記呦??！
教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。
(2)寫(xiě)出ATP分子簡(jiǎn)式、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化式。
(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。
2.能力目標(biāo):
(1)通過(guò)對(duì)螢火蟲(chóng)發(fā)光問(wèn)題的探究,初步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)能力;
(2)通過(guò)問(wèn)題討論共同繪出ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖,理解ATP在細(xì)胞中作為能量通貨的原因;
3.情感目標(biāo):
(1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛(ài)自然和生命的情感教育。
(2)通過(guò)閱讀與思考、討論活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語(yǔ)闡述觀點(diǎn)和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。
(3)通過(guò)分析ATP、ADP的動(dòng)態(tài)平衡,樹(shù)立辯證唯物主義的自然觀、生態(tài)觀。
教學(xué)重難點(diǎn)
(1)重點(diǎn):ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
(2)難點(diǎn):ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化;ATP在能量代謝中的作用
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】細(xì)胞的能量通貨——ATP
1、創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)學(xué)生興趣,導(dǎo)入新課[導(dǎo)入]提問(wèn):屏幕上的昆蟲(chóng)是什么?
相傳,我國(guó)晉朝時(shí)有個(gè)青年叫車(chē)胤,他酷愛(ài)學(xué)習(xí),但由于家貧買(mǎi)不起蠟燭,不能讀書(shū),于是就捉了很多螢火蟲(chóng),裝在薄薄的布袋子里。四五十只螢火蟲(chóng)發(fā)出的光真能抵得上一支點(diǎn)燃的蠟燭呢!他就借著螢火蟲(chóng)的光刻苦學(xué)習(xí),后來(lái)成為一位有大學(xué)問(wèn)的人。螢火蟲(chóng)像電燈一樣可以發(fā)出光亮。那么,它發(fā)光原理是什么?
講解螢火蟲(chóng)發(fā)光的原理,指出螢火蟲(chóng)發(fā)光需要消耗能量,復(fù)習(xí)主要的能源物質(zhì),重要的儲(chǔ)能物質(zhì),提出問(wèn)題這些物質(zhì)能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接供能嗎?
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)PPT
(1)利用多媒體播放幻燈片,展示“螢火蟲(chóng)發(fā)光器實(shí)驗(yàn)”過(guò)程
(2)問(wèn)題:能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接提供能量的物質(zhì)是什么?是葡萄糖還是ATP?
(3)結(jié)論:ATP是生物體生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
(4)比喻:在細(xì)胞中糖類(lèi)、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量,但不能被直接利用,可以比喻為存折,生活中存折不能直接流通,ATP分子能被直接利用可以比喻為貨幣,生活中貨幣可以直接流通,這樣使學(xué)生更容易理解標(biāo)題,并能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
ATP能直接供能與它的結(jié)構(gòu)密切相關(guān),那么ATP分子的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)呢?
(二)、ATP分子的結(jié)構(gòu):
1學(xué)生按小組討論以下問(wèn)題:
(1)ATP的中文名稱?
答:三磷酸腺苷
(2)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為?
答:A—P~P~P
(3)ATP簡(jiǎn)式中A、P、“—”與“~”分別代表什么?
答:A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán)“—”代表普通化學(xué)鍵,“~”代表高能磷酸鍵2展示資料:一般將水解時(shí),能夠釋放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物.ATP在水解時(shí)釋放的能量是30.54kJ/mol,ATP的水解釋放的能量是一般磷酸鍵水解時(shí)釋放能量的兩倍以上。
結(jié)論:ATP是一種高能磷酸化合物(三)ATP的水解過(guò)程
展示ATP的水解反應(yīng)::
ATP-ADP+Pi+能量
1、問(wèn)題:ATP作為高能磷酸化合物,在供能時(shí),如何釋放能量?
答:ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵容易水解,遠(yuǎn)離A的那個(gè)P脫離開(kāi)來(lái),形成游離的Pi,同時(shí),釋放大量的能量。
2、答:ADP、Pi、能量(四)ATP、ADP相互轉(zhuǎn)化1、利用多媒體創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:
水解酶
3、一個(gè)成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg,在緊張活動(dòng)的情況下,ATP的消耗可達(dá)0.5kg/min。而細(xì)胞內(nèi)ATP、ADP的總量?jī)H有2-10mg。人體細(xì)胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP,這意味著每個(gè)ATP分子每天要被重復(fù)利用2000-3000次。
通過(guò)以上資料,你能得到什么信息?
(1)學(xué)生分析資料可知ATP在生物體內(nèi)存在特點(diǎn)是:轉(zhuǎn)化快,含量低,且含量相對(duì)穩(wěn)定。
(2)展示ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
ATP-ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量-ATP
(3)討論ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的條是否是可逆的?
學(xué)生代表回答:酶、能量來(lái)源、場(chǎng)所不同。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上總結(jié)
ADP+Pi+能量-ATP
即物質(zhì)可逆,能量不可逆
注意:酶的種類(lèi)不同,能量的來(lái)源和去向不同,場(chǎng)所不同
強(qiáng)調(diào):ATP中遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵水解釋放能量,為各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量,ADP合成ATP所需的能量有兩個(gè)途徑:(1)動(dòng)物、人、真菌、大多數(shù)細(xì)菌,來(lái)自于呼吸作用;(2)綠色植物來(lái)自于呼吸作用和光合作用。
(五)ATP的利用
創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:在ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過(guò)程中釋放出的能量,到哪里去了呢?請(qǐng)大家舉例說(shuō)明。舉例:
1Ca2+、K+等無(wú)機(jī)鹽的主動(dòng)運(yùn)輸
2生物發(fā)電、發(fā)光
3用于肌肉的收縮
4用于大腦的思考
5用于細(xì)胞中的各種吸能反應(yīng)
講解吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
(六)總結(jié)鞏固
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A—P~P~P2.ATP和ADP相互轉(zhuǎn)換
教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。
(2)寫(xiě)出ATP的分子簡(jiǎn)式。
(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。
2.過(guò)程與方法
(1)通過(guò)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的多媒體動(dòng)畫(huà),認(rèn)識(shí)ATP在細(xì)胞中作為能量流通的原因。
(2)通過(guò)分析,比較在生物體生命活動(dòng)中,ATP如何生成又如何消耗,找出能量代謝的規(guī)律。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛(ài)自然和生命的情感教育。
(2)通過(guò)對(duì)課本P90圖5-7進(jìn)行補(bǔ)充和完善,以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語(yǔ)闡述觀點(diǎn)和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度
教學(xué)重難點(diǎn)
1、ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用。
2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課用杜牧的《七夕》和圖片展示發(fā)光的螢火蟲(chóng)并列出討論題:①螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么?②螢火蟲(chóng)發(fā)光螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特別的發(fā)光物質(zhì)嗎?
【情境資料】螢火蟲(chóng)發(fā)光器位于腹部后端的下方,該處含有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞,細(xì)胞里含有熒光素和熒光素酶,熒光素接受能量后被激活,在熒光素酶作用下,催化激活的熒光素和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。引導(dǎo)學(xué)生思考討論,導(dǎo)入新課。
【講授】細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
學(xué)生閱讀課本P88相關(guān)內(nèi)容后,教師講解:
(1)展示ATP結(jié)構(gòu)式圖片,向?qū)W生介紹腺嘌呤、核糖(兩者結(jié)合而成腺苷)、磷酸。
(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名稱的縮寫(xiě)。ATP分子的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)寫(xiě)成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),T代表三,~代表一種特殊的化學(xué)鍵,叫做高能磷酸鍵,ATP分子中大量的能量就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。ATP水解時(shí)高能磷酸鍵可以水解放出大量的能量,達(dá)到30.54kJ/mol。所以說(shuō),ATP是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。
問(wèn):1.ATP作為高能磷酸化合物,在供能時(shí),如何釋放能量?
2.ATP供能過(guò)程中,可形成哪些產(chǎn)物?
2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化
(1)學(xué)生閱讀課本P88~P89頁(yè)相關(guān)內(nèi)容,回答問(wèn)題
(2)教師講解:ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下,ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解脫離開(kāi)來(lái),形成游離的Pi(磷酸),同時(shí),儲(chǔ)存在這個(gè)高能磷酸鍵中的能量釋放出來(lái),ATP就轉(zhuǎn)化成ADP(二磷酸腺苷的英文名稱的縮寫(xiě))。請(qǐng)學(xué)生黑板寫(xiě)出ATP水解反應(yīng)的反應(yīng)式。
資料1、一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量,供運(yùn)動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜的狀態(tài)下,24h內(nèi)竟有40kg的ATP被水解。
問(wèn):ATP在細(xì)胞內(nèi)大量存在?
2、人體在安靜狀態(tài)時(shí),肌肉內(nèi)ATP含量約2mg—10mg,只能供肌肉收縮1~2s所需的能量。
問(wèn):ATP是怎樣來(lái)解決這一矛盾的?
問(wèn):人體細(xì)胞中ATP有什么特點(diǎn)?
利用情境引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)ATP在細(xì)胞中含量低,但是需要不斷生成更多的ATP才能滿足生命活動(dòng)需要。
問(wèn):安靜狀態(tài)一天消耗40千克,運(yùn)動(dòng)呢?(計(jì)算720)說(shuō)明?(安靜狀態(tài)ATP轉(zhuǎn)化快而運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化慢)但不管怎樣肌肉細(xì)胞中ATP含量始終保持在一個(gè)范圍,說(shuō)明?ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡的。
那么,細(xì)胞是如何生成ATP的?需要哪些條件呢?(請(qǐng)學(xué)生寫(xiě)出合成反應(yīng)式)
教師歸納,生物體利用細(xì)胞中的磷酸和ADP,在ATP合成酶的作用下重新生成高能磷酸鍵,生成新的ATP,在這個(gè)過(guò)程中儲(chǔ)存能量。細(xì)胞中的糖類(lèi)等有機(jī)物在分解過(guò)程中釋放“穩(wěn)定能量”,其中一部分可用來(lái)合成ATP,這樣就轉(zhuǎn)化為可“靈活利用”的能量。生成ATP的能量,主要來(lái)自兩個(gè)方面,一方面來(lái)自呼吸作用(真菌、動(dòng)物和人),另一方面來(lái)自呼吸作用和光合作用(綠色植物)。
思考:ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)程是可逆反應(yīng)嗎?(可逆反應(yīng)的特點(diǎn):正逆反應(yīng)都在同一條件下進(jìn)行。)
從反應(yīng)條件看:ATP的分解是一種水解反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶;ATP的合成是一種合成反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶,酶具有專(zhuān)一性,因此反應(yīng)條件不同。
從合成與分解場(chǎng)所看:ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體;ATP分解的場(chǎng)所相對(duì)較多。因此合成與分解的場(chǎng)所不同。
從能量來(lái)源看:ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能,用于生命活動(dòng);合成ATP的能量來(lái)自生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能和太陽(yáng)光能。因此能量來(lái)源不同(能量不可逆,而物質(zhì)可逆)
當(dāng)反應(yīng)自下而上進(jìn)行時(shí)所需的能量來(lái)源于?(光合作用和呼吸作用),呼吸作用的過(guò)程中生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,釋放出能量,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。光合作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能,所以說(shuō)放能反應(yīng)總是和ATP的合成相聯(lián)系。當(dāng)反應(yīng)自上而下進(jìn)行時(shí)釋放的能量來(lái)源于ATP遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵,那釋放的能量有哪些用途?接下來(lái)我們學(xué)習(xí)第三部分內(nèi)容ATP的利用。
通過(guò)學(xué)生讀圖(圖5-7,ATP的利用舉例),小組合作概括ATP的利用途徑:在ATP水解釋放出的能量可以用于多種生命活動(dòng),如下:
主動(dòng)運(yùn)輸(滲透能)
生物發(fā)電(電鰻放電)
肌肉細(xì)胞收縮(機(jī)械能)
螢火蟲(chóng)發(fā)光(光能)
葡萄糖和果糖合成蔗糖這一化學(xué)反應(yīng)是吸能反應(yīng)
教師講解:細(xì)胞中的吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。
我們的日常生活每天都需要必要的開(kāi)銷(xiāo),這些消費(fèi)要通過(guò)我們手里的流通貨幣。但是如果我們總是拿出大額面值的支票進(jìn)行交易會(huì)很麻煩,相反如果我們把支票換成100張一元小票,在進(jìn)行交易時(shí)就會(huì)很方便。細(xì)胞利用能量也是如此,在細(xì)胞中的“支票”相當(dāng)于儲(chǔ)存能量的有機(jī)物大分子,ATP分子就是那個(gè)可以在細(xì)胞內(nèi)流通的“小票”。
所以說(shuō)ATP是細(xì)胞的能量通貨。
教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。
(2)寫(xiě)出ATP分子簡(jiǎn)式、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化式。
(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。
2.能力目標(biāo):
(1)通過(guò)對(duì)螢火蟲(chóng)發(fā)光問(wèn)題的探究,初步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)能力;
(2)通過(guò)問(wèn)題討論共同繪出ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖,理解ATP在細(xì)胞中作為能量通貨的原因;
3.情感目標(biāo):
(1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛(ài)自然和生命的情感教育。
(2)通過(guò)閱讀與思考、討論活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語(yǔ)闡述觀點(diǎn)和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。
(3)通過(guò)分析ATP、ADP的動(dòng)態(tài)平衡,樹(shù)立辯證唯物主義的自然觀、生態(tài)觀。
教學(xué)重難點(diǎn)
(1)重點(diǎn):ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
(2)難點(diǎn):ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化;ATP在能量代謝中的作用
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】細(xì)胞的能量通貨——ATP
1、創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)學(xué)生興趣,導(dǎo)入新課[導(dǎo)入]提問(wèn):屏幕上的昆蟲(chóng)是什么?
相傳,我國(guó)晉朝時(shí)有個(gè)青年叫車(chē)胤,他酷愛(ài)學(xué)習(xí),但由于家貧買(mǎi)不起蠟燭,不能讀書(shū),于是就捉了很多螢火蟲(chóng),裝在薄薄的布袋子里。四五十只螢火蟲(chóng)發(fā)出的光真能抵得上一支點(diǎn)燃的蠟燭呢!他就借著螢火蟲(chóng)的光刻苦學(xué)習(xí),后來(lái)成為一位有大學(xué)問(wèn)的人。螢火蟲(chóng)像電燈一樣可以發(fā)出光亮。那么,它發(fā)光原理是什么?
講解螢火蟲(chóng)發(fā)光的原理,指出螢火蟲(chóng)發(fā)光需要消耗能量,復(fù)習(xí)主要的能源物質(zhì),重要的儲(chǔ)能物質(zhì),提出問(wèn)題這些物質(zhì)能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接供能嗎?
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)PPT
(1)利用多媒體播放幻燈片,展示“螢火蟲(chóng)發(fā)光器實(shí)驗(yàn)”過(guò)程
(2)問(wèn)題:能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接提供能量的物質(zhì)是什么?是葡萄糖還是ATP?
(3)結(jié)論:ATP是生物體生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
(4)比喻:在細(xì)胞中糖類(lèi)、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量,但不能被直接利用,可以比喻為存折,生活中存折不能直接流通,ATP分子能被直接利用可以比喻為貨幣,生活中貨幣可以直接流通,這樣使學(xué)生更容易理解標(biāo)題,并能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
ATP能直接供能與它的結(jié)構(gòu)密切相關(guān),那么ATP分子的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)呢?
(二)、ATP分子的結(jié)構(gòu):
1學(xué)生按小組討論以下問(wèn)題:
(1)ATP的中文名稱?
答:三磷酸腺苷
(2)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為?
答:A—P~P~P
(3)ATP簡(jiǎn)式中A、P、“—”與“~”分別代表什么?
答:A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán)“—”代表普通化學(xué)鍵,“~”代表高能磷酸鍵2展示資料:一般將水解時(shí),能夠釋放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物.ATP在水解時(shí)釋放的能量是30.54kJ/mol,ATP的水解釋放的能量是一般磷酸鍵水解時(shí)釋放能量的兩倍以上。
結(jié)論:ATP是一種高能磷酸化合物(三)ATP的水解過(guò)程
展示ATP的水解反應(yīng)::
ATP-ADP+Pi+能量
1、問(wèn)題:ATP作為高能磷酸化合物,在供能時(shí),如何釋放能量?
答:ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵容易水解,遠(yuǎn)離A的那個(gè)P脫離開(kāi)來(lái),形成游離的Pi,同時(shí),釋放大量的能量。
2、答:ADP、Pi、能量(四)ATP、ADP相互轉(zhuǎn)化1、利用多媒體創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:
水解酶
3、一個(gè)成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg,在緊張活動(dòng)的情況下,ATP的消耗可達(dá)0.5kg/min。而細(xì)胞內(nèi)ATP、ADP的總量?jī)H有2-10mg。人體細(xì)胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP,這意味著每個(gè)ATP分子每天要被重復(fù)利用2000-3000次。
通過(guò)以上資料,你能得到什么信息?
(1)學(xué)生分析資料可知ATP在生物體內(nèi)存在特點(diǎn)是:轉(zhuǎn)化快,含量低,且含量相對(duì)穩(wěn)定。
(2)展示ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
ATP-ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量-ATP
(3)討論ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的條是否是可逆的?
學(xué)生代表回答:酶、能量來(lái)源、場(chǎng)所不同。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上總結(jié)
ADP+Pi+能量-ATP
即物質(zhì)可逆,能量不可逆
注意:酶的種類(lèi)不同,能量的來(lái)源和去向不同,場(chǎng)所不同
強(qiáng)調(diào):ATP中遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵水解釋放能量,為各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量,ADP合成ATP所需的能量有兩個(gè)途徑:(1)動(dòng)物、人、真菌、大多數(shù)細(xì)菌,來(lái)自于呼吸作用;(2)綠色植物來(lái)自于呼吸作用和光合作用。
(五)ATP的利用
創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:在ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過(guò)程中釋放出的能量,到哪里去了呢?請(qǐng)大家舉例說(shuō)明。舉例:
1Ca2+、K+等無(wú)機(jī)鹽的主動(dòng)運(yùn)輸
2生物發(fā)電、發(fā)光
3用于肌肉的收縮
4用于大腦的思考
5用于細(xì)胞中的各種吸能反應(yīng)
講解吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
(六)總結(jié)鞏固
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A—P~P~P2.ATP和ADP相互轉(zhuǎn)換
教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。
(2)寫(xiě)出ATP的分子簡(jiǎn)式。
(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。
2.過(guò)程與方法
(1)通過(guò)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的多媒體動(dòng)畫(huà),認(rèn)識(shí)ATP在細(xì)胞中作為能量流通的原因。
(2)通過(guò)分析,比較在生物體生命活動(dòng)中,ATP如何生成又如何消耗,找出能量代謝的規(guī)律。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛(ài)自然和生命的情感教育。
(2)通過(guò)對(duì)課本P90圖5-7進(jìn)行補(bǔ)充和完善,以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語(yǔ)闡述觀點(diǎn)和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度
教學(xué)重難點(diǎn)
1、ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用。
2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課用杜牧的《七夕》和圖片展示發(fā)光的螢火蟲(chóng)并列出討論題:①螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么?②螢火蟲(chóng)發(fā)光螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特別的發(fā)光物質(zhì)嗎?
【情境資料】螢火蟲(chóng)發(fā)光器位于腹部后端的下方,該處含有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞,細(xì)胞里含有熒光素和熒光素酶,熒光素接受能量后被激活,在熒光素酶作用下,催化激活的熒光素和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。引導(dǎo)學(xué)生思考討論,導(dǎo)入新課。
【講授】細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
學(xué)生閱讀課本P88相關(guān)內(nèi)容后,教師講解:
(1)展示ATP結(jié)構(gòu)式圖片,向?qū)W生介紹腺嘌呤、核糖(兩者結(jié)合而成腺苷)、磷酸。
(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名稱的縮寫(xiě)。ATP分子的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)寫(xiě)成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),T代表三,~代表一種特殊的化學(xué)鍵,叫做高能磷酸鍵,ATP分子中大量的能量就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。ATP水解時(shí)高能磷酸鍵可以水解放出大量的能量,達(dá)到30.54kJ/mol。所以說(shuō),ATP是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。
問(wèn):1.ATP作為高能磷酸化合物,在供能時(shí),如何釋放能量?
2.ATP供能過(guò)程中,可形成哪些產(chǎn)物?
2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化
(1)學(xué)生閱讀課本P88~P89頁(yè)相關(guān)內(nèi)容,回答問(wèn)題
(2)教師講解:ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下,ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解脫離開(kāi)來(lái),形成游離的Pi(磷酸),同時(shí),儲(chǔ)存在這個(gè)高能磷酸鍵中的能量釋放出來(lái),ATP就轉(zhuǎn)化成ADP(二磷酸腺苷的英文名稱的縮寫(xiě))。請(qǐng)學(xué)生黑板寫(xiě)出ATP水解反應(yīng)的反應(yīng)式。
資料1、一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量,供運(yùn)動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜的狀態(tài)下,24h內(nèi)竟有40kg的ATP被水解。
問(wèn):ATP在細(xì)胞內(nèi)大量存在?
2、人體在安靜狀態(tài)時(shí),肌肉內(nèi)ATP含量約2mg—10mg,只能供肌肉收縮1~2s所需的能量。
問(wèn):ATP是怎樣來(lái)解決這一矛盾的?
問(wèn):人體細(xì)胞中ATP有什么特點(diǎn)?
利用情境引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)ATP在細(xì)胞中含量低,但是需要不斷生成更多的ATP才能滿足生命活動(dòng)需要。
問(wèn):安靜狀態(tài)一天消耗40千克,運(yùn)動(dòng)呢?(計(jì)算720)說(shuō)明?(安靜狀態(tài)ATP轉(zhuǎn)化快而運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化慢)但不管怎樣肌肉細(xì)胞中ATP含量始終保持在一個(gè)范圍,說(shuō)明?ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡的。
那么,細(xì)胞是如何生成ATP的?需要哪些條件呢?(請(qǐng)學(xué)生寫(xiě)出合成反應(yīng)式)
教師歸納,生物體利用細(xì)胞中的磷酸和ADP,在ATP合成酶的作用下重新生成高能磷酸鍵,生成新的ATP,在這個(gè)過(guò)程中儲(chǔ)存能量。細(xì)胞中的糖類(lèi)等有機(jī)物在分解過(guò)程中釋放“穩(wěn)定能量”,其中一部分可用來(lái)合成ATP,這樣就轉(zhuǎn)化為可“靈活利用”的能量。生成ATP的能量,主要來(lái)自兩個(gè)方面,一方面來(lái)自呼吸作用(真菌、動(dòng)物和人),另一方面來(lái)自呼吸作用和光合作用(綠色植物)。
思考:ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)程是可逆反應(yīng)嗎?(可逆反應(yīng)的特點(diǎn):正逆反應(yīng)都在同一條件下進(jìn)行。)
從反應(yīng)條件看:ATP的分解是一種水解反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶;ATP的合成是一種合成反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶,酶具有專(zhuān)一性,因此反應(yīng)條件不同。
從合成與分解場(chǎng)所看:ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體;ATP分解的場(chǎng)所相對(duì)較多。因此合成與分解的場(chǎng)所不同。
從能量來(lái)源看:ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能,用于生命活動(dòng);合成ATP的能量來(lái)自生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能和太陽(yáng)光能。因此能量來(lái)源不同(能量不可逆,而物質(zhì)可逆)
當(dāng)反應(yīng)自下而上進(jìn)行時(shí)所需的能量來(lái)源于?(光合作用和呼吸作用),呼吸作用的過(guò)程中生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,釋放出能量,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。光合作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能,所以說(shuō)放能反應(yīng)總是和ATP的合成相聯(lián)系。當(dāng)反應(yīng)自上而下進(jìn)行時(shí)釋放的能量來(lái)源于ATP遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵,那釋放的能量有哪些用途?接下來(lái)我們學(xué)習(xí)第三部分內(nèi)容ATP的利用。
通過(guò)學(xué)生讀圖(圖5-7,ATP的利用舉例),小組合作概括ATP的利用途徑:在ATP水解釋放出的能量可以用于多種生命活動(dòng),如下:
主動(dòng)運(yùn)輸(滲透能)
生物發(fā)電(電鰻放電)
肌肉細(xì)胞收縮(機(jī)械能)
螢火蟲(chóng)發(fā)光(光能)
葡萄糖和果糖合成蔗糖這一化學(xué)反應(yīng)是吸能反應(yīng)
教師講解:細(xì)胞中的吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。
我們的日常生活每天都需要必要的開(kāi)銷(xiāo),這些消費(fèi)要通過(guò)我們手里的流通貨幣。但是如果我們總是拿出大額面值的支票進(jìn)行交易會(huì)很麻煩,相反如果我們把支票換成100張一元小票,在進(jìn)行交易時(shí)就會(huì)很方便。細(xì)胞利用能量也是如此,在細(xì)胞中的“支票”相當(dāng)于儲(chǔ)存能量的有機(jī)物大分子,ATP分子就是那個(gè)可以在細(xì)胞內(nèi)流通的“小票”。
所以說(shuō)ATP是細(xì)胞的能量通貨。