《2022年高一生物 細(xì)胞的能量“通貨”ATP示范教案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高一生物 細(xì)胞的能量“通貨”ATP示范教案(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高一生物 細(xì)胞的能量“通貨”ATP示范教案
●從容說課
《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》主要介紹了ATP分子的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),ATP具有與ADP相互轉(zhuǎn)化的特性,以及ATP在細(xì)胞生命活動(dòng)中的作用等內(nèi)容。
關(guān)于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化既是本節(jié)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。教師可以繼續(xù)利用前面的比喻,將細(xì)胞中的能量通貨比作我們?nèi)粘I钪械牧阌缅X,它會(huì)隨著每天的花銷而減少,因此要維持正常生活必須不斷破開大面值的鈔票給予補(bǔ)充,細(xì)胞中的大面值鈔票主要是糖類等有機(jī)物。在有機(jī)物分解時(shí)釋放出的能量能被用來合成ATP,這個(gè)過程通過ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)
2、。教師在介紹這部分內(nèi)容時(shí)可以充分利用教材上的圖解,告訴學(xué)生ATP水解時(shí),遠(yuǎn)離腺苷的磷酸鍵斷裂時(shí)釋放出較多的能量,是一種放能的過程,所以當(dāng)ADP與磷酸再次結(jié)合形成ATP時(shí),必然從周圍吸收相同的能量,而且這個(gè)過程在細(xì)胞中時(shí)刻發(fā)生,這就是為什么ATP可以作為一種能量的“小票”而在細(xì)胞中流通使用的原因。
關(guān)于ATP的利用,一是要講清楚吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與ATP的分解和合成的關(guān)系,二是要充分利用教材上的圖解,讓學(xué)生在看懂圖解的基礎(chǔ)上,討論ATP還有哪些用途,從而對該圖解進(jìn)行補(bǔ)充和完善。
●三維目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。
3、
(2)寫出ATP的分子簡式。
(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。
2.過程與方法
(1)通過ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的多媒體動(dòng)畫,認(rèn)識(shí)ATP在細(xì)胞中作為能量流通的原因。
(2)通過分析,比較在生物體生命活動(dòng)中,ATP如何生成又如何消耗,找出能量代謝的規(guī)律。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。
(2)通過對課本P90圖5-7進(jìn)行補(bǔ)充和完善,以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語闡述觀點(diǎn)和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。
●教學(xué)重點(diǎn)
1.ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量中的作用。
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
4、
●教學(xué)難點(diǎn)
ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
●教具準(zhǔn)備
1.教師課件。
2.ATP結(jié)構(gòu)式掛圖。
●課時(shí)安排
1課時(shí)
●教學(xué)過程
[課前準(zhǔn)備]
思考問題:在人類的生產(chǎn)和生活中是怎樣解決能量的“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和“靈活利用”這一矛盾的?例如,發(fā)電廠是如何轉(zhuǎn)化能量的?人們是如何從農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成各種生活用品的?
[情境創(chuàng)設(shè)]
1.老師提出問題,學(xué)生討論
(1)螢火蟲發(fā)光需要能量嗎?
(2)細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲(chǔ)存著大量穩(wěn)定化學(xué)能,生物的生命活動(dòng)需要能量能直接利用它們嗎?
2.教師
5、講解
從課文中的唐詩中我們知道,生物的生命活動(dòng)需要能量。實(shí)際上,細(xì)胞中還有許多化學(xué)反應(yīng)是需要能量的,這些能量是從哪里來的呢?我們知道,細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲(chǔ)存著大量穩(wěn)定化學(xué)能,這些能源物質(zhì)的穩(wěn)定性,利于大量地儲(chǔ)存,但它們不能直接為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量,細(xì)胞是怎樣解決“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和“靈活利用”這一矛盾的?細(xì)胞把穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)化成另一種能直接給細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量的有機(jī)物——ATP,解決了這一問題。ATP什么物質(zhì)呢?
[師生互動(dòng)]
1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
學(xué)生閱讀課本P88相關(guān)內(nèi)容后,教師講解:
(1)展示ATP結(jié)構(gòu)式掛圖,向?qū)W生介紹腺嘌呤、核糖(兩者結(jié)合而成腺苷)、磷酸。
6、
(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名稱的縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)可以簡寫成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),T代表三,~代表一種特殊的化學(xué)鍵,叫做高能磷酸鍵,ATP分子中大量的能量就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。ATP水解時(shí)高能磷酸鍵可以水解放出大量的能量,達(dá)到30.54 kJ/mol。所以說,ATP是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。
2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化
(1)學(xué)生閱讀課本P88~P89頁相關(guān)內(nèi)容,回答問題:ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的?
(2)教師講解:ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下,ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解脫離開來,形成游離的Pi(磷酸),同時(shí),儲(chǔ)
7、存在這個(gè)高能磷酸鍵中的能量釋放出來,ATP就轉(zhuǎn)化成ADP(二磷酸腺苷的英文名稱的縮寫)。在有關(guān)酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同時(shí)與一個(gè)游離的Pi結(jié)合,重新形成ATP(播放多媒體課件:ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化)。
資料顯示,正常人每天ATP的轉(zhuǎn)變量幾乎接近于體重,但在體內(nèi)存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡之中。如下所示:
3.ATP的形成途徑
(1)學(xué)生閱讀課本P89相關(guān)內(nèi)容后,分組討論:動(dòng)植物ATP的形成途徑有哪些?
(2)教師講解:對于綠色植物來說,ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需的能量來自于呼吸作用和光合作用;對于人、高等動(dòng)物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌
8、來說,ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需的能量除來自于呼吸作用外,人和高等動(dòng)物還可以來自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移。
4.ATP的利用
(1)教師講解:吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量儲(chǔ)存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。
(2)學(xué)生看課本圖,討論ATP還有哪些用途,從而對該圖進(jìn)行補(bǔ)充和完善。
[教師精講]
1.細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)有糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等。細(xì)胞內(nèi)消耗能源物質(zhì)的順序是:糖類脂肪蛋白質(zhì)。一般情況下生物體內(nèi)細(xì)胞利用的能源物質(zhì)是糖類,而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給ATP,轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能
9、,才能供給各種生命活動(dòng)利用,從而解決能量的“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和“靈活利用”的矛盾。
2.直接供給生命活動(dòng)能量的能源物質(zhì)是ATP。在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中,ATP是一種關(guān)鍵物質(zhì)。ATP是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”,它有利于能量的運(yùn)輸和協(xié)調(diào)供給,如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP,可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜用于主動(dòng)運(yùn)輸,也可以進(jìn)入細(xì)胞核推動(dòng)DNA的復(fù)制等等,從而解決“產(chǎn)能”和“用能”在空間上的矛盾。
3.ATP的結(jié)構(gòu)與物理、化學(xué)知識(shí)有密切聯(lián)系,ATP中的能量可以轉(zhuǎn)變成機(jī)械能(如肌肉收縮、鞭毛擺動(dòng))、化學(xué)能、電能(如神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo))、滲透能(如主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰浚⒐饽艿绕渌问降哪芰俊?
4.胞內(nèi)供能物質(zhì)有A
10、TP和磷酸肌酸,ATP普遍存在,但含量不多,當(dāng)ATP大量消耗時(shí),則磷酸肌酸釋放能量供ADP和Pi合成ATP。磷酸肌酸的存在對ATP含量的相對穩(wěn)定起緩沖作用。
[評(píng)價(jià)反饋]
學(xué)生做課本練習(xí)題、教師檢查評(píng)講。
[課堂小結(jié)]
[課后拓展]
1.其他高能磷酸化合物
在動(dòng)物和人體細(xì)胞(特別是肌細(xì)胞)內(nèi),除了ATP外,其他的高能磷酸化合物還有磷酸肌酸(可用C~P代表)。磷酸肌酸的結(jié)構(gòu)式是:
當(dāng)動(dòng)物和人體細(xì)胞由于能量的大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的ATP含量過分減少時(shí),在有關(guān)酶的催化作用下磷酸肌酸中的磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給ADP,從而生成ATP和肌酸(可用C代表);當(dāng)ATP含量比較多時(shí),在有
11、關(guān)酶的催化作用下,ATP可以將磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給肌酸,使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。
對于動(dòng)物和人體細(xì)胞來說,磷酸肌酸只是能量的一種儲(chǔ)存形式,而不能直接被利用。由此可見,對于動(dòng)物和人體細(xì)胞來說,磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用之間起著緩沖的作用,從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠保持相對的穩(wěn)定,ATP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡得以維持。
2.螢火蟲發(fā)光的原理和意義
螢火蟲不論雄性的還是雌性的,夏秋的夜晚都會(huì)一閃一閃地發(fā)光。雄蟲比雌蟲的個(gè)體小一些,但發(fā)出的閃光卻亮一些。螢火蟲發(fā)出的閃光,主要是求偶的信號(hào),用來吸引異性前來交尾。螢火蟲有許多種,如平家螢火蟲、姬螢火蟲等。不同種類的螢火蟲會(huì)發(fā)出各自特定的閃光信
12、號(hào)。雌蟲看到飛舞著的同種雄蟲發(fā)出的閃光信號(hào)后,就會(huì)以特定的閃光信號(hào)回應(yīng)。雄蟲的每一組閃光信號(hào)是由幾個(gè)節(jié)奏組成的,每個(gè)節(jié)奏都包括閃光的次數(shù)、閃光的頻率和每次閃光的時(shí)間,這些都是雌蟲能夠識(shí)別的。如果雌蟲順利地回應(yīng)了閃光信號(hào),則雄蟲就會(huì)前來交尾,以繁衍后代。有的科學(xué)家準(zhǔn)確分析出某種雄性螢火蟲的閃光規(guī)律后,用手電筒模擬這種閃光信號(hào),竟然發(fā)現(xiàn)同種的雌蟲會(huì)迎光而來。
有趣的是,雌蟲看到其他種類雄蟲的閃光信號(hào)后,有時(shí)竟能發(fā)出該種雌蟲的閃光信號(hào),這種閃光信號(hào)具有欺騙性,能使該種雄蟲誤以為可以前去交尾而被雌蟲吃掉。雌蟲的這一特性,可以使自己獲得豐富的營養(yǎng)。這種現(xiàn)象被科學(xué)家戲稱為“死亡擁抱”。此外,螢火蟲發(fā)出的
13、熒光還具有一定的警戒作用和照明作用。
螢火蟲的發(fā)光器官位于腹部后端的下方,該處具有發(fā)光細(xì)胞。發(fā)光細(xì)胞的周圍有許多微細(xì)的氣管,發(fā)光細(xì)胞內(nèi)有熒光素和熒光素酶。熒光素接受ATP提供的能量后就被激活。在熒光素酶的催化作用下,激活的熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。順便說到,熒光是一種冷光,其發(fā)光效率可高達(dá)98%左右,而熱光則發(fā)光效率低得多,如太陽的發(fā)光效率只有35%左右。
●板書設(shè)計(jì)
第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
(1)化學(xué)組成:腺嘌呤、核糖、磷酸;
(2)ATP(三磷酸腺苷),結(jié)構(gòu)簡式A—P~P~P,是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。
2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化
(1)ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡之中。如下式所示:
ADP+Pi+能量ATP
(2)ATP和ADP能相互轉(zhuǎn)化的原因
3.ATP的形成途徑
(1)綠色植物:能量來自于呼吸作用和光合作用;
(2)人、高等動(dòng)物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌:能量除來自于呼吸作用外,人和高等動(dòng)物還可以來自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移。
4.ATP的利用
(1)運(yùn)輸物質(zhì);
(2)肌肉收縮;
(3)合成物質(zhì);
(4)生物發(fā)電;
(5)神經(jīng)活動(dòng)。