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1、2022年高中生物 第五章第2節(jié) 細(xì)胞的能量教案 新人教版必修1 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識目標(biāo) （1）簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。 （2）寫出ATP的分子簡式。 （3）解釋ATP在能量代謝中的作用。 2、情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。 （2）培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語闡述觀點(diǎn)和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。 二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 1、教學(xué)重點(diǎn) ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用。 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。 2、教學(xué)難點(diǎn) ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中能量來源及去路。 三、教學(xué)過程 導(dǎo)入

2、新課 問題探討中的動(dòng)物---螢火蟲。它的尾部有一個(gè)發(fā)光器，能夠發(fā)光。不論是雌性還是雄性螢火蟲都可以發(fā)光，螢火蟲發(fā)出的閃光，主要是求偶的信號，用來吸引同種異性前來交尾，完成繁衍的任務(wù)。有趣的是，有些雌性螢火蟲可以模仿其他種類的螢火蟲發(fā)光，吸引其他種類的雄蟲來了之后卻不是為了交尾，而是將它吃掉從而滿足自身生長的需要。此外，螢火蟲發(fā)出的光還具有一定的警戒作用和照明作用。而本節(jié)我們主要探討的內(nèi)容是螢火蟲為什么能發(fā)光?螢火蟲的發(fā)光是否需要能量呢？ 教師總結(jié)：（展示課件）螢火蟲尾部的發(fā)光細(xì)胞內(nèi)有特有的發(fā)光物質(zhì)熒光素。熒光素與氧氣在相關(guān)酶與能量的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，從而發(fā)出熒光。那么，為螢火蟲發(fā)光提供能

3、量的物質(zhì)是什么呢？大家回憶下生物體內(nèi)主要的能源物質(zhì)和儲(chǔ)能物質(zhì)是什么？它們能否為熒光素的氧化直接提供能量？ 學(xué)生回答：主要能源物質(zhì)是糖類，儲(chǔ)能物質(zhì)是脂肪。能（不能）提供。 既然大家不是很了解，那我們通過實(shí)驗(yàn)（見課件）來解決這個(gè)問題吧。 思考：1.為什么試驗(yàn)中三支試管分別加入了葡萄糖、脂肪和ATP溶液，還要設(shè)置一組加蒸餾水呢？（遵循實(shí)驗(yàn)對照的原則） 2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果？A,B,C三支試管不出現(xiàn)熒光，D試管出現(xiàn)熒光。這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了什么問題？（A,B,C三支試管內(nèi)熒光素沒有得到發(fā)生氧化反應(yīng)的能量） 3.糖類和脂肪這些能源物質(zhì)中的能量能不能直接用于生物體的生命活動(dòng)？（不能）而ATP中的能量課直接

4、用于生物體的生命活動(dòng)。通過研究人們發(fā)現(xiàn)糖類等能源物質(zhì)中的能量要先轉(zhuǎn)移到ATP中儲(chǔ)存起來，再由ATP供生物體的生命活動(dòng)利用。 由此可見，ATP是生命活動(dòng)中的直接能源物質(zhì)。 推進(jìn)新課： （一）ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu) （請閱讀課文第88頁第二段及旁欄中的相關(guān)信息） 1.ATP是 的英文縮寫符號。 2.ATP的結(jié)構(gòu)簡式是 。 教師講述：展示課件中ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，并講解ATP中的三個(gè)組成部分。其中腺嘌呤和核糖結(jié)合形成腺苷，腺苷在連接三個(gè)磷酸基團(tuán)就構(gòu)成了三磷酸腺苷。所以ATP中三個(gè)字母各代表什么意思也顯而易見（A：腺苷，T：三個(gè)，P：磷酸基團(tuán)）。

5、 3.ATP有 高能磷酸鍵，高能磷酸鍵水解釋放能量為 。 教師講述：ATP的結(jié)構(gòu)簡式可寫成A—P~P~P。這里有三個(gè)化學(xué)鍵，有幾種？（2種）我們看其中相鄰兩個(gè)磷酸分子之間相連的化學(xué)鍵與腺苷和磷酸相連的化學(xué)鍵不同。那兩個(gè)化學(xué)鍵水解時(shí)可釋放能量多達(dá)30.54KJ/mol，稱為高能磷酸鍵。由于ATP含有這種高能磷酸鍵，所以說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。 （展示課件中兩個(gè)小思考題） 1.ATP中含有那些元素？ 2. 20個(gè)腺苷，80個(gè)磷酸基團(tuán)，最多能形成 個(gè)ATP，這些ATP中含有 磷酸基團(tuán)， 個(gè)高能磷酸鍵 。 學(xué)生回答：1.C

6、，H，O，N，P。 2. 20，60，40。 （二）、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 教師講述：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，于是遠(yuǎn)離A的那個(gè)P就脫離下來，形成游離的Pi（磷酸），同時(shí)，釋放出大量的能量，ATP就轉(zhuǎn)化為ADP。 （板書ATP的分解化學(xué)方程式及ADP的化學(xué)結(jié)構(gòu)簡式），根據(jù)化學(xué)式大家說說ADP的中文名稱叫什么？（二磷酸腺苷） 展示課件中例子：一 正常人體中ATP和ADP總量很少，基本保持不變，大約為2～10mg，但一個(gè)成年人靜止?fàn)顟B(tài)下一天將有40kg的ATP發(fā)生水解，ATP的含量很少需要量卻很多，生物體是如何

7、解決這一矛盾的呢？ 學(xué)生回答：細(xì)胞中進(jìn)行ATP的分解同時(shí)也存在ATP合成。 對，由此可見在細(xì)胞中ATP和ADP兩者可以時(shí)刻進(jìn)行著相互轉(zhuǎn)換。 板書ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化并課件展示轉(zhuǎn)化示意圖 我們注意到ATP水解時(shí)可以產(chǎn)生能量與ADP及Pi。那么ATP在合成時(shí)，需要的物質(zhì)ADP和Pi都可以由ATP水解提供，那么其合成時(shí)的能量也是由ATP提供么？（不是） 反應(yīng)式：ADP＋Pi＋能量ATP （物質(zhì)可逆，能量不可逆） 通過ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，我們發(fā)現(xiàn) 伴隨能量的儲(chǔ)存和釋放：ATP儲(chǔ)存并隨時(shí)為生命活動(dòng)直接供能 ATP含量處在動(dòng)態(tài)平衡之中：保證了穩(wěn)定供能 那么ATP又是

8、怎么被合成的呢？ （三）、ATP的主要來源 其實(shí)我們在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解了部分知識，在細(xì)胞內(nèi)被稱之為動(dòng)力車間的是什么結(jié)構(gòu)？為什么這么稱呼？它可以完成什么反應(yīng)，產(chǎn)生什么供細(xì)胞代謝使用？ 學(xué)生回答：線粒體，它是真核細(xì)胞內(nèi)有氧呼吸的主要場所，為細(xì)胞代謝產(chǎn)生能量，所以稱為細(xì)胞內(nèi)的動(dòng)力車間。 教師總結(jié)：由此可見葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行呼吸作用可以產(chǎn)生能量，但在問題探討中我們了解到葡萄糖的能量又不能直接被細(xì)胞利用，那么這些能量會(huì)去哪里呢？ 學(xué)生回答：這些能量用于ATP的合成的反應(yīng)中，將能量儲(chǔ)存在ATP中. 教師講述：對于動(dòng)植物而言，都可以利用呼吸作用產(chǎn)生的能量來合成ATP。那么對于植物而言還有沒有

9、其他的方式呢？植物細(xì)胞中與能量代謝有關(guān)的細(xì)胞器除了線粒體外還有什么？ 學(xué)生回答：葉綠體也可以為植物合成ATP提供能量。 教師總結(jié)：一般而言，動(dòng)物主要利用呼吸作用產(chǎn)生的能量合成ATP；植物可以利用呼吸作用與光合作用兩種方式產(chǎn)生的能量合成ATP。所以ATP合成的場所分別為線粒體、葉綠體及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。那么具體的呼吸作用及光合作用我們以后課程中再詳細(xì)學(xué)習(xí)。 （四）、ATP的利用 細(xì)胞中時(shí)刻進(jìn)行著大量的化學(xué)反應(yīng)，我們根據(jù)化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系可以將反應(yīng)分為兩大類，一類是吸能反應(yīng)，另一類是放能反應(yīng)。 1.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。生物體的絕大多數(shù)生命活動(dòng)都是需要能

10、量的，屬于這類反應(yīng)（展示課件中各種生命現(xiàn)象并講解）。 2.放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲(chǔ)存在ATP中。剛才所說的呼吸作用和光合作用就屬于這一類型。 我們來打個(gè)比喻：我們手頭上有大額存折、100元人民幣和若干張1元小票，當(dāng)我們早上買早點(diǎn)的時(shí)候使用哪個(gè)更方便??？（1元小票）所以ATP就相當(dāng)于體內(nèi)能夠流通的能量貨幣，而葡萄糖相當(dāng)于100元大鈔，淀粉和脂肪這大分子則相當(dāng)于大額存折。伴隨著細(xì)胞中的大量吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)，ATP隨時(shí)被分解與合成。正是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)有這種流通著的“能量貨幣”，生物體內(nèi)的生命活動(dòng)才能及時(shí)地得到能量供應(yīng)，新陳代謝才能順利地進(jìn)行。所以我們形象的把ATP比作細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”。 有關(guān)能源物質(zhì)的回顧與小結(jié)（課件展示并講解） 能 源 物 質(zhì) 最終能源 主要能源 儲(chǔ)備能源 直接能源 太陽能 ?糖類 ?脂肪 ATP 利 用 最終利用 間接利用 間接利用 直接利用 布置作業(yè)：教材90頁習(xí)題