细胞的能量通货ATP教案

细胞的能量“通货”-ATP 教案

一、教材分析

人教版教材《分子与细胞》整个模块贯穿了系统的观点，帮助学生认识细胞是最基本的生命系统层次、细胞系统的物质基础、细胞系统的结构基础、细胞系统与环境的物质交换、细胞系统的能量变化、细胞系统的生命历程。第五章主要介绍有关能量如何输入细胞，能量以什么形式存在以及细胞如何利用这些能量。第一节介绍的是能量代谢所需的生物催化剂－酶，第二节（本节）介绍的是直接能源物质－ATP，第三节和第四节介绍ATP的来源－光合作用和呼吸作用。本节在本模块中具有承上启下的重要作用：学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能；并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义；便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用是分不开的。本节的“问题探讨”选用了杜牧的唐诗《七夕》，然后引导学生思考萤火虫发光能量从何而来，教材这种的编排体现了激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和

二、学情分析

必修1第二章学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了主要能源物质、储能物质、能源物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质作了铺垫，也是在本节课的学习中需要注意区分的几个概念；必修1第三章以及初中时学生也已经接触了有关光合作用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。

三、教学策略?

由于本节的知识较少、较好理解，因此老师多采用指导阅读、动手制作、讲练结合等方式完成本节内容。例如在ATP结构这部分内容中，设计了三个活动：1.学生自学教材，初步了解ATP的化学组成及分子结构活动；2.学生合作试拼ATP分子结构模型，加深对分子结构的理解。3.讨论ATP分子的化学简式及ATP分子的化学特点。在ATP与ADP的相互转化这部分内容中，师生共同讨论ATP与ADP的相互转化过程。在ATP的利用这部分内容，学生举例说出ATP的利用途径。?

四、三维目标

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。

五、教学重点

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

六、教学难点

ATP与ADP的相互转化

七、教学过程

（一）创设情境

讲述囊萤映雪的故事。孙康与车胤那努力刻苦的精神使值得我们学习。同时也告诉了我们：人如果想要成大器，应该从小做起，做一个刻苦的人，做一个拥有坚定不移的决心的人，而不是做一个半途而废、轻易放弃的人。只有刻苦、拥有坚定不移的决心，我们才能成为一个有才干的人！这则故事除了告诉我们要刻苦学习，在这则故事还反映了一个生物学知识——萤火虫可以发光。讨论以下两个问题：1、萤火虫发光的生物学意义是什么？2、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？如果直接采用这两个问题来提问学生，较难实现教材的编写意图。教师采用讲述故事的的方式，请同学在学习到知识的同时，较好地实现激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育的编写意图。然后引导学生提出问题：萤火虫发光的能量从何而来？师生在这个问题的驱动下，开始今天的探究之旅。教师用了一个Flash动画模拟“发光实验”，现用表格介绍实验过程。

忆一忆：问题1：细胞中哪些物质和能量有关？

（糖类——细胞的主要能源物质；脂肪——细胞内良好的储能物质）

问题2：细胞中哪些结构与能量转换有关？

（线粒体；叶绿体）

讨论二：那么糖类、脂肪、蛋白质中的能量能不能直接用于生物体的生命活动呢？

让我们通过实验（见课件）来解决这个问题吧。

思考：1、为什么实验中加的葡萄糖溶液和ATP注射液都是2ml？（遵循对照实验等量的原则）

2、实验的结果ABC试管无荧光，D试管出现荧光。那么这个实验说明了什么问题？

实验结论：糖类等能源物质中的能量能不能直接用于生物体的生命活动？（不能）而ATP中的能量可直接用于生物体的生命活动。教师补充：通过研究人们发现糖类等能源物质中的能量先要转移到ATP中，再由ATP供生命活动利用。由此可见，ATP在生物的生命活动中扮演了重要的角色。引入本节课题。

(二）开展新课

一、ATP的结构（请同学们按板书内容看P88第2段及左栏的相关信息，讨论解决以下问题）

1、ATP的中文名：三磷酸腺苷（图：这是ATP分子的立体结构模式图，下面我们通过ATP分子的平面结构来了解它的组成。）

通过课本信息和已学知识我们能否确定图中ATP的三个组成部分？（回答后）其中腺嘌呤和核糖相结合构成腺苷，再连接三个磷酸基就是三磷酸腺苷。所以ATP的三个字母的意思就显而易见。

2、ATP的结构简式：

3、ATP中A、P、分别代表什么？

A：腺苷

T：三个

P：磷酸基（团）

“”：高能磷酸键

小结：ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。

高能化合物:水解时，释放能量在20.92kJ ／mol 上的化合物。

高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ ／mol ，因此

动动手：假如用 代表腺嘌呤、 代表核糖、 代表磷酸基团，尝试构建ATP 的模型。

练一练：

1、ATP 的结构式可以简写为（ B ）

2、

算一算：

在细胞内，1mol 葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ 的能量。 ATP 水解时，断开1mol 高能磷酸键能放出能量高达30.54KJ

1、计算：1分子葡萄糖所含的能量是1分子ATP 所含的高能磷酸键能量的多少倍？（94倍）

讲述：糖类和脂肪中储存着大量的能量，就像储存在银行里的大额支票，不能直接利用，而ATP 虽然储存的能量不多，但是可以直接利用，就像流通的人民币。

教师总结（板书）：

二、ATP 是细胞的能量“通货”，是新陈代谢所需能量的直接来源。

讨论四：（学生讨论，总结发言）

1、ATP 供能时，释放哪个化学键中的能量？

2、ATP 供能过程中，可形成哪些产物？

播放ATP 水解过程，学生总结ATP 水解过程反应式。

如果一个人不吃不喝，大约至少能活3天，也就是我们体内的自由水可以使人使用3天。那么人体如果没有ATP 的合成，又能活多长的时间呢？

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。

2、肌肉收缩的直接能源物质是ATP 。但在体内存在的ATP 的量是很少的。在人体安静状态时，肌肉内ATP 含量只能供肌肉收缩1～2s 所需的能量。

3.用32P 标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP ，ATP 的总量变化不大，但是大部分ATP 末端 磷酸基团却已经带有放射性标记。

从这则资料中，你能得出生物体内的ATP 有什么特点？（学生总结，教师补充） （特点是：含量低，转化快，不能长时间储存。）

ATP 在细胞内含量很少，但却要不停地消耗，要想保持能量的持续供应，就需要不停地合成ATP

ATP

三、ATP 和ATP

讨论五：ADP 转化成ATP 所需的能量从哪里来？

回顾和能量转换有关的细胞器

: 教师讲述：在线粒体、细胞质基质等场所通过呼吸作用分解糖类等有机物，释放其中的能量，用于生成ATP 。绿色植物还通过叶绿体进行光合作用，吸收光能用于合成ATP 。

小结ATP 与ADP 的相互转化 讨论六：ATP 和ADP 的相互转化是否是可逆反应？

完成课件中表格 共同总结：在ATP 和ADP 的相互转化中，物质可逆，能量和酶均不可逆。 讨论七：哪些生命活动由ATP 直接供能 ((学生讨论，总结发言，教师补充）

A 、A —P —P~P

B 、2.一分子ATP 中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（

C ）。 A 、1，2，2 B

、1，2，1 C 、1，3，2 D 、2，3，1