高中生物細(xì)胞的能量“通貨”——ATP教案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”-atp從容說(shuō)課 細(xì)胞的能量“通貨”-atp主要介紹了atp分子的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),atp具有與adp相互轉(zhuǎn)化的特性,以及atp在細(xì)胞生命活動(dòng)中的作用等內(nèi)容。關(guān)于atp與adp的相互轉(zhuǎn)化既是本節(jié)的重點(diǎn)也是難點(diǎn).教師可以繼續(xù)利用前面的比喻,將細(xì)胞中的能量通貨比作我們?nèi)粘Ｉ钪械牧阌缅X，它會(huì)隨著每天的花銷而減少，因此要維持正常生活必須不斷破開(kāi)大面值的鈔票給予補(bǔ)充，細(xì)胞中的大面值鈔票主要是糖類等有機(jī)物.在有機(jī)物分解時(shí)釋放出的能量能被用來(lái)合成atp，這個(gè)過(guò)程通過(guò)atp與adp的相互轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。教師在介紹這部分內(nèi)容時(shí)可以充分利用教材上的圖解,告訴學(xué)生at

2、p水解時(shí)，遠(yuǎn)離腺苷的磷酸鍵斷裂時(shí)釋放出較多的能量，是一種放能的過(guò)程，所以當(dāng)adp與磷酸再次結(jié)合形成atp時(shí)，必然從周圍吸收相同的能量，而且這個(gè)過(guò)程在細(xì)胞中時(shí)刻發(fā)生，這就是為什么atp可以作為一種能量的“小票而在細(xì)胞中流通使用的原因。關(guān)于atp的利用，一是要講清楚吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與atp的分解和合成的關(guān)系，二是要充分利用教材上的圖解,讓學(xué)生在看懂圖解的基礎(chǔ)上，討論atp還有哪些用途,從而對(duì)該圖解進(jìn)行補(bǔ)充和完善。三維目標(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)

3、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57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)重點(diǎn)1。atp化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量中的作用。2。atp與adp的相互轉(zhuǎn)化。教學(xué)難點(diǎn)atp與adp的相互轉(zhuǎn)化。教具準(zhǔn)備 1.教師課件。2。atp結(jié)構(gòu)式掛圖.課時(shí)安排 1課時(shí)教學(xué)過(guò)程課前準(zhǔn)備 思考問(wèn)題:在人類的生產(chǎn)和生活中是怎樣解決能量的“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和

4、“靈活利用這一矛盾的？例如,發(fā)電廠是如何轉(zhuǎn)化能量的？人們是如何從農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成各種生活用品的？情境創(chuàng)設(shè)1。老師提出問(wèn)題，學(xué)生討論(1)螢火蟲(chóng)發(fā)光需要能量嗎？（2）細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲(chǔ)存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，生物的生命活動(dòng)需要能量能直接利用它們嗎?2。教師講解從課文中的唐詩(shī)中我們知道,生物的生命活動(dòng)需要能量。實(shí)際上，細(xì)胞中還有許多化學(xué)反應(yīng)是需要能量的，這些能量是從哪里來(lái)的呢?我們知道，細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲(chǔ)存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，這些能源物質(zhì)的穩(wěn)定性，利于大量地儲(chǔ)存，但它們不能直接為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量，細(xì)胞是怎樣解決“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和“靈活利用”這一矛盾的？細(xì)胞把穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)化成另一

5、種能直接給細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量的有機(jī)物-atp,解決了這一問(wèn)題。atp什么物質(zhì)呢？師生互動(dòng)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)式掛圖，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appp，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30.54 kj/mol.所以說(shuō),atp是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物.2.atp與adp相互轉(zhuǎn)化（1）學(xué)生閱讀課本p88

6、p89頁(yè)相關(guān)內(nèi)容,回答問(wèn)題:atp與adp是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？(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)）。在有關(guān)酶的催化作用下，adp可以接受能量，同時(shí)與一個(gè)游離的pi結(jié)合,重新形成atp(播放多媒體課件:atp與adp相互轉(zhuǎn)化）。資料顯示,正常人每天atp的轉(zhuǎn)變量幾乎接近于體重，但在體內(nèi)存在的atp的量是很少的.atp和adp在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡之中。如下所示：3。atp的形成途徑 （1）學(xué)生

7、閱讀課本p89相關(guān)內(nèi)容后，分組討論:動(dòng)植物atp的形成途徑有哪些？（2）教師講解:對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，adp轉(zhuǎn)化成atp時(shí)所需的能量來(lái)自于呼吸作用和光合作用;對(duì)于人、高等動(dòng)物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō)，adp轉(zhuǎn)化成atp時(shí)所需的能量除來(lái)自于呼吸作用外，人和高等動(dòng)物還可以來(lái)自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移.4。atp的利用(1）教師講解：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。（2）學(xué)生看課本圖，討論atp還有哪些用途，從而對(duì)該圖進(jìn)行補(bǔ)充和完善.教師精講1.細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)有糖類、脂

8、肪、蛋白質(zhì)等。細(xì)胞內(nèi)消耗能源物質(zhì)的順序是：糖類脂肪蛋白質(zhì)。一般情況下生物體內(nèi)細(xì)胞利用的能源物質(zhì)是糖類,而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給atp，轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，才能供給各種生命活動(dòng)利用，從而解決能量的“穩(wěn)定儲(chǔ)存和“靈活利用”的矛盾。2。直接供給生命活動(dòng)能量的能源物質(zhì)是atp.在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中，atp是一種關(guān)鍵物質(zhì).atp是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”,它有利于能量的運(yùn)輸和協(xié)調(diào)供給，如線粒體呼吸釋放能量合成的atp，可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜用于主動(dòng)運(yùn)輸,也可以進(jìn)入細(xì)胞核推動(dòng)dna的復(fù)制等等,從而解決“產(chǎn)能”和“用能”在空間上的矛盾。3。atp的結(jié)構(gòu)與物理、化學(xué)知識(shí)有密切聯(lián)系，atp中的能

9、量可以轉(zhuǎn)變成機(jī)械能（如肌肉收縮、鞭毛擺動(dòng))、化學(xué)能、電能(如神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)）、滲透能（如主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰浚?、光能等其他形式的能量?.胞內(nèi)供能物質(zhì)有atp和磷酸肌酸,atp普遍存在，但含量不多,當(dāng)atp大量消耗時(shí)，則磷酸肌酸釋放能量供adp和pi合成atp。磷酸肌酸的存在對(duì)atp含量的相對(duì)穩(wěn)定起緩沖作用.評(píng)價(jià)反饋學(xué)生做課本練習(xí)題、教師檢查評(píng)講。課堂小結(jié)課后拓展1。其他高能磷酸化合物在動(dòng)物和人體細(xì)胞（特別是肌細(xì)胞）內(nèi)，除了atp外，其他的高能磷酸化合物還有磷酸肌酸(可用cp代表）。磷酸肌酸的結(jié)構(gòu)式是：當(dāng)動(dòng)物和人體細(xì)胞由于能量的大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的atp含量過(guò)分減少時(shí)，在有關(guān)酶的催化作用下磷酸肌酸中

10、的磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給adp，從而生成atp和肌酸（可用c代表);當(dāng)atp含量比較多時(shí)，在有關(guān)酶的催化作用下，atp可以將磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給肌酸，使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。對(duì)于動(dòng)物和人體細(xì)胞來(lái)說(shuō)，磷酸肌酸只是能量的一種儲(chǔ)存形式，而不能直接被利用。由此可見(jiàn),對(duì)于動(dòng)物和人體細(xì)胞來(lái)說(shuō),磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用之間起著緩沖的作用，從而使細(xì)胞內(nèi)atp的含量能夠保持相對(duì)的穩(wěn)定,atp系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡得以維持。2。螢火蟲(chóng)發(fā)光的原理和意義螢火蟲(chóng)不論雄性的還是雌性的，夏秋的夜晚都會(huì)一閃一閃地發(fā)光。雄蟲(chóng)比雌蟲(chóng)的個(gè)體小一些，但發(fā)出的閃光卻亮一些。螢火蟲(chóng)發(fā)出的閃光，主要是求偶的信號(hào),用來(lái)吸引異性前來(lái)交尾

11、。螢火蟲(chóng)有許多種,如平家螢火蟲(chóng)、姬螢火蟲(chóng)等。不同種類的螢火蟲(chóng)會(huì)發(fā)出各自特定的閃光信號(hào)。雌蟲(chóng)看到飛舞著的同種雄蟲(chóng)發(fā)出的閃光信號(hào)后，就會(huì)以特定的閃光信號(hào)回應(yīng).雄蟲(chóng)的每一組閃光信號(hào)是由幾個(gè)節(jié)奏組成的,每個(gè)節(jié)奏都包括閃光的次數(shù)、閃光的頻率和每次閃光的時(shí)間，這些都是雌蟲(chóng)能夠識(shí)別的。如果雌蟲(chóng)順利地回應(yīng)了閃光信號(hào)，則雄蟲(chóng)就會(huì)前來(lái)交尾,以繁衍后代。有的科學(xué)家準(zhǔn)確分析出某種雄性螢火蟲(chóng)的閃光規(guī)律后，用手電筒模擬這種閃光信號(hào)，竟然發(fā)現(xiàn)同種的雌蟲(chóng)會(huì)迎光而來(lái)。有趣的是，雌蟲(chóng)看到其他種類雄蟲(chóng)的閃光信號(hào)后，有時(shí)竟能發(fā)出該種雌蟲(chóng)的閃光信號(hào)，這種閃光信號(hào)具有欺騙性，能使該種雄蟲(chóng)誤以為可以前去交尾而被雌蟲(chóng)吃掉。雌蟲(chóng)的這一特性,可

12、以使自己獲得豐富的營(yíng)養(yǎng)。這種現(xiàn)象被科學(xué)家戲稱為“死亡擁抱。此外，螢火蟲(chóng)發(fā)出的熒光還具有一定的警戒作用和照明作用。螢火蟲(chóng)的發(fā)光器官位于腹部后端的下方，該處具有發(fā)光細(xì)胞。發(fā)光細(xì)胞的周圍有許多微細(xì)的氣管，發(fā)光細(xì)胞內(nèi)有熒光素和熒光素酶。熒光素接受atp提供的能量后就被激活。在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。順便說(shuō)到，熒光是一種冷光，其發(fā)光效率可高達(dá)98左右，而熱光則發(fā)光效率低得多，如太陽(yáng)的發(fā)光效率只有35左右。板書(shū)設(shè)計(jì) 第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”-atp1.atp分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（）化學(xué)組成:腺嘌呤、核糖、磷酸；(）atp（三磷酸腺苷），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式appp，是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。2.atp與adp相互轉(zhuǎn)化（1）atp和adp在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡之中。如下式所示：adppi能量atp（2）atp和adp能相互轉(zhuǎn)化的原因3.atp的形成途徑（1）綠色植物：能量來(lái)自于