2022年高一生物 細(xì)胞的能量“通貨”ATP教案

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1、2022年高一生物 細(xì)胞的能量“通貨”ATP教案 一、內(nèi)容及解析 《細(xì)胞的能量“通貨”—ATP》這一節(jié)包括了ATP分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，ATP的利用三部分內(nèi)容，ATP在細(xì)胞代謝的過(guò)程中具有非常重要的作用。在能量的流動(dòng)過(guò)程中ATP像“貨幣”一樣，是一種隨時(shí)可以利用的化學(xué)能，ATP在細(xì)胞內(nèi)含量少，ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化迅速，保證了細(xì)胞的代謝與生存。 對(duì)于ATP分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)這一部分，不必讓學(xué)生記憶ATP分子的結(jié)構(gòu)式，但是要了解ATP分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用多媒體和形象的圖片讓學(xué)生理解高能磷酸鍵，理解ATP是高能磷酸化合物。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是本節(jié)課的重點(diǎn)

2、也是難點(diǎn)，這部分知識(shí)的理解過(guò)程，利用各種想象的比喻講清楚能量的來(lái)源與去路。ATP的利用這一部分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，加強(qiáng)生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與生活實(shí)際的聯(lián)系，提到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 二、 目標(biāo)及解析 1、教學(xué)目標(biāo) （1）簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn) （2）寫(xiě)出并解釋ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 （3）解釋ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)程以及ATP在能量代謝中的作用 2、解析 ATP作為直接的能源物質(zhì)，與在生活中常見(jiàn)的各種糖類、脂類等能源物質(zhì)相比是陌生的，但它在細(xì)胞中作用又是極為重要的，要理解ATP是細(xì)胞中的“通

3、貨”這一說(shuō)法，要理解與ATP相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)是很關(guān)鍵的，并且要培養(yǎng)學(xué)生能運(yùn)用學(xué)到的生物學(xué)知識(shí)解決某些實(shí)際問(wèn)題的能力。 三、 教學(xué)問(wèn)題診斷 教學(xué)重點(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的互相轉(zhuǎn)化。 教學(xué)難點(diǎn)：（1）ATP是細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”；（2）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。 通過(guò)化學(xué)中可逆反應(yīng)概念的回憶學(xué)習(xí)。對(duì)ATP、ADP之間轉(zhuǎn)化進(jìn)行比較分析，使學(xué)生理解它們相互轉(zhuǎn)化參與催化酶和生理?xiàng)l件不同。 四、 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 教學(xué)流程 創(chuàng)設(shè)情景、導(dǎo)入新課→ATP分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)→ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化→ATP的利用→總結(jié)擴(kuò)展 學(xué)習(xí)目標(biāo)一：ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

4、 教師把臨床ATP注劑發(fā)給同學(xué)們傳看，讓同學(xué)感覺(jué)ATP真實(shí)存在；教師接著講述ATP藥劑在臨床較廣泛應(yīng)用，它可以為病人直接提供生命活動(dòng)能量，增強(qiáng)病人抵抗疾病能力，提高病人康復(fù)能力，由此可以知道ATP是生物體生命活動(dòng)能量的直接來(lái)源。 l.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫(xiě)符號(hào)，它普遍存在于各種活細(xì)胞中。 ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:A-P～P～P 式中A代表腺苷，P代表磷酸基,～代表一種特殊化學(xué)鍵，稱為高能磷酸鍵。 2.ATP是高能磷酸化合物。 高能磷酸化合物是指水解1摩爾該物質(zhì)能釋放20.92千焦以上能量的化合物，而ATP水解時(shí)所釋放能量高達(dá)30.54千焦/摩爾。從上述

5、分子結(jié)構(gòu)可以看出，ATP分子中大量的化學(xué)能儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中，每1摩爾ATP中包含2摩爾高能磷酸鍵和1摩爾普通化學(xué)鍵。ATP水解的本質(zhì)是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解，也就是高能磷酸鍵斷裂后釋放出大量的能量。 問(wèn):從ATP簡(jiǎn)式看出它包含二個(gè)高能磷酸鍵。在ATP水解時(shí)是否兩個(gè)高能磷酸鍵會(huì)同時(shí)斷裂水解(學(xué)生閱讀課文并思考)? 學(xué)習(xí)目標(biāo)二：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 1.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 科學(xué)實(shí)踐證明，ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵，在一定性質(zhì)的酶催化作用下很容易水解斷裂,水解時(shí)伴有能量釋放，該鍵必易于形成，當(dāng)重新形成時(shí)又伴有能量?jī)?chǔ)存。ATP水解時(shí)，分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵斷裂

6、，遠(yuǎn)離A的那個(gè)磷酸基團(tuán)脫離，形成(Pi)，同時(shí)儲(chǔ)存在這個(gè)高能磷酸鍵中的能量釋放出來(lái)。三磷酸腺苷就轉(zhuǎn)化成二磷酸腺苷即為ADP。而在另一種酶的催化下，ADP可以接受能量，同時(shí)結(jié)合一個(gè)磷酸，從而又轉(zhuǎn)化為三磷酸腺苷(ATP)。 此過(guò)程可用下式表示： ADP + Pi + 能量 ==== ATP ATP在活細(xì)胞雖然普遍存在,含量也相對(duì)穩(wěn)定，但ATP在細(xì)胞內(nèi)含量是很少的。因此,就需要ATP與ADP之間相互轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能(合成ATP)、放能(水解ATP)的酶促反應(yīng)順利而迅速地進(jìn)行著，需要它不停頓地進(jìn)行著，為生命活動(dòng)及時(shí)不斷地提供著能量。(請(qǐng)大家閱讀課文小資料)ATP在細(xì)胞內(nèi)形成后不到

7、1分鐘的時(shí)間就要發(fā)生轉(zhuǎn)化。如一個(gè)成年人在靜止?fàn)顟B(tài)下24h內(nèi)竟有40kg的ATP發(fā)生變化，可見(jiàn)，生物體內(nèi)ATP轉(zhuǎn)化總量是很可觀的。 問(wèn):從這段小資料的閱讀有什么啟示? 同學(xué)們回答后，教師歸納補(bǔ)充:資料提供的數(shù)據(jù)證明ATP與ADP轉(zhuǎn)化真實(shí)性,也可以看出之后轉(zhuǎn)化十分迅速,這些數(shù)據(jù)也驗(yàn)證前面我們所學(xué)習(xí)酶催化作用具有高效性，專一性。 2.ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化生理意義 ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少。只有ATP在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化十分迅速，才能使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量總是處在動(dòng)態(tài)平衡之中，這對(duì)于生物體內(nèi)部穩(wěn)定的供能環(huán)境及其重要。ATP水解釋放能量，是生物體維持細(xì)胞分裂，根吸收礦質(zhì)元素，肌肉收縮，腺體分泌，神

8、經(jīng)傳導(dǎo)等生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源。 問(wèn):ATP在細(xì)胞內(nèi)可以再形成?不同生物ATP形成途徑是否完全相同? 指導(dǎo)學(xué)生閱讀有關(guān)課文并思考 學(xué)習(xí)目標(biāo)三：ATP的形成途徑 人和動(dòng)物體細(xì)胞中ATP形成: 動(dòng)物和人體內(nèi)細(xì)胞中ATP合成所需能量只能來(lái)自細(xì)胞內(nèi)呼吸作用分解有機(jī)物所釋放出來(lái)的能量。對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，ADP轉(zhuǎn)化成ATP能量有兩個(gè)來(lái)源： (1)來(lái)自綠色植物細(xì)胞呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量。 (2)除上述外，還可以來(lái)自綠色植物光合作用。 ATP形成可以用下式來(lái)表達(dá): ADP + Pi + 能量 → ATP 教師引導(dǎo)學(xué)生回憶以前有關(guān)知識(shí)如光合

9、作用、呼吸作用(初中)，歸納本節(jié)所學(xué)生物知識(shí)。在ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，不斷進(jìn)行著能量變化即有能量釋放和能量的儲(chǔ)存。由于ATP分子中有兩個(gè)高能磷酸鍵，能儲(chǔ)存大量能量，同時(shí)在酶的催化下高能磷酸鍵易斷裂又能釋放能量，所以生物體新陳代謝所需能量是由細(xì)胞里ATP所提供的，ATP被形象比喻成細(xì)胞內(nèi)流動(dòng)著的的“能量貨幣”，ATP是新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是ATP與ADP之間相互轉(zhuǎn)化決不同于化學(xué)課中所學(xué)的可逆反應(yīng)。這可以從可逆反應(yīng)概念去認(rèn)識(shí)它。所謂可逆反應(yīng)是指在相同條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。概念中的相同條件是指反應(yīng)條件相同如催化劑、溫度等條件相同。而A

10、TP與ADP之間轉(zhuǎn)化有以下不同點(diǎn)： (1) 反應(yīng)條件不同，它們所需的酶不同體現(xiàn)了酶催化專一性。(2)從能量代謝角度看，吸收和釋放能量值雖相等，但能量來(lái)源和用途有很大差異。 總結(jié)擴(kuò)展 新陳代謝不僅需要酶催化，而且還需要能量的供應(yīng)。這個(gè)能量并不是指儲(chǔ)存在細(xì)胞里的能源物質(zhì)糖類、脂類等物質(zhì)，而是這些物質(zhì)所儲(chǔ)存的能量在酶催化下氧化分解被釋放出來(lái)后再用以合成ATP。因?yàn)锳TP才是生命活動(dòng)中的“能量貨幣”， ATP才是生命活動(dòng)的直接能源。這一系列化學(xué)過(guò)程均離不開(kāi)酶。 學(xué)案 5.2細(xì)胞的能量“通貨”—ATP 班級(jí) 姓名 制作人：田梅 徐艷芳 黃高

11、 一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．結(jié)構(gòu)：ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__________其中A代表______。 2．功能：細(xì)胞生命活動(dòng)的____________。 3．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程 ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在有關(guān)__________作用下，ATP分子中________的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解斷裂，于是ATP轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______和Pi，儲(chǔ)存在這個(gè)高能磷酸鍵中的能量釋放出來(lái)。 4.在有關(guān)酶的作用下，ADP可以接受______，同時(shí)結(jié)合一個(gè)游離的______重新形成ATP。 ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停的發(fā)生，并且處于________。 ADP轉(zhuǎn)化為ATP時(shí)所需的能量，對(duì)于動(dòng)物、

12、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō)均來(lái)自________，對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，來(lái)自___1．ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì) (1)原因：細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由________直接提供的。 (2)實(shí)例：用于主動(dòng)運(yùn)輸、肌肉收縮、生物發(fā)電和大腦思考等生命活動(dòng)。 5.．ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨” (1)吸能反應(yīng)一般與__________反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。 (2)放能反應(yīng)一般與__________相聯(lián)系，能量?jī)?chǔ)存在ATP中。 _____和______。 二、 問(wèn)題與例題 1.下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是(　　) ①人長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖

13、生成ATP的量與安靜時(shí)相等　②若細(xì)胞內(nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度的穩(wěn)定，細(xì)胞消耗ATP的量增加?、廴嗽诤鋾r(shí)，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加?、苋嗽陴囸I時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 A．①②　　B．②③ C．③④ D．①④ 2.對(duì)“ATP ADP＋Pi＋能量”的敘述中，正確的一項(xiàng)是(　　) A．反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行時(shí)所需的酶都是一樣的 B．反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí)釋放能量，向左進(jìn)行時(shí)貯存能量 C．整個(gè)反應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程 D．植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生這個(gè)反應(yīng)的生理過(guò)程都一樣 三、 配餐作業(yè) （一） 基礎(chǔ)題（A組題

14、） 1．ATP中大量的化學(xué)能儲(chǔ)存在 (　　) A．磷酸基內(nèi) B．腺苷內(nèi) C．高能磷酸鍵內(nèi) D．腺苷和磷酸基相連的化學(xué)鍵內(nèi) 2．在ATP ADP＋Pi＋能量的反應(yīng)式中，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．物質(zhì)和能量都是可逆的，酶相同 B．物質(zhì)和能量都是不可逆的，酶不相同 C．物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同 D．物質(zhì)是不可逆的，能量是不可逆的，酶相同 3．螢火蟲(chóng)尾部發(fā)光，是熒光素接受ATP中的能量后，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成光能所致，這個(gè)化學(xué)能來(lái)自中的哪個(gè)磷酸鍵 (　　) A．①②　　 B

15、．②③ C．① D．③ 4.下列有關(guān)ATP的敘述正確的是…………………………………(　　) A．一分子ATP徹底水解后得到三分子磷酸基團(tuán)、一分子脫氧核糖和一分子腺嘌呤 B．純凈的ATP呈白色粉末狀，能夠溶于水，但制成的藥劑只能注射不能口服 C．細(xì)胞內(nèi)ATP的含量處于動(dòng)態(tài)平衡之中，對(duì)于構(gòu)成生物體內(nèi)部穩(wěn)定的供能環(huán)境具有重要意義 D．葉肉細(xì)胞只能通過(guò)光合作用形成ATP （二） 鞏固題（B組題） 5.下圖表示的是ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化圖，正確的是 (　　) A．A為ADP，B為ATP B

16、．能量1和能量2來(lái)源相同 C．酶1和酶2是同一種酶 D．X1和X2是同一種物質(zhì) 6.下列有關(guān)ATP的敘述正確的是 (　　) A．細(xì)胞中形成ATP必須要有O2 B．葉肉細(xì)胞吸收K＋所消耗的ATP，既可以來(lái)自線粒體，也可以來(lái)自葉綠體 C．進(jìn)入線粒體的物質(zhì)有O2、ADP、葡萄糖等，出來(lái)的物質(zhì)有CO2、ATP等 D．細(xì)胞中蛋白質(zhì)水解為氨基酸不消耗ATP，氨基酸合成蛋白質(zhì)要消耗ATP 7.下列關(guān)于細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述中，正確的是 (　　) A．在有氧條件下，原核細(xì)胞中不能形成ATP B．生命活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中ATP含量高 C．在葉綠體中，ATP的移動(dòng)方向是由基質(zhì)到類囊體 D．細(xì)胞質(zhì)和

17、細(xì)胞核中都有ATP的分布 (三) 提高題（C組題） 8.下圖中，能正確表示動(dòng)物組織內(nèi)ATP的生成量與氧氣供應(yīng)量之間關(guān)系的是 (　　) 9.人的骨骼肌細(xì)胞中ATP的含量只能維持劇烈運(yùn)動(dòng)3 s以內(nèi)的能量供應(yīng)。某運(yùn)動(dòng)員參加短跑比賽過(guò)程中，肌肉細(xì)胞中ATP的相對(duì)含量隨時(shí)間的變化如下圖所示。 請(qǐng)根據(jù)圖回答下面的問(wèn)題： (1)a→b的變化過(guò)程，ATP被水解，釋放的能量用于________。 (2)b→c過(guò)程中，ATP含量增加，說(shuō)明________加強(qiáng)，釋放更多的能量，供ADP合成ATP，補(bǔ)充消耗的ATP。 (3)從整個(gè)曲線看，肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零，說(shuō)明_____________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。