《细胞的能量通货ATP》教学设计

1、细胞的能量通货一一ATP教学设计畹町中学 寸晓云一、内容及其解析1、内容：细胞的能量“通货” 一一ATB是高中生物(新课标人教版)必修I 分子与细胞第 5 章细胞的能量供应和利用中第2 小节的内容。本节内容主要介绍ATP的分子组成和结构特点、ATP与ADP的相互转化以及ATP在细胞生命活动中的 作用 3 个方面的内容。本节教学内容相对较少，但是各部分内容的联系与渗透十分典型，需要综合理解与应用。同时，该节内容在细胞能量供应和利用一章中的承接作用相当明显，学习好本节内容，有助于帮助学生更好掌握后面包括细胞呼吸、光合 作用等知识。2、解析：通过组成细胞的分子一章的学习，学生对能源物质与能量有了进一

2、步的理解，也为学习ATP这一细胞的直接供能物质奠定了基础。但是ATP与ADP(乍为两种看不见摸不着的物质，又是学生新接触的两个概念，学生掌握起来是有一定的难度，因此应该侧重对此两种物质化学组成简式的分析与解释。此外，学生通过物理、化学两学科的学习，已经具备了能量转化的知识，将其转移应用到对ATP与ADP勺相互转化上，来认识细胞内的能量转化，是有帮助作用的。二、目标及其解析1、目标(1)简述ATP的化学组成和特点(2)写出ATP的分子式(3)解释ATP在能量代谢中的作用2、解析(1)通过图片展示给学生，不必让学生记忆 ATP分子的结构式，只需理解记忆其 结构简式(2)通过ATP与ADP的相互转化

3、关系，认识ATP在细胞中作为能量流通的原因(3)通过分析，比较在生物体生命活动中，ATP的生成和消耗，找出能量代谢的规律三、教学问题诊断分析1、在介绍ATP时，可以将ATP分子的化学成分及结构图片展示给学生，不必让学生记忆ATP分子的结构式，只是通过了解 ATP分子结构的特点，让学生对其能够作 为细胞的能量通货有所理解。2、对于ATP的简式以及所表示的含义，要让学生清楚 ATP三个磷酸键的不同,可用形象的图画让学生了解何谓“高能磷酸键”3、关于ATP与ADP,勺相互转化时本节的重点，也是难点，可利用比喻，将细胞 中的能量通货比作我们日常生活中的零用钱，它会随着每天的花销而减少，因此要维 持正常

4、的生活必须不断破开大面值的钞票给予补充，细胞中的大面值钞票主要是糖类 等有机物。在有机物分解时释放出的能量能被用来合成ATP，这个过程通过ATP与ADP的相互转化来实现。四、课时安排：一课时五、教学支持条件多媒体课件以及学生合作拼接的 ATP分子结构简式，加深对分子结构的理解六、教学设计过程（一）教学基本流程:情景导入ATP是直接 一»的能源物 质ATP的结 构简式ATP与ADP勺相 互转化小结目标 ATP的禾I检测一用ATP的形 成途径（二）教学情境：1、情景导入：（播放图片）问题1:萤火虫发光需要的能量从何而来？设计意图：让学生学习、了解科学家的工作方法和思维方法，特别是实验的对

5、照原则，为学生自己的探究打下基础。在后面的环节表明学生已经学会设立空白对照 例1:观察模拟的“发光实验”表格，回答实验结论。1步骤取3个试管各加入2ml生理盐水，各加入等量的放置一段时间的萤火虫发光部位提取液2步骤1ml蒸储水1ml葡萄糖1ml ATP3实验现象个再发光不再发光重新发光4实验结论可以为萤火虫直接提供能量，而葡萄糖中的能量并不能直接使用。师生活动： （ 1）打开课本，教师情景导入：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想想夜空中这些萤火虫发光所需要的能量从何而来？思考学案中的问题 1 并回答例题 1 。 （ 2

6、）糖类、脂肪、蛋白质三大能源物质释放出来的能量不能直接被生物体利用，只有转化成ATP 以后才能被直接利用，因此ATP 是直接的能源物质。2、ATP与糖类等有机物大分子之间的关系问题2: ATP与糖类等有机物大分子之间是怎样的关系？设计意图 ：理解细胞能量的“稳定储存”与“灵活利用”， 生活实例激发学生学 习兴趣。师生活动： 通过“通货”比喻教学，进一步加强学生对ATP 的认识：存折（对应）细胞中的糖类、蛋白质等大分子能量物质；流通货币（对应） ATP 。我们日常生活每 天都需要必要的开销，这些消费要通过我们手里的流通货币实现。但是如果我们总是拿大面值的钞票进行交易会很麻烦，比如我们不必在买一根

7、冰棒、一串糖葫芦或一管牙膏时拿出百元大钞，相反如果我们把百元大钞换成100 张小票，在进行交易时就会很方便。 细胞利用能量也是如此， 在细胞中“百元大钞”相当于储存能量的有机物大分子， ATP 分子就是那个可以在细胞内流通的“小票”，即能量的通货。3、ATP的结构简式问题3: ATP是什么物质？它的结构简式是怎样的？设计意图：通过介绍ATP的结构简式，完成教学目标1: ATP的化学组成师生活动 ： （ 1 ）介绍 ATP ：纯净的 ATP 是白色粉末状，能溶于水，医药上一般 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。主要用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。 AT

8、P 可提供能量，起到改善患者新陈代谢的作用。注意： ATP 片剂并不是吃得越多越好，心率过缓（低于 60 次分）的病人就不宜服用 ATP ，如果大剂量服用的话，不但会引起血压降低，甚至还会引起过敏性休克。所以，体质过敏的人不宜服用 ATP 。（ 2 ）介绍 ATP 的结构简式：给学生两分钟时间看88 页第二段以及相关信息，并让同桌两人合作拼接ATP分子结构简式。教师进行简单点评后形成板书。APPP A ：腺苷（即腺嘌呤和核糖组成的化合物）P ：磷酸基团T ：代表“三”：普通化学键：高能磷酸键（水解时释放大量能量，是一般磷酸键水解释放能量的两倍以上）(3) ATP是活细胞内普遍存在的一种高能磷酸

9、化合物， 因为它在水解时释放的能 量在20.92KJ / mol以上，一般，我们将水解时释放 20.92KJ / mol能量以上的化合物 称为高能化合物。而 ATP水解释放的能量多达30.54KJ / mol,所以说ATP是细胞内 的一种高能磷酸化合物。(4)引入下一个问题：ATP是细胞代谢所需能量的直接来源，那 ATP中的能量 是如何释放出来供生物体各项生命活动利用呢？让学生阅读 ATP与ADP的相互转化， 在阅读的基础上理解掌握 ATP是如何水解的？又如何合成？4、ATP与ADP的相互转化：问题4: ATP是如何水解的？在水解过程中，哪个键首先断裂？又是如何合成ATP的？设计意图：让学生理

10、解ATP水解过程以及合成过程师生活动：(1)让学生看课本88页最后一段后回答，ATP是如何水解的？哪个 键首先断裂？学生回答后，教师明确：实验证明，ATP在有关酶的催化作用下，远离 A 的那个高能磷酸键首先水解，远离 A的那个磷酸键脱离开，形成 Pi,同时将储存在这 个高能磷酸键中的能量释放出来，三磷酸腺甘也就变成了二磷酸腺甘( ADP),并形 成板书。A P P P 一 PiADP十A 一PPAMP(一 Pi 十 A -P是RNA勺组成成分)Pi十能量(2)让学生注意：细胞内的 ATP的含量非常少，那么ATP会不会因为不断地进 行分解，最终被完全消耗掉呢？这种情况一般不会发生，因为ATP水解

11、后产生的ADP会在另一种酶的催化下，接受能量，同时与一个磷酸结合，又合成 ATP。这样的相互 转化保证了细胞内ATP含量的相对稳定。ATP在细胞内的转化是非常迅速的，在形成 不到一分钟的时间就要发生转化，这样可以使生物体内部总保持一种稳定的供能环境， 据统计，一成年人24小时内有40 kg的ATP发生转化。(3)强调：那ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗？(必需满足场所、物质、能 量等条件完全相同才属于可逆反应)，用ATP与ADP转化示意图说明它们的相互转化 不是可逆反应，并引出下一个问题：合成 ATP所需的能量从哪里获得？ATPATP水解ATP合成5、ATP的形成途径:问题5:合成ATP所

12、需的能量从哪里获得?设计意图：让学生了解ATPK解释放的能量不能再回收利用，合成 ATP所需的能量必需通过新的途径获得师生活动：（1）让学生回顾光合作用的知识。光能CO 2 + H2O > （CH2。）+。2叶绿体光合作用需要光，光能首先被色素吸收并转化成活跃的化学能，然后提供给ATP的形成。即： ADP+Pi十能量（光能“化学能）ATP再把能量提供给有机物的合成，可看出，这个能量可通过植物光合作用来提供。回顾呼吸作用的知识。（2）在动物和人体中，能量又是通过哪些途径来提供?（CH2。）+ O2CO2 + H2O + 能量有机物分解释放的能量,14大部分以热能的形式散失了，有一部分则转移

13、到ATP中。即:ADP+Pi十能量（呼吸作用释放的）酶ATP动物和人的呼吸作用为ATP的合成提供能量。（3）综上所述，可作如下总结:动物和人/录色植物/ /呼吸作用/ /人小巾光合作用ADP十Pi 十能量酶*ATP无论是动物、人还是绿色植物，将 ADP转化成ATP所需能量的根本来源是太阳台匕 目匕。6、 ATP的禾I用：问题6: ATP作为细胞生命活动的直接供能物质，都为哪些生命活动提供能量？设计意图：理解ATP为生命活动供能，认识 ATP中的活跃化学能可转变为生命所 需用的化学能、渗透能、机械能、电能、光能和热能等。师生活动：指导学生阅读教材图解，领会 ATP水解所释放出的能量的用途，并形

14、成板书：用于主动运输、生物发电、肌肉收缩、各种吸能反应等。7、目标检测:(1) ATP的结构式可以简写成：(B )、A PPPA A- P- P PC、A P P- P设计意图：让学生掌握ATP结构简式的正确写法。(2)在剧烈运动过程中，人体骨骼肌细胞所需要的能量直接来源于( D )A、肌糖原的分解B 、肝糖原的分解C、葡萄糖的分解D 、三磷酸腺甘的分解设计意图：让学生掌握ATP是直接的能源物质，以及ATP的全称。(3)下列有关ATP的叙述中，正确的是(C )A、ATP分子中所有化学键都储存着大量能量，所以被称为高能磷酸化合物B、ATP在人体细胞内普遍存在，含量很高C、ATP水解是指高能磷酸键

15、的水解D ATP中大量的能量储存在磷酸键中设计意图：理解ATP的结构简式、水解过程以及大量能量储存在高能磷酸键中。(4) ATP转化为ADP可表示如下：式中X代表(D )能量 X随/ 一ATP 乙乙ADPA HO B 、H C 、P D 、Pi设计意图：理解ATP水解的过程。8、小结：细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与 ATP的合成相联系，释放的 能量储存在ATP中。也就是说,能量通过 ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流 通，ATP就像能量转换的“中转站”，因此可形象地把它比喻成细胞内流通的能量”

16、通货”，正是由于细胞内有 AT脸种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。配餐作业、A组题1、ATP中的A、T、P依次代表（C ）A、胸腺喀呢、腺喋吟、磷酸基B、胸腺喀呢、三个、磷酸基C、腺甘、三个、磷酸基D腺甘、三个、腺喋吟2、一个ATP分子中含有腺甘、磷酸基和高能磷酸键的个数依次是（ B ）1 321 1 2A1 3 3C3 2 13 一般情况下， 生物体内的主要能源物质直接能源物质储备能源物质依次是： （ C ）A、糖类、蛋白质、脂肪B、ATR糖类、脂肪C、糖类、ATR脂肪D、糖类、ATR蛋白质4、关于人体细胞中ATP的正确描述是（A ）A ATP虽然在人体细胞中

17、普遍存在，但含量不多B、ATP在人体细胞中普遍存在，含量很高C、它含有三个高能磷酸键D当它过分减少时，可由ADP&不依赖其他物质的条件下直接形成B 组题1、下列关于ATP的叙述，错误的是（B ）A ATP分子中含有C H O N、P五种元素B、ATP分子中的“ A”指腺喋吟C ATP可以注射，也可以口服D ATP转换为ADP寸要消耗水 2、关于植物细胞内ATP的叙述中，正确的是（A ）A ATP主要在线粒体、叶绿体中生成B、它含有三个高能磷酸键C ATP转变为ADP的反应时可逆的D细胞内储存有大量的ATP，以供生理活动需要3、如果ADP兑去了一个磷酸基，该物质就是组成 RNA勺基本单位

18、之一，称为(A )A、腺喋吟核糖核甘酸B、鸟喋吟核糖核甘酸C、胞喀呢核糖核甘酸D、尿喀呢核糖核甘酸4、下列有关ATP的叙述，正确的是(D )A线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B、光合作用产物中的化学能全部来自 ATPC、ATP分子由1个腺喋吟和三个磷酸基团组成D细胞连续分裂时，伴随着 ATP与ADP勺相互转化5、请回答下列问题：(1)请写出ATP与ADP勺相互转化关系式。(2)下图为ATP与ADP勺相互转化的示意图，回答问题:PiE2ATP作为生物体生命活动的直接能源其分子结构简式为 A PPP,在过程中，是由于远离腺/的高能磷酸键断裂而释放出能量。(3)在绿色植物的根细胞内，与相应的生理

19、活动主要是在细胞内的线粒体 中进行的(4) A和A2分别起什么作用？二者相同吗?A起催化作用，催化ATP的水解，是水解酶，A起催化作用，催化ATP的合成, 是合成酶。二者不相同。(5)中能量的来源有哪些？中能量的去向有哪些？植物细胞中Ei中能量来自于色素吸收转化的光能和糖类等有机物分解释放的能量，动物细胞中日中的能量来自呼吸作用中糖类等有机物分解释放的能量以及其他一 些高能磷酸化合物的分解。G中能量的去向是转化为其他各种形式的能量，用于各项生 命活动，主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。三、C组题1、将萤火虫尾部的发光器割下，其中含有荧光素，取等量分别放入甲、乙两试管中，加少量水混合，又看到

20、淡黄色荧光，过一段时间后，荧光消失。之后在甲试管中放2ml某溶液，乙试管中放入2ml葡萄糖溶液，结果甲试管发光了。请问：(1)甲试管中放入的某溶液是 溶液，这说明荧光是 能 转化而成的。(2)荧光素发光是由于某溶液中物质发生了 反应，其表示式为 (3)设定乙试管的目的是 ,由此证明某物质是。-酶 _ . 口答案：(1) ATP 化学(2)水解 ATPADp+pi+肥重(3)对照 生命活动的直接能源2、请分析下列ATP的有关数据和实验，并回答问题：(1)经测定，一成年人静止状态下24h将有40 kg的ATP发生转化，而细月内ADP ATP 等的总量仅有210 mg。为满足能量的需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径(2)