细胞与能量.doc

细胞与能量一、 教材分析细胞与能量选自高中二年级课程生物学中的分子与细胞部分第三章第一节的内容。前面已经学过了细胞的分子组成和细胞的结构，对细胞有了一定的了解。本节主要通过滚木雷石的例子说明自然界中存在不同形式的能量转化，由此引申到细胞中的能量转化。因为细胞内的能量不能自己创造，也不能自行消失，所以细胞必然要与周围环境发生能量交换，应该为一个开放的生命系统。细胞内伴随着能量的转化发生化学反应，这些反应可分为放能反应与吸能反应。放能反应所释放的能量不能被细胞直接利用，必须通过ATP-ADP循环，这与ATP得结构有关，连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键易断裂、易再生，但是能量的来源和去路不同。二、 学情分析学生为高二年级学生，在高中阶段初次接触生物课程。作为一门新课程，学生对此有着浓厚的兴趣。生物学是一门与现实生活有着密切联系的课程，除了与一般的课程一样需要教师引导学生学习之外它最大的特点是注重学生的探究精神，很多情况下要学生发挥自己的探究能力。对于习惯于教师传到授业解惑的教学方式的学生来说是一次不小的挑战。三、 教学目标1、 知识目标：学生通过学习知道细胞与外界环境和细胞内部的能量转化过程，明确ATP在细胞内能量转化过程中的作用，正确区分吸能反应和放能反应2、 能力目标：学生能根据有关的数据资料比较吸能反应和放能反应；设计表格，归纳、整理出自然界与细胞内能量转化的异同点；设计出验证ATP是“能量通货”的实验程序，观察、记录实验结果，得出相应的结论3、 情感目标：学生能积极参与实验设计，在合作交流中探索未知，在发现的过程中体验发现的乐趣，树立学习的信心。四、 教学重难点1、重点：ATP的分子简式；ATP的生理功能；ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用2、难点：ATP与ADP得相互转变在新陈代谢中的作用；细胞中能量的转化；放能反应与吸能反应五、教学方法讲授法、讨论法、讲话法等六、教学策略教学流程教师活动学生活动教学意图导入新课展示生活场景,如植物生存、生物生长总结出生物体生存需要获取能量而在我们的生命活动中又在消耗着能量请学生思考能量从何而来讨论、回答图文结合激发兴趣调动思维第一节细胞与能量一、能量的转化【引导】古代人打仗时，滚木雷石的使用过程实质就是能量转化的过程能量转化过程：人体内的化学能 木头、石头的动能 木头、石头的势能 木头、石头的动能【提问】细胞内的能量是怎么转化的呢？【分析】原子中有带负电荷的电子，也有带正电荷的原子核，由于两者之间有一定的距离，所以电子具有势能。而根据前面的知识我们知道，活细胞内的各种分子如蛋白质分子、核酸分子等也由于其中原子的排列而具有势能，我们通常称为化学能,这是细胞内最主要的能量形式。我们所要研究的细胞内的能量转化，就是要分析：（1）细胞内其他形式的能量转化为这种化学能；（2）这种化学能转化为其他形式的能量【提问】你可否具体说明，当刘翔在跑步时，他体内的能量是如何转化的？【提问】能量会消灭吗？能创造吗？【板书】一、能量的转化1能量守恒：能量在生物体内或细胞中进行各种形式的相互转变。2生物体和细胞是开放系统阅读课文48页第一部分联系实际讨论、回答问题提出问题，引起思考，在原有的认知基础上构建新知识。通过自学提高学生对知识的认知、归纳、表述能力。二、吸能反应和放能反应请学生自行阅读书上“吸能反应和放能反应”内容。【提问】什么是化学能，什么是吸能反应和放能反应？请学生举例说明【讲述】活细胞中时刻进行着各种复杂的化学反应，其中有一些化学变化因为其产物分子中的势能反应比反应物分子的势能高，必须吸收能量才能完成，这些反应称为吸能反应；活细胞中的一些化学反应，由于其产物分子中的势能比反应物分子中的势能低，要放出能量，这些化学反应称为放能反应。【引导】细胞中有许多吸能反应，它们所需的能量来自于细胞中的放能反应。那么细胞中放能反应所产生的能量是怎样被吸能反应利用的呢？两者的纽带就是ATP【提问】那么什么是ATP呢？讨论、回答并联系实际思考通过团体合作学生在教学中学会探索，同时将所学知识与现实、与已学知识相联系三、ATP是细胞中的能量通货ATP的结构演示图形：ATP的结构。PPP磷酸基团腺嘌呤核糖ATP结构简式：APPP【提问】ATP中的A、T、P分别代表什么，为什么ATP被称为高能磷酸物？（二）ATP和ADP可以相互转化 水解酶+能量ATP的水解。合成酶ATPADP +Pi【板书】ATP 酶 ADP+Pi+能量【提问】ATP水解时，是哪个化学键断裂？水解后有哪些产物？这是个吸能反应还是放能反应过程？【讲述】ATP水解形成ADP后，利用细胞内释放能量的反应，如呼吸作用释放的能量，ADP吸收能量又和磷酸结合转变成ATP，而这一过程的进行与两个磷酸基团之间的高能磷酸键的特点直接相关，那个高能磷酸键即容易水解断裂，又容易重新合成。【学生小组讨论】ATP与ADP间的转化过程是否是可逆反应？【提问】ADP转化成ATP时所需能量的来源于哪里？三、ATP的利用【提问】释放的能量被如何利用了呢？【讲述】细胞利用这种能量的方法是将ATP水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应。也就是用于细胞中的各种生命活动。【讲述】细胞中的ATP含量很少，如肌细胞中的ATP只能维持肌肉收缩23钞钟左右。不过ATP在细胞中易于再生，那么ATP是又什么物质合成的呢？【提问】ATP与ADP之间为什么能够进行循环？（点评学生的回答，并进行归纳）【板书】通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP-ADP循环。【提问】ATPADP循环的意义是什么？【讲述】ATP和ADP在体内总是处于不停地转化中，且处于动态平衡之中，能够为细胞内的各项生命活动不断的提供能量。【讲述】细胞内的糖类、脂质等能源物质不能被细胞直接利用，ATP水解后释放的能量才是细胞内各种生命活动的直接能量来源，呼吸作用分解有机物释放能量不能为生物体直接利用，只有这些能量转移给ATP，且ATP水解后释放的能量才可被细胞利用。ATP是细胞中普遍适应的能量载体，ATP在细胞内的含量是极少的，像小额钞票一样，便于流通使用，是细胞能量代谢的“能量通货”。观察ATP的结构，认识各种符号的含义。学生分小组讨论，并完成表格。讨论、回答。举例说明。阅读课本50页图32ATPADP循环。思考、回答。讨论、回答。通过教师的讲解使学生对ATP的认识逐渐清晰。明确ATP放能的部位，对两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定形成直观的认识。及时联系刚学习的吸能和放能反应，使前后知识密切联系，培养学生的逻辑思维能力。用通俗易懂的比喻使学生理解ATP在生命活动中的的作用。小结【讲述】通过本节内容的学习，我们知道能量是相互转化的，既不会消失也不会凭空创造。在生物体的细胞内也发生着能量的相互转化吸能反应和放能反应。另外我们也知道了ATP的结构特点和ATP的水解及能量的利用【练习】用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末，取两等份分别装入两支小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色的荧光，约过15min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一支玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一支玻璃管中，发现加入ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加入葡萄糖溶液的玻璃管中不发光。（1）向两支玻璃管中加水以后两支玻璃管均发光，这说明水对生物体正常的生命活动有何重要意义？这也说明了发光器研磨成的粉末中含有哪种物质？（2）上述对照实验说明萤火虫发光将_能转变成_这一过程所需的能量是直接由_提供_不是生命活动的直接能源物质(