高中生物 细胞的能量通货-ATP教案 新人教版必修1

1、细胞的能量通货-ATP教材分析第五章主要介绍有关能量如何输入细胞，能量以什么形式存在以及细胞如何利用这些能量。第一节介绍的是能量代谢所需的生物催化剂酶，第二节（本节）介绍的是直接能源物质ATP，第三节和第四节介绍ATP的来源光合作用和呼吸作用。本节在本模块中具有承上启下的重要作用：学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能；并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义；便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用是分不开的。教学对象分析学生通过前阶段生物、化学的学习，对于细胞内糖类、脂肪的功能、有

2、机物中都储存有大量的化学能等知识已经有了初步认识，但对这些能量如何被细胞利用的认识有限，学生学习这部分内容有一定的难度。教学目标1.知识与技能写出ATP的分子结构简式，简述ATP的化学组成和特点。解释ATP在能量代谢中的作用，运用有关材料设计操作程序探究或验证ATP的生理作用。解释ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。2.过程与方法分析比较生物体生命活动中ATP生成和消耗特点，总结其规律。3.情感、态度与价值观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，养成

3、辩证唯物主义的自然观，生态观，即总能源来自于光能。教学重点及其落实措施教学重点1.ATP化学组成的特点2.ATP在能量代谢中的作用。3.ATP与ADP的相互转化。落实措施1.联系前面学习的核苷酸的结构引导学生分析总结ATP的结构，写出其结构简式并分析其各个部分的含义。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。教学难点及其突破方案教学难点1.能源物质糖类、脂肪与ATP能源的差别。2.理解ATP为生命活动直接来源。3.ATP与ADP相互转化的关系和条件。突破方案1.总结梳理归纳和能量有关的物质，辨析各种能源物质。2.分

4、组设计探究实验和验证实验的方案，在分组展示，相互讨论。3.利用化学知识，分析ATP和ADP之间转化不可逆的原因。教学方法分组学习，问题讨论，实施探究,分析归纳，总结梳理。课时安排 1课时教学过程引入生命活动需要能量，这些能量来自哪里呢？学生在前面的学习中了解到生命活动需要的能量来自细胞中的有机物。可以让学生想一想，燃烧一匙葡萄糖，能观察到什么现象？燃烧葡萄糖可以观察到放出的热和光，说明葡萄糖中蕴含着能量。但是细胞内的各种化学反应均需要温和的条件，那么细胞中的能量以什么形式释放出来？又是如何被利用的呢？结合课本中唐诗的问题，让学生发表问题探讨结果，教师提示后小结：萤火虫发光的生物学意义主要是相互

5、传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代；萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质；萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。问题：细胞中的糖类、脂肪、蛋白质等有机物中都储存着大量稳定的化学能，生命活动需要的能量能直接利用它们吗？探究实验萤火虫的荧光粉发光实验实验操作：A.用小刀将萤火虫的发光器割下，置入甲、乙两只试管中，分别各加入 2m水； 现象：两只试管均有短时间的黄色荧光出现。 B.待黄色荧光消失后，在甲试管中加入2ml葡萄糖溶液，在乙试管中加 入 2mlATP溶液。 现象：甲试管不发光，乙试管发光。 问题：此实验可以得出什么结论？（学生阅读、观察实验

6、过程和实验现象，思考、讨论回答实验中的问题）结论：ATP是各项生命活动的直接能源物质。教师向学生简述物质的功能是由结构决定的，那么就引出，一、 ATP分子中具有高能磷酸键引导学生看书找出ATP化学组成及结构特点。即师生共同总结ATP分子简式：AP P P A:腺苷(腺嘌呤+核糖)T :三P:磷酸基团:高能磷酸键:30.54KJ/mol- :普通磷酸键 提问：18个ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是 。重点强调：ATP的水解实际上就是分子中高能磷酸键的水解。ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。那么它水解释放出来的能量参与哪些生命活动。参照书本学生总结：（事先找些图片和相关资料）二

7、、ATP的利用1、主动运输2、生物发电、发光3、肌肉收缩4、合成物质5、神经冲动的传导6、细胞分裂时染色体的运动通过提示物理上的能量守衡定律让学生结合课本内容总结ATP的来源有哪些。三、 ATP的来源学生参照书总结：植物：光合作用、呼吸作用动物：呼吸作用、磷酸肌酸的分解（教师补充紧急剧烈的情况下）综合前面ATP的利用和来源就可以引发ATP与ADP的相互转化四、ATP与ADP的相互转化ATP与ADP可以相互转化酶1酶2APPP APPPi +30.5 kJ/mol（物质可逆，能量和酶不可逆）教师讲述ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在着，并不断与A

8、DP相互转化而形成ATP系统。ATP在细胞内的含量是很少的。但是，ATP与ADP在细胞内的相互转化却是十分迅速的。一般地说，ATP在细胞内形成后不到1 min的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的。例如，一个成年人在静止的状态下，24 h内竟有40 kg的ATP发生转化；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5 kg/min。总之，在活细胞中，ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗与再生的速度是相对平衡的，ATP的含量因而维持在一个相对稳定的、动态平衡的水平。课堂小结ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量的直接来源。正是由于细胞内具有AT

9、P这种能量“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。（对于能量“通货”教师可以形象的将葡萄糖类比成“活期存折”，ATP类比成“现金”“通货”）课堂巩固练习一、基础题：1. 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

10、（ ）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：（一） 实验目的：（略）（二） 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。（三） 实验材料：（略）（四） 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

11、，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： 。板书设计第四章第二节 细胞的能量“通货”ATP一、ATP分子中具有高能磷酸键1、ATP的分子结构简式：APPP2、A、T、P、的含义A:腺苷T :三Pi:磷酸基团:高能磷酸