2022年高中生物 第二节细胞的能量 细胞的能量“通货”—ATP教案 新人教版必修1

2022年高中生物 第二节细胞的能量 细胞的能量“通货”ATP教案 新人教版必修1内容摘要 ATP在细胞代谢的过程中具有非常重要的作用。在能量的流动过程中，ATP像“能量货币”一样，是一种随时可以利用的化学能。ATP在生物体内含量少，由于与ADP之间的相互转化迅速，保证了细胞代谢的正常进行。关键词 ATP ADP 转化 利用【教学目标】知识目标1、ATP的生理功能和结构简式。（理解）2、ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。（理解）能力目标通过学生阅读教材和分析教材，培养学生的阅读能力和分析能力。情感、态度、价值观方面让学生在分析自己身体内发生的ATP-ADP循环及其重要意义过程中，体验到生物学原理在生产生活实践中的价值，加强学生对身边科学这一理念的理解。通过分析ATP、ADP的动态平衡，树立辩证唯物主义的自然观，生态观，即总能源来自于光能。【重点落实方案】A、重点1、ATP的生理功能。2、ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。B、落实方案1、安排学生预习，让学生熟悉教材，分析教材。2、从ATP的特性入手，讲述其生理功能，带动ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。3、教学时间上，保证重点的落实。【难点突破策略】A、难点ATP和ADP的相互转化过程中的能量来源和去路。B、突破策略1、利用ATP和ADP的转化式，说明能量的不可逆。2、播放多媒体教学课件：ATP和ADP形成过程的能量流动动画。3、板书总结能量的来源和去路。【教具准备】ATP与ADP相互转化示意图，多媒体课件：ATP形成过程的能量流动动画。【学法指导】本节课中，教师要指导学生自己阅读。阅读时，尽量做到眼到、笔到、心到，笔不离手，遇到关键的字、词要采用不同的符号对其进行勾画。并学习运用已有的知识对新知识进行分析、思考、理解。【课时安排】1课时【教学过程】导课学生朗读杜牧诗句然后再展示ATP的药片和试剂向同学们介绍药片的成分，功能。电脑放映资料。ATP是真实存在的，是可见可触的。纯净的ATP，白色粉末状，能溶于水。在医疗上一般有片剂和注射液两种。片剂可口服，注射液可肌肉注射或静脉滴注。一方面可以辅助治疗心肌萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等，另一方面可提供能量，起到改善患者新陈代谢状况的作用。 这节课让我们一起来认识ATP。（各种生物体中都含有）新课一、ATP的结构简式给学生几分钟时间阅读课本（投映ATP的结构简图）思考下面几个问题。1、ATP的全称是什么？ 2、结构简式中A，P各代表意思？3、一个ATP有几个高能磷酸键？学生回答，同时板书ATP：全名三磷酸腺苷，其分子结构复杂。一分子ATP由一分子腺嘌吟、一分子核糖、三分子磷酸组成。核糖位于腺嘌吟和磷酸之间。由于其分子结构复杂，我们用A代表腺苷，P代表磷酸基，代表特殊的高能磷酸键，将结构式简写成APPP。ATP是各种细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。高能磷酸键中储存有大量的化学能。ATP的水解是指ATP分子中高能磷酸键的水解。水解时释放的能量高达30.54kJ/mol，远远高于高能磷酸化合物水解时释放的20.92 kJ/mol能量。二、ATP与ADP的相互转化1、ATP水解投映ATP水解反应： ATP 水解酶 ADP + Pi + 能量 介绍ADP的名称与ATP的关系。讨论：ATP水解时哪一个高能磷酸键断裂？ 学生回答：远离A的高能磷酸键断裂。讨论：能量释放出来，它的去向是什么？ 学生回答：可以用于肌肉收缩（运动、紧张等）、发光（萤火虫、发光蘑菇等）、放电（电鳗、电鳐等）主动运输、等等。总结：总之ATP水解释放的能量用于各种生命活动投映小资料： 一正常人体中ATP和ADP总量很少，基本保持一定，大约为2mg10mg，但一个成年人静止状态下一天将有40kg的ATP发生水解，ATP的含量很少需要却很多，生物体是如何解决这一矛盾的呢？学生讨论：回答：细胞中进行ATP的分解同时也存在ATP合成探究：通过实验证明细胞内存在着ATP的合成。 小组讨论：分别说出自己的实验方法。2、ATP的合成投映ATP合成反应： ADP + Pi + 能量 合成酶 ATP合成ATP时需要能量的参与，这些能量又来自于哪里呢？请同学们分析P89图56，“ADP转化成ATP时所需能量的主要来源”。引导：对于绿色植物，首先通过光合作用，将光能贮存在ATP中，即得到光能，使ADP形成ATP。对于绿色植物、动物和人，能通过呼吸作用，将有机物中的能量释放出来，供给ADP形成ATP。 动物、人、真菌和大多细菌：呼吸作用能量来源 绿色植物：呼吸作用、光合作用总结：酶酶 ATP ADP + Pi + 能量3、意义：ATP和ADP在生物体内的含量都很少，但他们之间的相互转化非常迅速，正因为ATP不断的水解与合成，保证生命活动正常进行。（学生讨论回答）三、ATP的利用ATP是生物体内直接的能源物质。细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量。除ATP的水解和合成以外，细胞内的其它化学反应有些要吸收能量，有些要释放能量。需要吸收能量的反应叫吸能反应，如：葡萄糖 + 果糖 酶 蔗糖（需要吸收能量），伴随着ATP的水解。要释放能量的反应叫放能反应，如：呼吸作用（放能），伴随着ATP的合成。 因为ATP在吸能反应和放能反应之间循环流通，因此形象地把ATP比喻成细胞内能量流通的“通货”。思考与讨论 学生讨论P90思考与讨论 回答：1、 2、结课 本节课我们共同学习了ATP，知道ATP在细胞代谢的过程中具有非常重要的作用。在整个生态系统中，绿色植物首先将光能转化为贮存在ATP中的活跃的化学能，才能贮存在有机物中。动物直接或间接地以植物为食，获取其中的能量，首先转化为贮存在ATP中的活跃的化学能才能被直接利用，维持自身的生命活动。在能量的流动过程中，ATP像“能量货币”一样，是一种随时可以利用的化学能。ATP在生物体内含量少，由于与ADP之间的相互转化迅速，保证了细胞代谢的正常进行。教学目标巩固生活拓展实验设计：现有蛙的两小块活的肌肉（已不能收缩）、质量浓度为0.65g/dL的氯化钠溶液、质量浓度为0.3g/dL的葡萄糖溶液、ATP针剂、载玻片、坐标纸、吸水纸等材料和用具。请设计一个实验证明ATP的生理功能。 请写出实验步骤、现象，并说明此实验证明了什么？课后自主学习作业：查找有关资料或上网，探讨萤火虫发光的原理、发光的意义及相关知识。【目标检测】一、基础题：三磷酸腺苷的分子简式为 （ ）A. APPP B. APPPC. APPP D. APPP2.绿色植物细胞中，能生成ATP的结构是有 （ ）A.叶绿体 B.线粒体 C.高尔基体 D.核糖体3对人体细胞内关于ATP的描述，正确的是 （ ）A. ATP主要在线粒体中合成B.它含有三个高能磷酸键C.ATP转变为ADP的反应是不可逆的D.细胞内贮有大量的ATP，以供生命活动需要4高等植物体内产生ATP的生理过程有 （ ）A细胞呼吸、渗透作用 B细胞呼吸、蒸腾作用C光合作用、主动运输 D光合作用、细胞呼吸5.下列生命现象中不伴有ATP消耗的是 （ ）A.神经冲动的传导 B.含羞草受到刺激小叶合拢C.葡萄糖在小肠中被吸收 D.根尖生长点细胞有丝分裂二、探究题验证ATP是直接能源物质的实验设计：实验目的：（略）实验原理：ATP是新陈代谢所需的直接能源物质。糖类是细胞的主要的能源物质，脂肪是生物体内储能物质，能量储存在ATP中才能被直接利用。实验材料：（略）实验步骤：1、用小刀将数只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状。2、取干燥后的粉末四等份分别装入甲、乙、丙、丁四个小玻璃瓶中，各加入等量的水使之混合，可见四瓶中均有淡黄色荧光出现经过10min，荧光消失。3、这时，往甲、乙、丙、丁四个瓶中分别注入等量的不同溶液，其中甲瓶内加入ATP溶液；乙瓶内加入葡萄糖溶液；丙瓶内加入植物油（脂肪）；丁瓶内加入蒸馏水；使之混合。这时可看到在甲瓶中有荧光出现，而乙、丙、丁三瓶则没有。问（1）干燥后研成粉末状的物质含有 。 （2）步骤中甲、乙、丙、丁四瓶溶液以及步骤中的四瓶溶液在本实验中互为 实验。其中步骤中丁瓶加蒸馏水，可排除步骤中 可能作为能源物质的错误认识。但本实验步骤中四瓶粉末中各加适量的水，其作用是 。 （3）本实验说明萤火虫发光过程中能量的转化形式是： 。 （4）四只玻璃瓶最后的实验现象说明： 。【教后反思】本节内容从对ATP药丸的介绍入手，引起同学们对ATP的关注，激发他们的求知欲。充分发展学生自主学习的能力。学生阅读课本，自己从文中自学有关ATP结构及其功能。ATP与ADP之间的转化让学生自己去发现探究，自己动手，知识点更容易被接受。能量的来源和去向，同学联系实际从身边的了解的知识一步一步揭示出来，最后提出能量“通货”的说法，并让学生自己去分析，理解它的合理之处。其中穿插两个探究实验拓宽学生的思维，增强动手、动脑能力。学生真正的参与整个课堂的学习。让学生对知识点及难点的把握更透。本节内容以学生的讨论及实验为主，希望能够通过学生的讨论和实验，从学生已有的知识入手，得出有关ATP的知识，接受能量“通货”的说法。【参考文献】 人民教育出版社生物必修第一册高等教育出版社生物化学生物学通报