能量的通貨---ATP教案

1、第二節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”ATP課型結(jié)構(gòu)：新課教學(xué)一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：1、簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)；2、寫出ATP的分子簡(jiǎn)式；3、解釋ATP在能量代謝中的作用。情感態(tài)度與價(jià)值觀1、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。2、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)態(tài)度和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)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的相互轉(zhuǎn)化。難點(diǎn)：1、ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)；2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。三、教學(xué)手段、方法1、通過卡片拼接加深學(xué)生對(duì)ATP結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)；2、通過ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，認(rèn)識(shí)ATP在細(xì)胞中作為能量流通的

2、原因。3、通過分析，比較在生物體生命活動(dòng)中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代謝的規(guī)律。四、課時(shí)安排：1課時(shí)五、板書設(shè)計(jì)第2節(jié)   細(xì)胞的能量“通貨”ATP一、ATP分子結(jié)構(gòu)1、中文名稱：三磷酸腺苷2、化學(xué)組成：腺嘌呤、核糖、磷酸；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式APPP二、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化 ATP水解酶ATP ADP + Pi + 能量 ADP + Pi + 能量 ATPATP合成酶三、ATP的形成四、ATP的利用六、教學(xué)程序?qū)胄抡n教師：這是宏偉的長(zhǎng)江三峽水利發(fā)電站的全景圖（課件展示），它每天都在為我們的生活提供源源不斷的電能，我們的生活離不開能量。除了我們的生活，生物體生命活動(dòng)的

3、進(jìn)行是否也需要源源不斷地動(dòng)力？讓我們先回顧一下2004年雅典奧運(yùn)會(huì)上最難忘的一刻，請(qǐng)大家看這樣一段視頻。（播放劉翔奧運(yùn)奪冠視頻）教師：真是激動(dòng)人心的時(shí)刻，大家有沒有想過，劉翔如此風(fēng)馳電掣是否需要能量呢？學(xué)生：需要。教師：對(duì)，肌肉的收縮，生物體內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)都需要能量。能量究竟從哪里來呢？學(xué)生：細(xì)胞中的能源物質(zhì)，如：糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲(chǔ)存著大量穩(wěn)定化學(xué)能。教師：這些能量是一種穩(wěn)定的化學(xué)能，它能直接被細(xì)胞利用嗎？我們看這樣一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收縮；向同一條肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就能發(fā)生明顯收縮。說明能夠直接利用的究竟是葡萄糖還是A

4、TP？學(xué)生：ATP。教師：所以細(xì)胞要解決能量的“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和“靈活利用”這一矛盾，必須通過細(xì)胞氧化分解，將儲(chǔ)存在有機(jī)化合物中的穩(wěn)定化學(xué)能釋放出來，轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，這種活躍的化學(xué)能存在ATP中，并可以直接用于生物的各種生命活動(dòng)。那么，ATP到底是什么物質(zhì)，具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)呢？這就是我們本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：細(xì)胞的能量“通貨”ATP。講授新課教師：請(qǐng)大家閱讀課本88頁相關(guān)內(nèi)容，找出ATP的中文名稱，ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，以及ATP的特點(diǎn)。 學(xué)生：ATP叫做三磷酸腺苷。教師：那么ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是怎樣的呢？請(qǐng)一位同學(xué)到黑板上嘗試用卡片擺放，其他同學(xué)在學(xué)習(xí)卡上書寫。學(xué)生：到黑板上擺放。教師：ATP

5、的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為什么這樣寫呢？其中的這些字母分別代表什么？請(qǐng)看ATP的結(jié)構(gòu)式圖（課件展示），從這圖中你們找出ATP中含有哪些成分？ 學(xué)生： ATP是由一分子腺嘌呤，一分子核糖和三個(gè)相連的磷酸基團(tuán)構(gòu)成。教師：ATP的結(jié)構(gòu)中，腺嘌呤與核糖通過化學(xué)鍵相連形成腺苷，我們用A來表示，而磷酸基團(tuán)用P來表示，由于磷酸基團(tuán)有三個(gè)，所以用到了英語“3”的縮寫T，磷酸基團(tuán)之間也通過形成化學(xué)鍵相連，這樣，三個(gè)磷酸的腺苷我們叫它三磷酸腺苷，即ATP。那么，連接它們的化學(xué)鍵是怎樣形成的呢？我請(qǐng)兩位同學(xué)來和我一起做一個(gè)演示： 兩位同學(xué)人手一塊海綿，現(xiàn)在他們把手牽起來，注意這個(gè)過程有什么現(xiàn)象？學(xué)生：有水產(chǎn)生。教師：通過脫水形成

6、化學(xué)鍵的反應(yīng)與前面我們學(xué)過那部分知識(shí)相似？學(xué)生：氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)。教師：對(duì)，在ATP中每形成一個(gè)化學(xué)鍵就脫下一分子水。同學(xué)們有沒有注意到ATP的結(jié)構(gòu)式里的化學(xué)鍵有什么特殊的地方？學(xué)生：連接腺苷與第一個(gè)磷酸基團(tuán)的化學(xué)鍵和連接三個(gè)磷酸基團(tuán)間的化學(xué)鍵不同。教師：腺苷與第一個(gè)磷酸基團(tuán)的短線表示的是一種普通的磷酸鍵，而三個(gè)磷酸基團(tuán)間的波浪線代表的是一種特殊的化學(xué)鍵，高能磷酸鍵。一個(gè)ATP中有兩個(gè)高能磷酸鍵，這種鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54千焦每摩爾，是普通磷酸鍵的兩倍之多，所以ATP分子中的大量能量應(yīng)該儲(chǔ)存在哪里？學(xué)生：高能磷酸鍵中。教師：這是腺嘌呤核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)大家結(jié)合教材88

7、頁的相關(guān)信息，試比較它與ATP的結(jié)構(gòu)式的異同？你能根據(jù)腺嘌呤核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)示意圖畫出ATP的結(jié)構(gòu)示意圖嗎？學(xué)生：化學(xué)成分相同，但ATP中有三個(gè)磷酸基團(tuán)。（到黑板上完成畫圖）教師：由于ATP具有高能磷酸鍵，所以是一種高能磷酸化合物。但它的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易水解，這實(shí)際上是指高能磷酸鍵的水解，斷裂，而ATP有兩個(gè)高能磷酸鍵，是哪個(gè)高能磷酸鍵首先發(fā)生水解呢？ 學(xué)生：遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵不穩(wěn)定 ，很容易斷裂。教師：對(duì)，遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵不穩(wěn)定，最后這個(gè)磷酸基團(tuán)會(huì)脫離下來，形成游離的磷酸，那么還剩下的是ATP的什么部分呢？學(xué)生：剩下部分只含有腺苷和兩個(gè)磷酸基團(tuán)，叫做二磷酸腺苷，即ADP，所

8、以ATP水解產(chǎn)生一分子的ADP，一分子的游離磷酸。教師：此過程會(huì)釋放出大量的能量。這個(gè)反應(yīng)的發(fā)生是需要一種生物催化劑：ATP水解酶。這就是ATP水解，同學(xué)們你們能根據(jù)黑板上的圖寫出ATP的水解反應(yīng)式嗎？學(xué)生：嘗試到黑板上書寫。教師：ATP除了水解釋放能量之外，它還有什么特別之處嗎？先看一段小資料：氰化鉀是阻止人體內(nèi)新的ATP合成的毒藥，人中毒后在36分鐘內(nèi)就會(huì)死亡。但一個(gè)成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動(dòng)的情況下，ATP的消耗可達(dá)0.5kg/min。人體中ATP的總量只有大約0.1摩爾(三秒內(nèi)可用光)。人體細(xì)胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP，這意味著每個(gè)AT

9、P分子每天要被重復(fù)利用2000-3000次。ATP不能被儲(chǔ)存，因?yàn)锳TP的合成后必須在短時(shí)間(約一分鐘)內(nèi)被消耗.大家可以小組討論，從這則資料中，你能得出生物體內(nèi)的ATP有什么特點(diǎn)？學(xué)生：含量低，消耗大，不能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。教師：可以說沒有ATP源源不斷地供應(yīng)，細(xì)胞的生命活動(dòng)將不能繼續(xù)進(jìn)行。如果提供磷酸和能量，ADP可不可以重新形成ATP呢？學(xué)生：ADP可以在酶的催化作用下接受能量，同時(shí)與一個(gè)游離的磷酸結(jié)合，重新形成ATP。教師：請(qǐng)問此時(shí)催化這一反應(yīng)的酶還是ATP水解酶嗎？ 學(xué)生：不是。教師：對(duì)，此時(shí)是ATP合成酶起作用。誰能嘗試書寫反應(yīng)式？學(xué)生：書寫。 教師：現(xiàn)在，大家可以解決這個(gè)問題了：ATP

10、在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，而細(xì)胞時(shí)時(shí)刻刻都需要ATP來提供能量，但是細(xì)胞內(nèi)并不會(huì)出現(xiàn)缺乏ATP的情況 。細(xì)胞內(nèi)的ATP含量總是能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，這說明什么問題呢？ 學(xué)生：生物體內(nèi)ATP和ADP轉(zhuǎn)化的速度是非?？斓慕處煟哼@一轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地進(jìn)行，使細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP的含量處于動(dòng)態(tài)平衡中,總保持一種穩(wěn)定的供能環(huán)境。（播放課件）有的同學(xué)說這一轉(zhuǎn)化過程屬于可逆反應(yīng)，這種說法對(duì)嗎？學(xué)生：不對(duì)，反應(yīng)的條件不同，能量不可逆。教師：ADP轉(zhuǎn)化為ATP需要的能量又來自哪里呢？請(qǐng)大家閱讀課本P89相關(guān)內(nèi)容后，分組討論。 學(xué)生：對(duì)于綠色植物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需的能量來自于呼吸作用和光合作用；對(duì)于人、高等動(dòng)

11、物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需的能量來自于呼吸作用。 教師：實(shí)際上人和高等動(dòng)物中，這一轉(zhuǎn)化的能量還可以來自磷酸肌酸（另一種高能磷酸化合物）的轉(zhuǎn)移。知道了形成ATP的能量來源，那ATP水解釋放出的能量，到哪里去了呢？請(qǐng)同學(xué)們思考，生物體的哪些生命活動(dòng)需要能量？你能舉幾個(gè)例子嗎？參看課本90頁圖5-7ATP的利用舉例。學(xué)生：運(yùn)輸物質(zhì)；肌肉收縮；合成物質(zhì)；生物發(fā)電；神經(jīng)活動(dòng)；維持體溫以及其中涉及的能量變化。教師：你還能舉出其它例子嗎？（展示課件：螢火蟲）學(xué)生：討論相關(guān)問題。 教師：所以，ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。在我們標(biāo)題我還把ATP稱作細(xì)胞的能量“通貨”，這又是為什么呢？生活中我們都有這樣的經(jīng)歷：去買一些商品時(shí)，如果給售貨員遞去一張存折，可能人家沒辦法找零錢，也就是說存折不能直接利用，但如果換成一張張一元小票就方便多了。細(xì)胞中的能量也是如此，同樣是能量，你能說出什么能量相當(dāng)于 “存折”，什么相當(dāng)于 “小票”嗎？學(xué)生：有機(jī)物儲(chǔ)存的能量相當(dāng)于存折，ATP分子就是那個(gè)可以在細(xì)胞內(nèi)流通的能量“小票”。 教師：說到能量，細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)既有吸收能量的，也有釋放能量的，那么吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與ATP的合成水解有什么聯(lián)系嗎？學(xué)生：吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。課堂小結(jié)： 能量就這