必修1 第一節(jié) 細(xì)胞與能量.doc

第三章 細(xì)胞的代謝第一節(jié) 細(xì)胞與能量一、教學(xué)目標(biāo):【知識(shí)目標(biāo)】1舉例說明細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)化。2區(qū)別吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)及其相互聯(lián)系。3闡明atp是細(xì)胞中的能量通貨。【能力目標(biāo)】1通過閱讀培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、表述能力；利用課件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力等。2通過分析atpadp的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)供能的意義，初步訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)際問題的能力。【情感態(tài)度與價(jià)值觀】通過讓學(xué)生認(rèn)識(shí)醫(yī)用atp的注射液和atp片劑，讓學(xué)生在分析自己身體內(nèi)發(fā)生的atpadp循環(huán)及其重要意義過程中，體驗(yàn)到生物學(xué)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的價(jià)值，加強(qiáng)對(duì)身邊的科學(xué)的理解。二、教材分析【教材的地位作用】教材開始就以學(xué)生熟悉的動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，引出在細(xì)胞內(nèi)也存在著能量的轉(zhuǎn)化，并強(qiáng)調(diào)能量只能以一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，既不會(huì)被消滅，也不會(huì)被創(chuàng)造。接著交代清楚什么是吸能反應(yīng)、什么是放能反應(yīng)，為理解atpadp循環(huán)時(shí)的放能和吸能做鋪墊。對(duì)于atp是細(xì)胞中的能量通貨，教材首先介紹atp的分子結(jié)構(gòu)，說明atp是腺嘌呤核苷的衍生物，并用圖解說明它的結(jié)構(gòu)。分子簡(jiǎn)式為appp，其中a代表腺苷，t代表三個(gè)，p代表磷酸基，代表高能磷酸鍵，而且說明在兩個(gè)相鄰磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定，為后面的atp水解作鋪墊。對(duì)于atpadp的循環(huán)，教材中首先介紹了atp水解的過程：atp的第二個(gè)和第三個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵對(duì)于細(xì)胞中能量的捕獲、貯存和釋放都是很重要的。第二個(gè)高能磷酸鍵的末端，能很快地水解斷裂，于是atp轉(zhuǎn)換為adp，能量隨之釋放出來以用于各項(xiàng)生命活動(dòng)；同樣，在提供能量的條件下，也容易加上第三個(gè)磷酸基，使adp又轉(zhuǎn)化為atp。在atp與adp的轉(zhuǎn)化過程中都需要酶的參與，活細(xì)胞內(nèi)這個(gè)過程是永無休止地循環(huán)進(jìn)行的。教材中指明atp是細(xì)胞中普遍使用的能量載體，在細(xì)胞中的含量不多，從而易于引發(fā)學(xué)生討論adpadp循環(huán)的意義，同時(shí)可使學(xué)生加強(qiáng)atp是細(xì)胞中的“能量通貨”的理解?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】1教學(xué)重點(diǎn)：atp的分子結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)、atp的分子簡(jiǎn)式、分析atpadp的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義，能理解atp作為“能量通貨”的含義。2教學(xué)難點(diǎn)：atpadp的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義，理解atp作為“能量通貨”的含義。在教師的引導(dǎo)下，利用多媒體課件，結(jié)合同學(xué)之間的相互討論分析等形式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)atp的水解，atpadp的循環(huán)過程及其重要意義?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】醫(yī)用atp的注射液和atp片劑。atp的結(jié)構(gòu)、atp水解過程、 atpadp循環(huán)課件。三、學(xué)情分析對(duì)于能量可以相互轉(zhuǎn)化，學(xué)生并不陌生，在物理、化學(xué)學(xué)科中早就有所認(rèn)識(shí)，在生活中也所處可見。而對(duì)于細(xì)胞與能量的關(guān)系，在細(xì)胞內(nèi)要發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，學(xué)生是所知不多的。學(xué)生對(duì)于atp的認(rèn)識(shí)幾乎是空白，并且atp是一種存在于細(xì)胞內(nèi)的能量物質(zhì)，看不見摸不著，事先準(zhǔn)備好醫(yī)用atp的注射液和atp片劑，能使學(xué)生對(duì)atp有個(gè)感官上的認(rèn)識(shí)。atp的分子結(jié)構(gòu)、atp的水解、atpadp的循環(huán)等內(nèi)容，只以教材中的插圖還不能使學(xué)生有較深刻的認(rèn)識(shí)，所以可以制作多媒體課件，通過課件的展示既可以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以通過學(xué)生的觀察和分析，突破教學(xué)的難點(diǎn)，達(dá)到較好的教學(xué)效果。四、教學(xué)設(shè)計(jì)【設(shè)計(jì)思路】首先聯(lián)系生活實(shí)際，讓學(xué)生從身邊去發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)存在著能量的轉(zhuǎn)化。不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以迅速的導(dǎo)入新課。能量的轉(zhuǎn)化、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)，內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，所以就發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)作用，以閱讀提問的方式進(jìn)行。atp是細(xì)胞中的能量通貨是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，首先展示事先準(zhǔn)備好的醫(yī)用atp的注射液和atp片劑，讓學(xué)生對(duì)atp有個(gè)感官的認(rèn)識(shí)，然后利用多媒體課件，以談話法進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)atp分子的結(jié)構(gòu)、atp的水解、atpadp的循環(huán)進(jìn)行逐步的學(xué)習(xí)。小結(jié)中設(shè)計(jì)了幾個(gè)問題由學(xué)生做出問答，這些問題的提出，目的是及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解的缺陷，對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行梳理，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到atp在細(xì)胞代謝中的重要地位?！窘虒W(xué)過程】教學(xué)流程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖導(dǎo)入新課新陳代謝是生物的基本特征。新陳代謝中一系列的物質(zhì)變化，必定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。生命系統(tǒng)必須依靠物質(zhì)和能量來維持，能量的獲取、儲(chǔ)存、釋放、利用和散失，伴隨著全部生命活動(dòng)。【提問】你能舉出幾個(gè)生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化(或吸收儲(chǔ)存、或釋放利用)的例子來嗎？【講述】能量是做功的“力量源泉”。那么在生物體內(nèi)，是什么物質(zhì)為生命活動(dòng)供能的呢？討論、回答。聯(lián)系生活，調(diào)動(dòng)思維，激發(fā)興趣。第一節(jié)細(xì)胞與能量一、能量的轉(zhuǎn)化【講述】能量是可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化的。例如書本中所舉例的勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化?！咎釂枴磕氵€能舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)化的嗎？【提問】什么是化學(xué)能？【板書】化學(xué)能：活細(xì)胞中的各種分子具有的勢(shì)能通常被稱作化學(xué)能，是細(xì)胞內(nèi)最主要的能量形式?！咎釂枴磕芰繒?huì)消滅嗎？能創(chuàng)造嗎？【板書】能量的轉(zhuǎn)化1能量在生物體內(nèi)或細(xì)胞中進(jìn)行各種形式的相互轉(zhuǎn)變。2生物體和細(xì)胞是開放系統(tǒng)，生物體要與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換?！咎釂枴吭鯓泳S持一個(gè)系統(tǒng)的有序性？【板書】3細(xì)胞的有序狀態(tài)的維持需要消耗能量。細(xì)胞中的能量是從何而來？能量是如何釋放的呢？閱讀課本44頁能量的轉(zhuǎn)化第一至第四段。討論、回答。閱讀課本44頁第五、六段。培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力。提出問題，引起思考，在原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上構(gòu)建新知識(shí)。二、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)【提問】什么是吸能反應(yīng)？請(qǐng)舉例說明?！景鍟慨a(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物中的勢(shì)能高，即為吸能反應(yīng)。舉例：略?！咎釂枴渴裁词欠拍芊磻?yīng)?請(qǐng)舉例說明?！景鍟慨a(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物中的勢(shì)能低，即為放能反應(yīng)。舉例：略?！局v述】細(xì)胞中有許多吸能反應(yīng)，它們所需的能量來自于細(xì)胞中的放能反應(yīng)。那么細(xì)胞中放能反應(yīng)所產(chǎn)生的能量是怎樣被吸能反應(yīng)利用的呢？?jī)烧咧g的紐帶就是atp?！菊故尽酷t(yī)用atp的注射液和atp片劑。那么什么是atp呢？閱讀課本4.5頁吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。討論、回答。請(qǐng)同學(xué)代表大家觀察atp片劑和atp的注射液實(shí)物，由一位同學(xué)給其他同學(xué)讀出所看到實(shí)物的名稱及治療作用。通過自學(xué)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知、歸納、表述能力。使學(xué)生對(duì)atp建立具體的直觀的認(rèn)識(shí)，并初步了解其生理作用。三、atp是細(xì)胞中的能量通貨atp的結(jié)構(gòu)展示課件：atp的結(jié)構(gòu)。【講述】 atp是腺苷三磷酸的英文縮寫，它是普遍存在于各種活細(xì)胞中的一種高能磷酸化合物。ppp腺嘌呤核糖 磷酸基團(tuán)【板書】1 atp的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： appp式中a代表腺苷，p代表磷酸基團(tuán)，代表一種特殊的化學(xué)鍵，稱為高能磷酸鍵；atp分子中大量的化學(xué)能就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中；兩個(gè)相鄰磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定；atp分子的水解本質(zhì)上就是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?！景鍟?atp的水解反應(yīng)：展示課件：atp的水解。ppp 腺苷三磷酸ppp水解 能腺苷二磷酸（adp）【提問】atp水解時(shí)，是哪個(gè)化學(xué)鍵斷裂？水解后有哪些產(chǎn)物？這是個(gè)吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)過程？釋放的能量被如何利用了呢？【講述】細(xì)胞利用這種能量的方法是將atp水解這一放能反應(yīng)所釋放的能量用于另一吸能反應(yīng)。也就是用于細(xì)胞中的各種生命活動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生分析課本46頁 圖32 atp推動(dòng)細(xì)胞做功?！局v述】細(xì)胞中的atp含量很少，如肌細(xì)胞中的atp只能維持肌肉收縮23鈔鐘左右。不過atp在細(xì)胞中易于再生，在本章第四節(jié)中將學(xué)習(xí)。那么atp是又什么物質(zhì)合成的呢？【板書】3atpadp循環(huán)【提問】atp與adp之間為什么能夠進(jìn)行循環(huán)？（點(diǎn)評(píng)學(xué)生的回答，并進(jìn)行歸納）【講述】atp水解形成adp后，利用細(xì)胞內(nèi)釋放能量的反應(yīng)，如呼吸作用釋放的能量，adp吸收能量又和磷酸結(jié)合轉(zhuǎn)變成atp，而這一過程的進(jìn)行與兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵的特點(diǎn)直接相關(guān)，那個(gè)高能磷酸鍵即容易水解斷裂，又容易重新合成?！景鍟客ㄟ^atp的合成和水解使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程稱為atp-adp循環(huán)。【提問】atpadp循環(huán)的意義是什么？【講述】atp和adp在體內(nèi)總是處于不停地轉(zhuǎn)化中，且處于動(dòng)態(tài)平衡之中，能夠?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)不斷的提供能量。【板書】4atp是細(xì)胞中的“能量通貨”【講述】細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂質(zhì)等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用，atp水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動(dòng)的直接能量來源，呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉(zhuǎn)移給atp，且atp水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。atp是細(xì)胞中普遍適應(yīng)的能量載體，atp在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的，像小額鈔票一樣，便于流通使用，是細(xì)胞能量代謝的“能量通貨”。觀察atp的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)各種符號(hào)的含義。觀看atp水解的動(dòng)畫演示。討論、回答。舉例說明。閱讀課本46頁圖33 atpadp循環(huán)。思考、回答。討論、回答。通過教師的講解使學(xué)生對(duì)atp的認(rèn)識(shí)逐漸清晰。明確atp放能的部位，對(duì)兩個(gè)相鄰磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定形成直觀的認(rèn)識(shí)。及時(shí)聯(lián)系剛學(xué)習(xí)的吸能和放能反應(yīng)，使前后知識(shí)密切聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。用通俗易懂的比喻使學(xué)生理解atp在生命活動(dòng)中的的作用。小結(jié)【講述】通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們知道能量是相互轉(zhuǎn)化的，既不會(huì)消失也不會(huì)憑空創(chuàng)造。在生物體的細(xì)胞內(nèi)也發(fā)生著能量的相互轉(zhuǎn)化吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)?！咎釂枴考?xì)胞中糖類等有機(jī)物分解所釋放的能量是怎樣被吸能反應(yīng)利用的呢？【提問】眾多能源物質(zhì)中，atp這種含量極少的物質(zhì)為什么成為“能量通貨”？學(xué)生回答后整理：atp中連接兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定，水解后形成adp，釋放出的能量供細(xì)胞中的吸能反應(yīng)；而adp吸收其他能源物質(zhì)釋放的能量后又可以迅速轉(zhuǎn)化為atp。強(qiáng)調(diào)：adp合成atp所需的能量不是來自atp的放能反應(yīng)。【提問】當(dāng)產(chǎn)生atp的過程停止時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？【舉例】大家可能知道氰化物可以在非常短的時(shí)間內(nèi)使人死亡，其毒理就是阻擋atp的形成。當(dāng)人體atp合成受阻后，機(jī)體沒有atp，神經(jīng)細(xì)胞和其他細(xì)胞中的細(xì)胞活動(dòng)就不能繼續(xù)，人在36分鐘內(nèi)就會(huì)失去知覺。因此atp對(duì)生命的維持是極其重要的?；卮穑篴dp吸能后和磷酸結(jié)合形成atp。討論、回答。討論、回答。以提問的方式進(jìn)行小結(jié)，及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解的缺陷，對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行梳理，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到atp在細(xì)胞代謝中的重要地位?！痉答仚z測(cè)】1、生物體的細(xì)胞內(nèi)普遍存在一種能量載體，叫做 ，簡(jiǎn)稱atp，它是細(xì)胞中各種生命活動(dòng)所需的 。atp的分子式可簡(jiǎn)寫成 ，atp分子中大量的化學(xué)能儲(chǔ)存在 內(nèi)。2、atp分子中不穩(wěn)定的高能磷酸鍵是 ，伴隨著atp-adp的循環(huán)，存在著 反應(yīng)和 反應(yīng)，atp的這一特點(diǎn)，使它與生物體的新陳代謝有密切的關(guān)系。3、下列物質(zhì)水解后所釋放出的能量可直接用于肌肉收縮的是（ ）。a肝糖元 b肌糖元 c葡萄糖 d三磷酸腺苷4、atp在細(xì)胞內(nèi)的含量及其生成是（ ）。a很多、很快 b很少、很慢 c很多、很慢 d很少、很快參考答案：1、腺苷三磷酸 能量通貨 appp 高能磷酸鍵 2、兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵 放能 吸能 3、d 4、d五、相關(guān)鏈接1腺苷三磷酸(adenosine triphosphate)腺苷三磷酸是腺苷酸(amp)的磷酸衍生物。腺苷酸的末端磷酸基團(tuán)再連結(jié)一個(gè)磷酸基團(tuán)為腺苷二磷酸(adp)，腺苷二磷酸再連結(jié)一個(gè)磷酸基團(tuán)即為腺苷三磷酸(atp)。atp是生物體內(nèi)最重要的高能磷酸化合物，每摩爾atp水解生成adp及磷酸時(shí)可釋放出自由能7.3千卡(約30.5千焦)。線粒體和葉綠體是細(xì)胞制造atp的主要場(chǎng)所。在線粒體內(nèi)atp通過氧化磷酸化作用生成。在葉綠體內(nèi)atp通過光合磷酸化作用生成。從低等的單細(xì)胞生物到高等生物人類，能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用均以atp為中心。atp水解釋放的能量可直接用于做機(jī)械功(細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和收縮)，生物發(fā)光(螢火蟲、螢光細(xì)菌)，生物發(fā)電(電鰻、電鯰)，物質(zhì)的運(yùn)輸(離子或分子由低濃度向高濃度中流動(dòng))，糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的生物合成等。體內(nèi)某些代謝反應(yīng)需要一些其他