高一生物必修一《细胞的能量“通货”──ATP》教案

高一生物必修一《细胞的能量“通货”──ATP》教案

教案【一】

教学准备

教学目标

1.知识目标:

(1)简述ATP的化学组成和特点。

(2)写出ATP分子简式、ATP与ADP的相互转化式。

(3)解释ATP在能量代谢中的作用。

2.能力目标:

(1)通过对萤火虫发光问题的探究,初步培养学生的实验分析与设计能力;

(2)通过问题讨论共同绘出ATP与ADP相互转化示意图,理解ATP在细胞中作为能量通货的原因;

3.情感目标:

(1)激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育。

(2)通过阅读与思考、讨论活动培养学生主动参与的学习态度,培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度。

(3)通过分析ATP、ADP的动态平衡,树立辩证唯物主义的自然观、生态观。

教学重难点

(1)重点:ATP的化学组成和结构特点;ATP与ADP的相互转化

(2)难点:ATP与ADP的相互转化;ATP在能量代谢中的作用

教学过程

【导入】细胞的能量通货——ATP

1、创设情境、激发学生兴趣,导入新课[导入]提问:屏幕上的昆虫是什么?

相传,我国晋朝时有个青年叫车胤,他酷爱学习,但由于家贫买不起蜡烛,不能读书,于是就捉了很多萤火虫,装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢!他就借着萤火虫的光刻苦学习,后来成为一位有大学问的人。萤火虫像电灯一样可以发出光亮。那么,它发光原理是什么?

讲解萤火虫发光的原理,指出萤火虫发光需要消耗能量,复习主要的能源物质,重要的储能物质,提出问题这些物质能为萤火虫发光直接供能吗?

2、实验设计PPT

(1)利用多媒体播放幻灯片,展示“萤火虫发光器实验”过程

(2)问题:能为萤火虫发光直接提供能量的物质是什么?是葡萄糖还是ATP?

(3)结论:ATP是生物体生命活动的直接能源物质。

(4)比喻:在细胞中糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量,但不能被直接利用,可以比喻为存折,生活中存折不能直接流通,ATP分子能被直接利用可以比喻为货币,生活中货币可以直接流通,这样使学生更容易理解标题,并能激发学习兴趣。

ATP能直接供能与它的结构密切相关,那么ATP分子的结构有什么特点呢?

(二)、ATP分子的结构:

1学生按小组讨论以下问题:

(1)ATP的中文名称?

答:三磷酸腺苷

(2)ATP的结构简式为?

答:A—P~P~P

(3)ATP简式中A、P、“—”与“~”分别代表什么?

答:A代表腺苷,P代表磷酸基团“—”代表普通化学键,“~”代表高能磷酸键2展示资料:一般将水解时,能够释放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物.ATP在水解时释放的能量是30.54kJ/mol,ATP的水解释放的能量是一般磷酸键水解时释放能量的两倍以上。

结论:ATP是一种高能磷酸化合物(三)ATP的水解过程

展示ATP的水解反应::

ATP-ADP+Pi+能量

1、问题:ATP作为高能磷酸化合物,在供能时,如何释放能量?

答:ATP的化学性质不稳定,远离A的那个高能磷酸键容易水解,远离A的那个P脱离开来,形成游离的Pi,同时,释放大量的能量。

2、答:ADP、Pi、能量(四)ATP、ADP相互转化1、利用多媒体创设问题情境:

水解酶

3、一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg,在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5kg/min。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2-10mg。人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP,这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。

通过以上资料,你能得到什么信息?

(1)学生分析资料可知ATP在生物体内存在特点是:转化快,含量低,且含量相对稳定。

(2)展示ATP与ADP的相互转化

ATP-ADP+Pi+能量

ADP+Pi+能量-ATP

(3)讨论ATP与ADP的相互转化的条是否是可逆的?

学生代表回答:酶、能量来源、场所不同。在学生回答的基础上总结

ADP+Pi+能量-ATP

即物质可逆,能量不可逆

注意:酶的种类不同,能量的来源和去向不同,场所不同

强调:ATP中远离A的高能磷酸键水解释放能量,为各项生命活动提供能量,ADP合成ATP 所需的能量有两个途径:(1)动物、人、真菌、大多数细菌,来自于呼吸作用;(2)绿色植物来自于呼吸作用和光合作用。

(五)ATP的利用

创设问题情境:在ATP转化成ADP的过程中释放出的能量,到哪里去了呢?请大家举例说明。举例:

1Ca2+、K+等无机盐的主动运输

2生物发电、发光

3用于肌肉的收缩

4用于大脑的思考

5用于细胞中的各种吸能反应

讲解吸能反应和放能反应。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。

(六)总结巩固

1.ATP的结构简式A—P~P~P

2.ATP和ADP相互转换

教案【二】

教学准备

教学目标

1.知识与技能

(1)简述ATP的化学组成和特点。

(2)写出ATP的分子简式。

(3)解释ATP在能量代谢中的作用。

2.过程与方法

(1)通过ATP与ADP相互转化关系的多媒体动画,认识ATP在细胞中作为能量流通的原因。

(2)通过分析,比较在生物体生命活动中,ATP如何生成又如何消耗,找出能量代谢的规律。

3.情感态度与价值观

(1)激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育。

(2)通过对课本P90图5-7进行补充和完善,以调动学生学习积极性,培养主动参与的学习态度,培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度

教学重难点

1、ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。

2、ATP与ADP的相互转化。

教学过程

【导入】细胞的能量“通货”——ATP

创设情境,导入新课用杜牧的《七夕》和图片展示发光的萤火虫并列出讨论题:①萤火虫发光的生物学意义是什么?②萤火虫发光萤火虫体内有特别的发光物质吗?

【情境资料】萤火虫发光器位于腹部后端的下方,该处含有几千个发光细胞,细胞里含有荧光素和荧光素酶,荧光素接受能量后被激活,在荧光素酶作用下,催化激活的荧光素和氧气发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。引导学生思考讨论,导入新课。

【讲授】细胞的能量“通货”——ATP

1.ATP分子结构特点

学生阅读课本P88相关内容后,教师讲解:

(1)展示ATP结构式图片,向学生介绍腺嘌呤、核糖(两者结合而成腺苷)、磷酸。

(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名称的缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,其中A 代表腺苷,P代表磷酸基团,T代表三,~代表一种特殊的化学键,叫做高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。ATP水解时高能磷酸键可以水解放出大量的能量,达到30.54kJ/mol。所以说,ATP是细胞内的高能磷酸化合物。

问:1.ATP作为高能磷酸化合物,在供能时,如何释放能量?

2.ATP供能过程中,可形成哪些产物?

2.ATP与ADP相互转化

(1)学生阅读课本P88~P89页相关内容,回答问题

(2)教师讲解:ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解脱离开来,形成游离的Pi(磷酸),同时,储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来,ATP就转化成ADP(二磷酸腺苷的英文名称的缩写)。请学生黑板写出ATP水解反应的反应式。

资料1、一个人在剧烈运动状态下,每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量,供运动所需。一个成年人在安静的状态下,24h内竟有40kg的ATP被水解。

问:ATP在细胞内大量存在?

2、人体在安静状态时,肌肉内ATP含量约2mg—10mg,只能供肌肉收缩1~2s所需的能量。

问:ATP是怎样来解决这一矛盾的?

问:人体细胞中ATP有什么特点?

利用情境引导学生发现ATP在细胞中含量低,但是需要不断生成更多的ATP才能满足生命活动需要。

问:安静状态一天消耗40千克,运动呢?(计算720)说明?(安静状态ATP转化快而运动转化