高三生物二輪復(fù)習(xí) 新陳代謝與ATP1教案 人教版

1、新陳代謝和ATP學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解ATP的生理功能和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。了解ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)換。了解ATP的形成方式。學(xué)習(xí)障礙1.理解障礙(1)如何理解ATP是新陳代謝能量的直接來(lái)源？(2)如何理解ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)換及其含義？2.問題解決障礙：ATP和ADP使用徐璐轉(zhuǎn)換的知識(shí)解決能源代謝相關(guān)問題。學(xué)習(xí)戰(zhàn)略1.理解障礙的突破口(1)以“結(jié)構(gòu)和功能統(tǒng)一的觀點(diǎn)”理解ATP是新陳代謝能量的直接來(lái)源。首先，從分子水平來(lái)看，新陳代謝是細(xì)胞內(nèi)所有有序化學(xué)變化的統(tǒng)稱。那么，新陳代謝中的一系列物質(zhì)變化必須伴隨著能量的轉(zhuǎn)換。生命系統(tǒng)必須依賴物質(zhì)和能量，能量的獲取、存儲(chǔ)、釋放、利用、分散伴隨著所有的生命活動(dòng)。從

2、整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)看，能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的過程，總能量來(lái)自光能，通過綠色植物的光合作用，將光能存儲(chǔ)在糖類、脂肪等有機(jī)物中作為化學(xué)能。植物可以細(xì)胞呼吸分解體內(nèi)的有機(jī)物，獲得生命活動(dòng)所需的能量，動(dòng)物可以攝取植物(直接或間接)，獲得富含能量的有機(jī)物，通過動(dòng)物本身的細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物，獲得生命活動(dòng)所需的能量。綠色植物不能直接使用光能進(jìn)行有機(jī)物的合成，光能必須轉(zhuǎn)換為活性化學(xué)能，才能被綠色植物利用。植物和動(dòng)物通過細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物釋放的能量，除了部分熱量導(dǎo)致體溫?fù)p失或保持之外，其他的還需要轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能，才能用于各種生命活動(dòng)。由于生物體內(nèi)新陳代謝功能的需要，植物、動(dòng)物、人都必須有活躍的、隨時(shí)可以儲(chǔ)存或利

3、用的化學(xué)能。也就是說，作為這種活躍的化學(xué)能的載體，必須有物質(zhì)。遠(yuǎn)離ATP(三磷酸腺苷)結(jié)構(gòu)(如下)的高能磷酸鍵容易形成和斷裂，因此形成時(shí)可以存儲(chǔ)牙齒活性化學(xué)能。斷裂時(shí)，活躍的化學(xué)能量可以釋放到生命活動(dòng)的各個(gè)方面。因此，ATP是新陳代謝能量的直接來(lái)源。(2)連接化學(xué)知識(shí)，用“層次分析綜合法”理解ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)換及其意義。1從生化反應(yīng)的角度來(lái)看，ATP可以簡(jiǎn)單地用作腺嘌呤核苷衍生物，含有3個(gè)磷酸基的腺嘌呤核苷酸(ATP的結(jié)構(gòu)為A-P P P)。幾乎所有細(xì)胞都使用ATP作為直接能量，所有不能被酶催化的化學(xué)反應(yīng)，幾乎都由ATP提供能量，這樣就可以化學(xué)反應(yīng)了。在ATP和ADP的轉(zhuǎn)換中，ATP不僅

4、可以存儲(chǔ)能量，還可以用作生命活動(dòng)的直接能源。ATP的第二和第三個(gè)磷酸基之間的高能磷酸結(jié)合對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量捕獲來(lái)說，儲(chǔ)存和釋放都很重要。第三個(gè)磷酸基位于末端，可以快速移動(dòng)，因此ATP轉(zhuǎn)換為ADP，加上第三個(gè)磷酸基，ADP再次成為ATP，在這種變化中能量的變化非常重要。將Pi綁定到ADP以形成ATP需要能量。在牙齒反應(yīng)中捕獲和存儲(chǔ)能量。從ATP中刪除Pi并釋放能量后，ATP變?yōu)锳DP。所有這些變化都需要酶參與，這種過程在活細(xì)胞中永遠(yuǎn)循環(huán)。從代謝的角度分析和理解?？沙兄Z量與ADP之間的相互轉(zhuǎn)換如下：A.在物質(zhì)代謝方面，上述反應(yīng)的物質(zhì)是可逆的。但是，ATP和ADP的轉(zhuǎn)換過程是不可逆的。我們可以從以下方面分

5、析。B.從反應(yīng)條件來(lái)看：ATP的分解是水解反應(yīng)，催化牙齒反應(yīng)的酶是水解酶。ATP的合成是合成反應(yīng)，催化牙齒反應(yīng)的酶是合成酶，酶具有專一性，反應(yīng)條件不同。C.從反應(yīng)地點(diǎn)和時(shí)間來(lái)看，ATP合成地點(diǎn)是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體，ATP合成和分解的地點(diǎn)很多，因此合成和分解的地點(diǎn)不同。顯然上述反應(yīng)不是同時(shí)進(jìn)行的。D.就能源代謝而言，上述反應(yīng)的能量是不可逆轉(zhuǎn)的。ATP水解發(fā)射能量代謝消耗，因?yàn)樗谴鎯?chǔ)在高能磷酸鍵中的化學(xué)能量。牙齒不能再用于合成ATP，合成ATP的能源也不同，因?yàn)橹饕谢瘜W(xué)能和太陽(yáng)光能。摘要ATP和ADP徐璐變化的反應(yīng)過程不是完全可逆的。但是，由于ATP和ADP在活細(xì)胞中無(wú)休止地循環(huán)，所以

6、不能簡(jiǎn)單地利用化學(xué)觀點(diǎn)來(lái)判斷牙齒反應(yīng)是否能逆轉(zhuǎn)。牙齒反應(yīng)可以明確表示特定條件下兩者的循環(huán)過程，因此牙齒過程確保ATP不會(huì)因能源的持續(xù)消耗而耗盡，從而確保生命活動(dòng)的順利進(jìn)行。如上分析所示，ATP是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換和傳遞的重要物質(zhì)。生物的所有生命活動(dòng)都離不開ATP。ATP是一種可以在體內(nèi)直接提供能量的物質(zhì)，是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中繼站”，各種形式的能量轉(zhuǎn)換以ATP為中心。在生物體內(nèi)，由于各種酶用作生物催化劑，因此細(xì)胞中還存在生物膜系統(tǒng)。因此，ATP的能量可以直接轉(zhuǎn)換為各種形式的能量，并用于各種生命活動(dòng)。這種能量形式主要是機(jī)械能，例如肌肉收縮，細(xì)胞分裂中的染色體運(yùn)動(dòng)等。神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電等傳記能量；物質(zhì)合成

7、時(shí)的化學(xué)能，例如能量供應(yīng)；滲透能量、熱能、光能等。細(xì)胞內(nèi)ATP的含量很低，但ATP的含量比較穩(wěn)定。因?yàn)樯矬w內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞都以ATP和ADP變化很快的方式存儲(chǔ)和釋放能量，它總是在不停的動(dòng)態(tài)平衡中，不僅能為生命活動(dòng)不斷提供能量，還能避免能量的浪費(fèi)。這是生命系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)的條件之一。2.問題解決故障的突破口(1)用“系統(tǒng)化”和“具體化法”解決能源代謝問題。第一，建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，要把握能源變化的主線，整理每個(gè)基本知識(shí)點(diǎn)和基本內(nèi)容，有機(jī)地把人類生產(chǎn)實(shí)踐和日常生活學(xué)的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)。構(gòu)建知識(shí)體系。通過掌握知識(shí)的垂直連接來(lái)連接知識(shí)。注意知識(shí)的水平連接，把知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。這樣，知識(shí)就更加系統(tǒng)化和立體化。豐富知識(shí)的內(nèi)

8、涵，擴(kuò)大知識(shí)的外延，對(duì)相關(guān)能源問題進(jìn)行分類，將其合并成一張完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，然后用下面的圖表概括。第二，在解決問題的時(shí)候，將具體的問題分類到知識(shí)系統(tǒng)中，了解當(dāng)前的問題，從問題中找出與現(xiàn)有知識(shí)相同的點(diǎn)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行編號(hào)，使知識(shí)具體化。(大衛(wèi)亞設(shè)，美國(guó)電視電視劇)范例1將ADP切換為需要可承諾量A.pi、酶、腺苷和能源B.pi，能量C.能量、腺苷和酶D.pi、能量和酶解決：用“系統(tǒng)化”和“具體化法”解決。如上圖所示，ATP和ADP徐璐變化的反應(yīng)式與能源代謝(energy statement)有密切關(guān)系，需要熟練掌握。ADP在轉(zhuǎn)換為ATP的過程中需要能量，物質(zhì)上需要磷酸(Pi)牙齒，體內(nèi)各種反應(yīng)需要生物

9、催化3354酶，因此在牙齒轉(zhuǎn)換過程中需要能量、酶和Pi。答案：d評(píng)論：牙齒問題的常見錯(cuò)誤是選擇B。這并沒有考慮到生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)都需要酶，在其他各種反應(yīng)式中也要注意，這是各種反應(yīng)式中最常見的失誤之一。(2)用“直接判斷法”解釋。例2以下哪種生物的生命活動(dòng)需要的不是直接來(lái)自ATP的水解牙齒A.淀粉水解B.細(xì)胞分裂C.細(xì)胞生長(zhǎng)D.細(xì)胞吸收k分析：使用“直接判斷方法”解決。生物體執(zhí)行各種生命活動(dòng)的直接能量物質(zhì)是ATP，生物體各種生命活動(dòng)所需的能量都是ATP的水解，需要消耗能量的生命活動(dòng)通常是細(xì)胞的分裂，細(xì)胞的生長(zhǎng)，光質(zhì)元素的吸收，肌肉的收縮，新物質(zhì)的合成等。淀粉的水解(ATP)只能通過淀粉酶作

10、用完成，不需要消耗ATP。答案：a評(píng)論：生物體內(nèi)各種生命活動(dòng)所需的能量都要依靠ATP轉(zhuǎn)換，所以一般把ATP比作在細(xì)胞內(nèi)流通的“能源貨幣”，就是因?yàn)锳TP的存在，生命活動(dòng)才能及時(shí)獲得能源供應(yīng)，新陳代謝牙齒也能順利進(jìn)行。例3 ATP分子能在細(xì)胞內(nèi)釋放能量，儲(chǔ)存能量，結(jié)構(gòu)上原因是吸收腺苷能量，容易釋放能量。第二個(gè)磷酸根容易與ATP分離和結(jié)合。第三個(gè)磷酸根容易與ATP分離。將ATP轉(zhuǎn)化為ADP的 ADP可以與磷酸根快速結(jié)合?？梢晕漳芰?，形成第三種高能磷酸鍵，將ADP轉(zhuǎn)化為ATPA.B. C. D.分析：使用“直接判斷方法”解決。ATP簡(jiǎn)單的A-P P P P表明，分子包含兩個(gè)高能磷酸鍵，在酶作用下，

11、水解時(shí)遠(yuǎn)離腺苷A的高能磷酸鍵斷裂，形成ADP和磷酸，牙齒鍵在一定條件下容易斷裂和重新形成，保證能量的釋放和儲(chǔ)存。a附近的高能磷酸鍵很容易斷裂，不重新形成，不參與能源代謝。答案：c同步月球練習(xí)1.能直接提供能量給生物的生命活動(dòng)A.分解葡萄糖B.將ADP轉(zhuǎn)換為ATP的過程C.可承諾量的水解D.生物呼吸運(yùn)動(dòng)2.將ATP轉(zhuǎn)換為ADP的反應(yīng)特性如下A.通過ADP實(shí)現(xiàn)磷酸化反應(yīng)和能量存儲(chǔ)B.通過ADP釋放水解反應(yīng)和能量C.通過ATP進(jìn)行磷酸化反應(yīng)和能量存儲(chǔ)D.通過ATP釋放水解反應(yīng)和能量以下對(duì)能源的描述不準(zhǔn)確。A.生物進(jìn)行生命活動(dòng)所需的能量最終是太陽(yáng)能B.生物進(jìn)行生命活動(dòng)所需的能量直接來(lái)自ATPC.植物細(xì)

12、胞的ATP都是直接在細(xì)胞呼吸生產(chǎn)的D.將ADP轉(zhuǎn)換為ATP是能量吸收和磷酸化反應(yīng)過程4.海洋中有巨大神經(jīng)細(xì)胞的軟體動(dòng)物槍烏賊，牙齒神經(jīng)細(xì)胞可以繼續(xù)吸收K，就像紅細(xì)胞一樣?？茖W(xué)家們做過實(shí)驗(yàn)，用有毒物質(zhì)使神經(jīng)細(xì)胞中毒，泵入K的功能消失。注入物質(zhì)后，神經(jīng)細(xì)胞可以恢復(fù)繼續(xù)吸收K的功能，直到牙齒物質(zhì)被消耗。請(qǐng)分析科學(xué)家注入的什么物質(zhì)？_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _參考答案同步月球練習(xí)1.解決：用“直接判斷法”解決。答案：c分析：使用“直接判斷方法”解決。答案：d3.解決：用“系統(tǒng)化和物化(觀眾席)法”解決。答案：c分析：使用“類比分析”解決。從問題中可以看出，有很多信息