重慶市萬州分水中學高中生物《細胞的能量“通貨”ATP》教學案 新人教版必修2

1、重慶市萬州分水中學高中生物細胞的能量“通貨”ATP教學案 新人教版必修2一教學過程1導(dǎo)入新課：復(fù)習導(dǎo)入：上一章我們學習了物質(zhì)跨摸運輸?shù)姆绞剑镔|(zhì)跨膜運輸有哪些方式？這些方式有什么異同點？物質(zhì)跨膜運輸有三種方式，自由擴散，協(xié)助擴散，主動運輸，其中主動運輸方式需要消耗能量。能量從哪里來？是由誰直接提供的？前面的學習我們知道在生命系統(tǒng)中，主要的能源物質(zhì)：糖類主要的貯能物質(zhì)：脂肪能量是有誰提供的？糖類？脂肪？還是他們都可以提供？現(xiàn)在我們來做一個探究實驗：驗證我們的想法。大家看屏幕我們在AB兩支含發(fā)光器粉末的試管中分別添加等量的葡萄糖和脂肪，最終發(fā)光器粉末沒有發(fā)出熒光。糖類、脂肪等有機物不能直接為細胞的

2、生命活動提供能量。我們在對照組C試管中添加一種白色粉末后，發(fā)光器粉末發(fā)出熒光。添加的白色粉末是什么物質(zhì)？為什么他可以使發(fā)光器粉末發(fā)出熒光？白色粉末是ATP，它是直接能源物質(zhì)，為各項生命活動順利進行直接提供能量。 ATP到底是什么物質(zhì)，為什么它是直接能源物質(zhì)？我們?yōu)槭裁捶Q它為能量通貨？這就是我們這節(jié)課要弄清楚的問題。生物的結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的，我們先來學習ATP的結(jié)構(gòu)：大家閱讀課本P88第二段內(nèi)容，回答下列問題：、 ATP的中文全稱？、 ATP 的元素組成？、 ATP 的結(jié)構(gòu)簡式？A、T、P三個字母的含義？、 為什么ATP 是高能磷酸化合物？2 ATP分子中具有高能磷酸鍵21ATP的中文名；三磷

3、酸腺苷。22ATP的結(jié)構(gòu)簡式：APPP A：腺苷，P：磷酸基，：高能磷酸鍵，普通化學鍵。23 一個高能磷酸鍵含30。54kj/mol的能量，所以ATP是活細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。什么是高能磷酸化合物？一般將水解時，釋放的能量在20。92kj/mol以上的化合物，除ATP外，還有磷酸肌酸（CP）24ATP的結(jié)構(gòu)特點：1. 含有兩個高能磷酸鍵“”2. 遠離A（腺苷）的高能磷酸鍵“”易斷裂且易形成。（斷裂形成ADP）25ATP的生理功能：生物體進行各項生命活動的直接能源物質(zhì)。26ATP與生活的聯(lián)系純凈的ATP是白色粉末狀的，能溶于水，可作為一種藥品，ATP片劑可以口服，ATP注射液可以肌肉注射或

4、靜脈滴注，用于輔助治療肌肉萎縮，腦溢血后遺癥，心機炎等疾病，起到改善患者新陳代謝狀況的作用。3ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化。ATP中遠離A（腺苷）的高能磷酸鍵“”易斷裂且易形成，請同學們閱讀課本P88-89內(nèi)容，回答遠離A（腺苷）的高能磷酸鍵“”斷裂和形成伴隨著什么過程？27ATP的水解過程：高能磷酸鍵斷裂，釋放能量，為生命活動提供能量。APPP-水解酶- APP+Pi+能量能量去路：參與生命活動。能量遠離A的高能磷酸鍵水解。APP：二磷酸腺苷（ADP）28ATP的合成過程：ADP+Pi+ 能量-合成酶- APPP能量植物：呼吸、光合作用。動物：呼吸作用、磷酸肌酸的轉(zhuǎn)化。能量去路：儲存在ATP中

5、的高能磷酸鍵內(nèi)。ATP的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，在有關(guān)酶的催化作用下，ATP中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解脫離開來，形成游離的Pi，同時，儲存在這個高能磷酸鍵內(nèi)的能量釋放出來，ATP就轉(zhuǎn)化成ADP。在有關(guān)酶的作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結(jié)合，重新形成ATP。大家看課本P89的圖。ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化伴隨著能量的釋放和儲存。因此與生物體的新陳代謝密切相關(guān)，二者的循環(huán)過程可以表示為：對于上述反應(yīng)中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化可以從四個方面理解：1） 兩者的反應(yīng)條件不同。ATP的分解是一中水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶，ATP的合成是一種合成反應(yīng)，起催化作用的是合成酶，根據(jù)酶具有

6、專一性的特點，因此，兩者的反應(yīng)條件不同2） 兩者的能量來源不同。ATP水解釋放的能量是儲存于高能磷酸鍵中的化學能，而合成ATP的能量主要有光能和有機物氧化分解釋放出的化學能，在動物和人體內(nèi)還可以來自于其他的高能化合物如磷酸肌酸。3） 兩者的轉(zhuǎn)化場所不同。ATP的合成場所主要是在細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，而ATP分解的場所則在生物體各處。4） 兩者的功能不同。ATP是生物體內(nèi)生命活動的直接能源物質(zhì)，它水解時釋放的能量可以供各種生命活動所需而ATP的合成伴隨著能量的儲存，該反應(yīng)實際上是生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)移過程。總之，ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化并不是一個簡單的可逆反應(yīng)，兩者轉(zhuǎn)化的方向即取決于相應(yīng)的酶的

7、存在，又取決于細胞內(nèi)能量供求關(guān)系，正是由于兩者的不斷循環(huán)，才保證了生命活動的順利進行。資料分析:1.經(jīng)測定,正常人體細胞中ATP和ADP的總量僅為210mmol/L。 2.成年人, 靜止狀態(tài)下, 24小時內(nèi)有40KG的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化,一個人在激烈運動狀態(tài)下, 1分鐘約有0.5KG的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化。從這則材料我們可以看出體內(nèi)存在的ATP的量是很少的，ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化快，且轉(zhuǎn)化處于動態(tài)平衡中。細胞中的ATP的利用比作我們?nèi)粘Ｉ钪械牧阌缅X，它會隨著每天的花銷而減少，因此要維持正常生活必須不斷破開大面值的鈔票給予補充，細胞中的大面值鈔票主要是糖類等有機物，在有機物分解時釋放出的能量能被用來合成

8、ATP，這個過程通過ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)。所以ATP是細胞內(nèi)的能量通貨。3 ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的意義 細胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化在活細胞中永不停息地進行著，這既可以避免一時用不盡的能量白白流失掉，又保證了及時供應(yīng)生命活動所需要的能量。4.ATP的利用（1）教師講解：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，釋放的能量儲存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。（2）學生看課本圖，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖進行補充和完善。教師精講1.細胞內(nèi)儲存能量的物質(zhì)有糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等。細胞內(nèi)消耗能源物質(zhì)

9、的順序是：糖類脂肪蛋白質(zhì)。一般情況下生物體內(nèi)細胞利用的能源物質(zhì)是糖類，而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給ATP，轉(zhuǎn)變成活躍的化學能，才能供給各種生命活動利用，從而解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”的矛盾。2.直接供給生命活動能量的能源物質(zhì)是ATP。在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中，ATP是一種關(guān)鍵物質(zhì)。ATP是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”，它有利于能量的運輸和協(xié)調(diào)供給，如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP，可以轉(zhuǎn)移到細胞膜用于主動運輸，也可以進入細胞核推動DNA的復(fù)制等等，從而解決“產(chǎn)能”和“用能”在空間上的矛盾。3.ATP的結(jié)構(gòu)與物理、化學知識有密切聯(lián)系，ATP中的能量可以轉(zhuǎn)變成機械能（如肌肉收縮