能量的通貨---ATP教案

1、第二節(jié) 細胞的能量“通貨”ATP課型結(jié)構(gòu)：新課教學一、教學目標知識技能目標：1、簡述ATP的化學組成和特點；2、寫出ATP的分子簡式；3、解釋ATP在能量代謝中的作用。情感態(tài)度與價值觀1、激發(fā)學生的學習興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。2、調(diào)動學生學習積極性,培養(yǎng)主動參與的學習態(tài)度和進行合作學習的態(tài)度。二、教學重點、難點重點：1、ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。難點：1、ATP化學組成的特點；2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。三、教學手段、方法1、通過卡片拼接加深學生對ATP結(jié)構(gòu)的認識；2、通過ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，認識ATP在細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中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代謝的規(guī)律。四、課時安排：1課時五、板書設(shè)計第2節(jié)   細胞的能量“通貨”ATP一、ATP分子結(jié)構(gòu)1、中文名稱：三磷酸腺苷2、化學組成：腺嘌呤、核糖、磷酸；3、結(jié)構(gòu)簡式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、教學程序?qū)胄抡n教師：這是宏偉的長江三峽水利發(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，生物體生命活動的

3、進行是否也需要源源不斷地動力？讓我們先回顧一下2004年雅典奧運會上最難忘的一刻，請大家看這樣一段視頻。（播放劉翔奧運奪冠視頻）教師：真是激動人心的時刻，大家有沒有想過，劉翔如此風馳電掣是否需要能量呢？學生：需要。教師：對，肌肉的收縮，生物體內(nèi)的許多化學反應(yīng)都需要能量。能量究竟從哪里來呢？學生：細胞中的能源物質(zhì)，如：糖類、蛋白質(zhì)等有機物都儲存著大量穩(wěn)定化學能。教師：這些能量是一種穩(wěn)定的化學能，它能直接被細胞利用嗎？我們看這樣一個小實驗，科學研究發(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？學生：ATP。教師：所以細胞要解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”這一矛盾，必須通過細胞氧化分解，將儲存在有機化合物中的穩(wěn)定化學能釋放出來，轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學能，這種活躍的化學能存在ATP中，并可以直接用于生物的各種生命活動。那么，ATP到底是什么物質(zhì)，具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點呢？這就是我們本節(jié)課要學習的內(nèi)容：細胞的能量“通貨”ATP。講授新課教師：請大家閱讀課本88頁相關(guān)內(nèi)容，找出ATP的中文名稱，ATP的結(jié)構(gòu)簡式，以及ATP的特點。 學生：ATP叫做三磷酸腺苷。教師：那么ATP的結(jié)構(gòu)簡式是怎樣的呢？請一位同學到黑板上嘗試用卡片擺放，其他同學在學習卡上書寫。學生：到黑板上擺放。教師：ATP

5、的結(jié)構(gòu)簡式為什么這樣寫呢？其中的這些字母分別代表什么？請看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？ 學生： ATP是由一分子腺嘌呤，一分子核糖和三個相連的磷酸基團構(gòu)成。教師：ATP的結(jié)構(gòu)中，腺嘌呤與核糖通過化學鍵相連形成腺苷，我們用A來表示，而磷酸基團用P來表示，由于磷酸基團有三個，所以用到了英語“3”的縮寫T，磷酸基團之間也通過形成化學鍵相連，這樣，三個磷酸的腺苷我們叫它三磷酸腺苷，即ATP。那么，連接它們的化學鍵是怎樣形成的呢？我請兩位同學來和我一起做一個演示： 兩位同學人手一塊海綿，現(xiàn)在他們把手牽起來，注意這個過程有什么現(xiàn)象？學生：有水產(chǎn)生。教師：通過脫水形成

6、化學鍵的反應(yīng)與前面我們學過那部分知識相似？學生：氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)。教師：對，在ATP中每形成一個化學鍵就脫下一分子水。同學們有沒有注意到ATP的結(jié)構(gòu)式里的化學鍵有什么特殊的地方？學生：連接腺苷與第一個磷酸基團的化學鍵和連接三個磷酸基團間的化學鍵不同。教師：腺苷與第一個磷酸基團的短線表示的是一種普通的磷酸鍵，而三個磷酸基團間的波浪線代表的是一種特殊的化學鍵，高能磷酸鍵。一個ATP中有兩個高能磷酸鍵，這種鍵水解時釋放的能量多達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)該儲存在哪里？學生：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？學生：化學成分相同，但ATP中有三個磷酸基團。（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。但它的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，容易水解，這實際上是指高能磷酸鍵的水解，斷裂，而ATP有兩個高能磷酸鍵，是哪個高能磷酸鍵首先發(fā)生水解呢？ 學生：遠離腺苷的那個高能磷酸鍵不穩(wěn)定 ，很容易斷裂。教師：對，遠離腺苷的那個高能磷酸鍵不穩(wěn)定，最后這個磷酸基團會脫離下來，形成游離的磷酸，那么還剩下的是ATP的什么部分呢？學生：剩下部分只含有腺苷和兩個磷酸基團，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：此過程會釋放出大量的能量。這個反應(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，同學們你們能根據(jù)黑板上的圖寫出ATP的水解反應(yīng)式嗎？學生：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)就會死亡。但一個成人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達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)。人體細胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP，這意味著每個AT

9、P分子每天要被重復利用2000-3000次。ATP不能被儲存，因為ATP的合成后必須在短時間(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？學生：含量低，消耗大，不能長時間儲存。教師：可以說沒有ATP源源不斷地供應(yīng)，細胞的生命活動將不能繼續(xù)進行。如果提供磷酸和能量，ADP可不可以重新形成ATP呢？學生：ADP可以在酶的催化作用下接受能量，同時與一個游離的磷酸結(jié)合，重新形成ATP。教師：請問此時催化這一反應(yīng)的酶還是ATP水解酶嗎？ 學生：不是。教師：對，此時是ATP合成酶起作用。誰能嘗試書寫反應(yīng)式？學生：書寫。 教師：現(xiàn)在，大家可以解決這個問題了：ATP

10、在細胞內(nèi)的含量很少，而細胞時時刻刻都需要ATP來提供能量，但是細胞內(nèi)并不會出現(xiàn)缺乏ATP的情況 。細胞內(nèi)的ATP含量總是能夠保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，這說明什么問題呢？ 學生：生物體內(nèi)ATP和ADP轉(zhuǎn)化的速度是非?？斓慕處煟哼@一轉(zhuǎn)化時刻不停地進行，使細胞內(nèi)ATP和ADP的含量處于動態(tài)平衡中,總保持一種穩(wěn)定的供能環(huán)境。（播放課件）有的同學說這一轉(zhuǎn)化過程屬于可逆反應(yīng)，這種說法對嗎？學生：不對，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？請大家閱讀課本P89相關(guān)內(nèi)容后，分組討論。 學生：對于綠色植物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量來自于呼吸作用和光合作用；對于人、高等動

11、物、真菌和大多數(shù)細菌來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量來自于呼吸作用。 教師：實際上人和高等動物中，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？請同學們思考，生物體的哪些生命活動需要能量？你能舉幾個例子嗎？參看課本90頁圖5-7ATP的利用舉例。學生：運輸物質(zhì)；肌肉收縮；合成物質(zhì)；生物發(fā)電；神經(jīng)活動；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）學生：討論相關(guān)問題。 教師：所以，ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)。在我們標題我還把ATP稱作細胞的能量“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，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。細胞中的能量也是如此，同樣是能量，你能說出什么能量相當于 “存折”，什么相當于 “小票”嗎？學生：有機物儲存的能量相當于存折，ATP分子就是那個可以在細胞內(nèi)流通的能量“小票”。 教師：說到能量，細胞內(nèi)的化學反應(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，釋放的能量儲存在ATP中。課堂小結(jié)： 能量就這