2022年高一生物 细胞的能量“通货”ATP教案

2022年高一生物 细胞的能量“通货”ATP教案一、内容及解析 细胞的能量“通货”ATP这一节包括了ATP分子的结构特点，ATP与ADP的相互转化，ATP的利用三部分内容，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“货币”一样，是一种随时可以利用的化学能，ATP在细胞内含量少，ATP与ADP相互转化迅速，保证了细胞的代谢与生存。 对于ATP分子结构特点这一部分，不必让学生记忆ATP分子的结构式，但是要了解ATP分子的结构特点，利用多媒体和形象的图片让学生理解高能磷酸键，理解ATP是高能磷酸化合物。ATP与ADP的相互转化是本节课的重点也是难点，这部分知识的理解过程，利用各种想象的比喻讲清楚能量的来源与去路。ATP的利用这一部分要充分利用教材上的图解，让学生在看懂图解的基础上讨论ATP还有哪些用途，加强生物学知识的学习与生活实际的联系，提到学生的学习兴趣。二、 目标及解析 1、教学目标 （1）简述ATP的化学组成和特点 （2）写出并解释ATP分子的结构简式 （3）解释ATP与ADP相互转化过程以及ATP在能量代谢中的作用 2、解析 ATP作为直接的能源物质，与在生活中常见的各种糖类、脂类等能源物质相比是陌生的，但它在细胞中作用又是极为重要的，要理解ATP是细胞中的“通货”这一说法，要理解与ATP相关的基础知识是很关键的，并且要培养学生能运用学到的生物学知识解决某些实际问题的能力。三、 教学问题诊断教学重点：（1）ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；（2）ATP与ADP的互相转化。教学难点：（1）ATP是细胞内的能量“通货”；（2）ATP与ADP的相互转化。通过化学中可逆反应概念的回忆学习。对ATP、ADP之间转化进行比较分析，使学生理解它们相互转化参与催化酶和生理条件不同。四、 教学过程设计教学流程创设情景、导入新课ATP分子结构的特点ATP与ADP的相互转化ATP的利用总结扩展学习目标一：ATP的结构简式 教师把临床ATP注剂发给同学们传看，让同学感觉ATP真实存在；教师接着讲述ATP药剂在临床较广泛应用，它可以为病人直接提供生命活动能量，增强病人抵抗疾病能力，提高病人康复能力，由此可以知道ATP是生物体生命活动能量的直接来源。l.ATP的结构简式ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号，它普遍存在于各种活细胞中。ATP的结构简式如下:A-PPP式中A代表腺苷，P代表磷酸基,代表一种特殊化学键，称为高能磷酸键。2.ATP是高能磷酸化合物。高能磷酸化合物是指水解1摩尔该物质能释放20.92千焦以上能量的化合物，而ATP水解时所释放能量高达30.54千焦/摩尔。从上述分子结构可以看出，ATP分子中大量的化学能储存在高能磷酸键中，每1摩尔ATP中包含2摩尔高能磷酸键和1摩尔普通化学键。ATP水解的本质是指ATP分子中高能磷酸键的水解，也就是高能磷酸键断裂后释放出大量的能量。问:从ATP简式看出它包含二个高能磷酸键。在ATP水解时是否两个高能磷酸键会同时断裂水解(学生阅读课文并思考)?学习目标二：ATP与ADP的相互转化1.ATP与ADP的相互转化科学实践证明，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键，在一定性质的酶催化作用下很容易水解断裂,水解时伴有能量释放，该键必易于形成，当重新形成时又伴有能量储存。ATP水解时，分子中远离A的那个高能磷酸键断裂，远离A的那个磷酸基团脱离，形成(Pi)，同时储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来。三磷酸腺苷就转化成二磷酸腺苷即为ADP。而在另一种酶的催化下，ADP可以接受能量，同时结合一个磷酸，从而又转化为三磷酸腺苷(ATP)。此过程可用下式表示：ADP + Pi + 能量 = ATP ATP在活细胞虽然普遍存在,含量也相对稳定，但ATP在细胞内含量是很少的。因此,就需要ATP与ADP之间相互转化来实现储能(合成ATP)、放能(水解ATP)的酶促反应顺利而迅速地进行着，需要它不停顿地进行着，为生命活动及时不断地提供着能量。(请大家阅读课文小资料)ATP在细胞内形成后不到1分钟的时间就要发生转化。如一个成年人在静止状态下24h内竟有40kg的ATP发生变化，可见，生物体内ATP转化总量是很可观的。问:从这段小资料的阅读有什么启示? 同学们回答后，教师归纳补充:资料提供的数据证明ATP与ADP转化真实性,也可以看出之后转化十分迅速,这些数据也验证前面我们所学习酶催化作用具有高效性，专一性。2.ATP与ADP之间转化生理意义ATP在细胞内含量很少。只有ATP在细胞内转化十分迅速，才能使细胞内ATP的含量总是处在动态平衡之中，这对于生物体内部稳定的供能环境及其重要。ATP水解释放能量，是生物体维持细胞分裂，根吸收矿质元素，肌肉收缩，腺体分泌，神经传导等生命活动所需能量的直接来源。问:ATP在细胞内可以再形成?不同生物ATP形成途径是否完全相同?指导学生阅读有关课文并思考学习目标三：ATP的形成途径人和动物体细胞中ATP形成: 动物和人体内细胞中ATP合成所需能量只能来自细胞内呼吸作用分解有机物所释放出来的能量。对于绿色植物来说，ADP转化成ATP能量有两个来源：(1)来自绿色植物细胞呼吸作用分解有机物释放能量。(2)除上述外，还可以来自绿色植物光合作用。ATP形成可以用下式来表达:ADP + Pi + 能量 ATP 教师引导学生回忆以前有关知识如光合作用、呼吸作用(初中)，归纳本节所学生物知识。在ATP与ADP相互转化的过程中，不断进行着能量变化即有能量释放和能量的储存。由于ATP分子中有两个高能磷酸键，能储存大量能量，同时在酶的催化下高能磷酸键易断裂又能释放能量，所以生物体新陈代谢所需能量是由细胞里ATP所提供的，ATP被形象比喻成细胞内流动着的的“能量货币”，ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。应强调的是ATP与ADP之间相互转化决不同于化学课中所学的可逆反应。这可以从可逆反应概念去认识它。所谓可逆反应是指在相同条件下既可以向正反应方向进行又可以向逆反应方向进行的化学反应。概念中的相同条件是指反应条件相同如催化剂、温度等条件相同。而ATP与ADP之间转化有以下不同点：(1) 反应条件不同，它们所需的酶不同体现了酶催化专一性。(2)从能量代谢角度看，吸收和释放能量值虽相等，但能量来源和用途有很大差异。总结扩展新陈代谢不仅需要酶催化，而且还需要能量的供应。这个能量并不是指储存在细胞里的能源物质糖类、脂类等物质，而是这些物质所储存的能量在酶催化下氧化分解被释放出来后再用以合成ATP。因为ATP才是生命活动中的“能量货币”， ATP才是生命活动的直接能源。这一系列化学过程均离不开酶。学案 5.2细胞的能量“通货”ATP班级 姓名 制作人：田梅 徐艳芳 黄高一、 学习目标1结构：ATP的结构简式是_其中A代表_。2功能：细胞生命活动的_。3ATP与ADP相互转化的过程ATP的化学性质不稳定，在有关_作用下，ATP分子中_的那个高能磷酸键很容易水解断裂，于是ATP转化为_和Pi，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来。4.在有关酶的作用下，ADP可以接受_，同时结合一个游离的_重新形成ATP。ATP和ADP的相互转化时刻不停的发生，并且处于_。ADP转化为ATP时所需的能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说均来自_，对于绿色植物来说，来自_1ATP是生命活动的直接能源物质(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由_直接提供的。(2)实例：用于主动运输、肌肉收缩、生物发电和大脑思考等生命活动。5.ATP是细胞内流通的能量“通货”(1)吸能反应一般与_反应相联系，由ATP水解提供能量。(2)放能反应一般与_相联系，能量储存在ATP中。_和_。二、 问题与例题1.下列有关ATP的叙述，正确的是()人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等若细胞内Na浓度偏高，为维持Na浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡ABC D2.对“ATP ADPPi能量”的叙述中，正确的一项是()A反应向左进行和向右进行时所需的酶都是一样的B反应向右进行时释放能量，向左进行时贮存能量C整个反应是一个动态平衡的过程D植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程都一样三、 配餐作业（一） 基础题（A组题）1ATP中大量的化学能储存在 ()A磷酸基内B腺苷内C高能磷酸键内D腺苷和磷酸基相连的化学键内2在ATP ADPPi能量的反应式中，下列说法正确的是 ()A物质和能量都是可逆的，酶相同B物质和能量都是不可逆的，酶不相同C物质是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同D物质是不可逆的，能量是不可逆的，酶相同3萤火虫尾部发光，是荧光素接受ATP中的能量后，将化学能转化成光能所致，这个化学能来自中的哪个磷酸键 ()A BC D4.下列有关ATP的叙述正确的是()A一分子ATP彻底水解后得到三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤B纯净的ATP呈白色粉末状，能够溶于水，但制成的药剂只能注射不能口服C细胞内ATP的含量处于动态平衡之中，对于构成生物体内部稳定的供能环境具有重要意义D叶肉细胞只能通过光合作用形成ATP（二） 巩固题（B组题）5.下图表示的是ATP与ADP之间的转化图，正确的是 ()AA为ADP，B为ATPB能量1和能量2来源相同C酶1和酶2是同一种酶DX1和X2是同一种物质6.下列有关ATP的叙述正确的是 ()A细胞中形成ATP必须要有O2B叶肉细胞吸收K所消耗的ATP，既可以来自线粒体，也可以来自叶绿体C进入线粒体的物质有O2、ADP、葡萄糖等，出来的物质有CO2、ATP等D细胞中蛋白质水解为氨基酸不消耗ATP，氨基酸合成蛋白质要消耗ATP7.下列关于细胞内ATP的叙述中，正确的是 ()A在有氧条件下，原核细胞中不能形成ATPB生命活动旺盛的细胞中ATP含量高C在叶绿体中，ATP的移动方向是由基质到类囊体D细胞质和细胞核中都有ATP的分布(三) 提高题（C组题）8.下图中，能正确表示动物组织内ATP的生成量与氧气供应量之间关系的是 ()9.人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某运动员参加短跑比赛过程中，肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化如下图所示。请根据图回答下面的问题：(1)ab的变化过程，ATP被水解，释放的能量用于_。(2)bc过程中，ATP含量增加，说明_加强，释放更多的能量，供ADP合成ATP，补充消耗的ATP。(3)从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明_。