高中生物 第五章第2节 细胞的能量教案 新人教版必修1

1、黑龙江省孙吴县第一中学高中生物 第五章第2节 细胞的能量教案 新人教版必修1一、教学目标 1、知识目标（1）简述ATP的化学组成和特点。（2）写出ATP的分子简式。（3）解释ATP在能量代谢中的作用。2、情感态度与价值观（1）激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育。（2）培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度。二、教学重点与难点1、教学重点ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。ATP与ADP的相互转化。2、教学难点ATP与ADP的相互转化过程中能量来源及去路。三、教学过程导入新课问题探讨中的动物-萤火虫。它的尾部有一个发光器，能够发光。不论是雌性还是雄性萤火虫都可以发

2、光，萤火虫发出的闪光，主要是求偶的信号，用来吸引同种异性前来交尾，完成繁衍的任务。有趣的是，有些雌性萤火虫可以模仿其他种类的萤火虫发光，吸引其他种类的雄虫来了之后却不是为了交尾，而是将它吃掉从而满足自身生长的需要。此外，萤火虫发出的光还具有一定的警戒作用和照明作用。而本节我们主要探讨的内容是萤火虫为什么能发光?萤火虫的发光是否需要能量呢？教师总结：（展示课件）萤火虫尾部的发光细胞内有特有的发光物质荧光素。荧光素与氧气在相关酶与能量的作用下发生氧化反应，从而发出荧光。那么，为萤火虫发光提供能量的物质是什么呢？大家回忆下生物体内主要的能源物质和储能物质是什么？它们能否为荧光素的氧化直接提供能量？学

3、生回答：主要能源物质是糖类，储能物质是脂肪。能（不能）提供。既然大家不是很了解，那我们通过实验（见课件）来解决这个问题吧。思考：1.为什么试验中三支试管分别加入了葡萄糖、脂肪和ATP溶液，还要设置一组加蒸馏水呢？（遵循实验对照的原则）2.实验结果？A,B,C三支试管不出现荧光，D试管出现荧光。这个实验现象说明了什么问题？（A,B,C三支试管内荧光素没有得到发生氧化反应的能量）3.糖类和脂肪这些能源物质中的能量能不能直接用于生物体的生命活动？（不能）而ATP中的能量课直接用于生物体的生命活动。通过研究人们发现糖类等能源物质中的能量要先转移到ATP中储存起来，再由ATP供生物体的生命活动利用。由此

4、可见，ATP是生命活动中的直接能源物质。 推进新课：（一）ATP的化学结构（请阅读课文第88页第二段及旁栏中的相关信息）1.ATP是 的英文缩写符号。2.ATP的结构简式是 。教师讲述：展示课件中ATP的化学结构式，并讲解ATP中的三个组成部分。其中腺嘌呤和核糖结合形成腺苷，腺苷在连接三个磷酸基团就构成了三磷酸腺苷。所以ATP中三个字母各代表什么意思也显而易见（A：腺苷，T：三个，P：磷酸基团）。3.ATP有 高能磷酸键，高能磷酸键水解释放能量为 。教师讲述：ATP的结构简式可写成APPP。这里有三个化学键，有几种？（2种）我们看其中相邻两个磷酸分子之间相连的化学键与腺苷和磷酸相连的化学键不同

5、。那两个化学键水解时可释放能量多达30.54KJ/mol，称为高能磷酸键。由于ATP含有这种高能磷酸键，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。（展示课件中两个小思考题） 1.ATP中含有那些元素？2. 20个腺苷，80个磷酸基团，最多能形成 个ATP，这些ATP中含有 磷酸基团， 个高能磷酸键 。 学生回答：1.C，H，O，N，P。 2. 20，60，40。（二）、ATP与ADP的相互转化教师讲述：ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，于是远离A的那个P就脱离下来，形成游离的Pi（磷酸），同时，释放出大量的能量，ATP就转化为ADP。（

6、板书ATP的分解化学方程式及ADP的化学结构简式），根据化学式大家说说ADP的中文名称叫什么？（二磷酸腺苷）展示课件中例子：一 正常人体中ATP和ADP总量很少，基本保持不变，大约为210mg，但一个成年人静止状态下一天将有40kg的ATP发生水解，ATP的含量很少需要量却很多，生物体是如何解决这一矛盾的呢？学生回答：细胞中进行ATP的分解同时也存在ATP合成。对，由此可见在细胞中ATP和ADP两者可以时刻进行着相互转换。板书ATP与ADP相互转化并课件展示转化示意图我们注意到ATP水解时可以产生能量与ADP及Pi。那么ATP在合成时，需要的物质ADP和Pi都可以由ATP水解提供，那么其合成时

7、的能量也是由ATP提供么？（不是）反应式：ADPPi能量ATP （物质可逆，能量不可逆）通过ATP和ADP的相互转化，我们发现 伴随能量的储存和释放：ATP储存并随时为生命活动直接供能 ATP含量处在动态平衡之中：保证了稳定供能那么ATP又是怎么被合成的呢？（三）、ATP的主要来源其实我们在之前的学习中已经了解了部分知识，在细胞内被称之为动力车间的是什么结构？为什么这么称呼？它可以完成什么反应，产生什么供细胞代谢使用？学生回答：线粒体，它是真核细胞内有氧呼吸的主要场所，为细胞代谢产生能量，所以称为细胞内的动力车间。教师总结：由此可见葡萄糖在细胞内进行呼吸作用可以产生能量，但在问题探讨中我们了解

8、到葡萄糖的能量又不能直接被细胞利用，那么这些能量会去哪里呢？学生回答：这些能量用于ATP的合成的反应中，将能量储存在ATP中.教师讲述：对于动植物而言，都可以利用呼吸作用产生的能量来合成ATP。那么对于植物而言还有没有其他的方式呢？植物细胞中与能量代谢有关的细胞器除了线粒体外还有什么？学生回答：叶绿体也可以为植物合成ATP提供能量。教师总结：一般而言，动物主要利用呼吸作用产生的能量合成ATP；植物可以利用呼吸作用与光合作用两种方式产生的能量合成ATP。所以ATP合成的场所分别为线粒体、叶绿体及细胞质基质。那么具体的呼吸作用及光合作用我们以后课程中再详细学习。（四）、ATP的利用细胞中时刻进行着

9、大量的化学反应，我们根据化学反应与能量的关系可以将反应分为两大类，一类是吸能反应，另一类是放能反应。1.吸能反应总是与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。生物体的绝大多数生命活动都是需要能量的，属于这类反应（展示课件中各种生命现象并讲解）。2.放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。刚才所说的呼吸作用和光合作用就属于这一类型。我们来打个比喻：我们手头上有大额存折、100元人民币和若干张1元小票，当我们早上买早点的时候使用哪个更方便啊？（1元小票）所以ATP就相当于体内能够流通的能量货币，而葡萄糖相当于100元大钞，淀粉和脂肪这大分子则相当于大额存折。伴随着细胞中的大量吸能反应和放能反应，ATP随时被分解与合成。正是因为细胞内有这种流通着的“能