2024-2025學(xué)年新教材高中生物第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第2節(jié)1細(xì)胞的能量“貨幣”ATP2教案新人教版必修1

PAGE5-細(xì)胞的能量“貨幣”ATP1．簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。2．寫出ATP的分子簡式。3．說明ATP在能量代謝中的作用。4.通過示意圖的分析理解ATP的合成與分解。教學(xué)教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】1．ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量中的作用。2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。【教學(xué)難點(diǎn)】ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。一、導(dǎo)入新課相傳，我國晉朝青年車胤由于家境貧寒，買不起燈油，無法在晚上讀書。于是他在草叢中捉了許多的螢火蟲，并且將它們裝在薄薄的布袋子里，借著螢火蟲發(fā)出的光讀書。這就是“囊螢夜讀”的故事。螢火蟲發(fā)光須要細(xì)胞供應(yīng)能量。干脆能源物質(zhì)是什么呢？通過“囊螢夜讀”的故事引導(dǎo)學(xué)生思索螢火蟲發(fā)光的干脆能源物質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)試驗(yàn)。資料：螢火蟲發(fā)光的奇妙在于腹部后端細(xì)胞內(nèi)的特別發(fā)光物質(zhì)——熒光素。熒光素接受能量被激活后，在熒光素酶的催化下發(fā)出熒光。試驗(yàn)?zāi)康模禾骄渴刮灮鹣x發(fā)光的干脆能源物質(zhì)。試驗(yàn)材料：螢火蟲發(fā)光器干燥后研磨成的粉末、試管、蒸餾水；等濃度的葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液等。試驗(yàn)步驟：向A、B、C、D四個(gè)試管中分別加入等量的發(fā)光器粉末和清水，然后向四個(gè)試管中分別注入2mL等濃度的葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸餾水。視察四個(gè)試管的發(fā)光狀況。試驗(yàn)結(jié)果：注射ATP溶液的C試管發(fā)光，其余三個(gè)試管不發(fā)光。試驗(yàn)結(jié)論：螢火蟲發(fā)光的干脆能源物質(zhì)是ATP。葡萄糖等有機(jī)物中的能量是不能干脆被利用的。ATP才是生命活動的干脆能源物質(zhì)。那么，ATP是什么呢？它的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？二、講授新課（一）ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1．中文名稱：腺苷三磷酸2．ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A-P~P~PA代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，“~”代表一種特別的化學(xué)鍵，水解時(shí)釋放出大量能量。拓展：不同物質(zhì)中的“A”不同。分析資料一個(gè)成年人寧靜狀態(tài)下，24h內(nèi)有40kg的ATP水解。猛烈運(yùn)動狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP分說明放能量，供運(yùn)動所需。在正常人體中ATP和ADP的總量很少，且基本保持肯定，大約為2mg～10mg。在人體寧靜狀態(tài)時(shí)，肌肉內(nèi)ATP所含的能量只能供肌肉收縮1～2s。（1）從該資料可看誕生物體內(nèi)ATP有什么特點(diǎn)？（消耗大，含量低，不能長時(shí)間儲存。）（2）ATP會不會出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況？（不會。ATP和ADP可以時(shí)刻不停地發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。）（二）ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)特別的化學(xué)鍵很簡單水解脫離開來，形成游離的Pi（磷酸），同時(shí)，儲存在這個(gè)特別化學(xué)鍵中的能量釋放出來，ATP就轉(zhuǎn)化成ADP。在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時(shí)與一個(gè)游離的Pi結(jié)合，重新形成ATP。ATP和ADP可以快速地相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化是不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡當(dāng)中。引導(dǎo)學(xué)生思索：ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎？（不是，所須要的酶不同）引導(dǎo)學(xué)生比較ATP水解和合成的過程：（三）ATP的利用結(jié)合圖片展示，肌肉收縮、主動運(yùn)輸、大腦思索、生物發(fā)電、生物發(fā)光等都須要利用ATP。ATP水說明放的能量是如何用于上述各種生命活動的呢？以主動運(yùn)輸為例，展示ATP是如何供能的。1．參加Ca2+主動運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。2．在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。3．載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使Ca2+的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外。總結(jié)：吸能反應(yīng)總是與ATP的水解相聯(lián)系，由ATP水解供應(yīng)能量；放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量貯存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。因此，可以形象地把ATP比方成細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”。三、課堂練習(xí)1．下圖表示ATP的結(jié)構(gòu)，其中的五碳糖為核糖。據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是（C）A．圖中A代表的是腺嘌呤B．圖中b、c代表的是特別的化學(xué)鍵C．水解時(shí)b更簡單斷裂D．圖中a是RNA的基本組成單位之一2．ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”，其中儲存著大量的活躍的化學(xué)能。有關(guān)說法正確的是（D）A．ATP的合成總是伴隨著有機(jī)物的氧化分解B．ADP轉(zhuǎn)化為ATP時(shí)，只須要Pi和能量C．全部生物體內(nèi)ADP轉(zhuǎn)化成ATP所須要的能量都來自呼吸作用D．ATP與ADP在活細(xì)胞中無休止地相互轉(zhuǎn)化3．下列生命活動中不須要ATP供應(yīng)能量的是（C）A．葉肉細(xì)胞中合成的糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)B．吞噬細(xì)胞吞噬病原體的過程C．淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖D．細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈4．離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，它在跨膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)離不開ATP的水解。下列敘述正確的是（C）A．離子通過離子泵的跨膜運(yùn)輸屬于幫助擴(kuò)散B．離子