細胞的能量通貨-ATP教案.doc

細胞的能量“通貨”-ATP 教案一、教材分析人教版教材分子與細胞整個模塊貫穿了系統(tǒng)的觀點，幫助學生認識細胞是最基本的生命系統(tǒng)層次、細胞系統(tǒng)的物質(zhì)基礎、細胞系統(tǒng)的結構基礎、細胞系統(tǒng)與環(huán)境的物質(zhì)交換、細胞系統(tǒng)的能量變化、細胞系統(tǒng)的生命歷程。第五章主要介紹有關能量如何輸入細胞，能量以什么形式存在以及細胞如何利用這些能量。第一節(jié)介紹的是能量代謝所需的生物催化劑酶，第二節(jié)（本節(jié)）介紹的是直接能源物質(zhì)ATP，第三節(jié)和第四節(jié)介紹ATP的來源光合作用和呼吸作用。本節(jié)在本模塊中具有承上啟下的重要作用：學生可以進一步理解只有在能量的供應下，細胞膜才能行使主動運輸?shù)墓δ?；并且加深理解把葉綠體和線粒體分別比喻為植物細胞的“能量轉(zhuǎn)換站”和所有細胞的“動力車間”的含義；便于加深領會活細胞之所以能夠經(jīng)歷生長、增殖等生命歷程與能量的供應和利用是分不開的。 本節(jié)的“問題探討”選用了杜牧的唐詩七夕，然后引導學生思考螢火蟲發(fā)光能量從何而來，教材這種的編排體現(xiàn)了激發(fā)學生的學習興趣和滲透熱愛自然和二、學情分析必修1第二章學生已經(jīng)學習了糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機物，已明確了主要能源物質(zhì)、儲能物質(zhì)、能源物質(zhì)等概念，這為進一步學習ATP是直接能源物質(zhì)作了鋪墊，也是在本節(jié)課的學習中需要注意區(qū)分的幾個概念；必修1第三章以及初中時學生也已經(jīng)接觸了有關光合作用、呼吸作用等生命現(xiàn)象，這又為學生學習光合作用和呼吸作用中能量的轉(zhuǎn)化奠定了基礎。三、教學策略由于本節(jié)的知識較少、較好理解，因此老師多采用指導閱讀、動手制作、講練結合等方式完成本節(jié)內(nèi)容。例如在ATP結構這部分內(nèi)容中，設計了三個活動：1.學生自學教材，初步了解ATP的化學組成及分子結構活動；2.學生合作試拼ATP分子結構模型，加深對分子結構的理解。3.討論ATP分子的化學簡式及ATP分子的化學特點。在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化這部分內(nèi)容中，師生共同討論ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程。在ATP的利用這部分內(nèi)容，學生舉例說出ATP的利用途徑。四、三維目標1.知識與技能（1）簡述ATP的化學組成和特點。（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)化關系的多媒體動畫，認識ATP在細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)度與價值觀（1）激發(fā)學生的學習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進行補充和完善，以調(diào)動學生學習積極性,培養(yǎng)主動參與的學習態(tài)度,培養(yǎng)用準確的科學術語闡述觀點和進行合作學習的態(tài)度。五、教學重點1、ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化六、教學難點ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化七、教學過程（一）創(chuàng)設情境講述囊螢映雪的故事。孫康與車胤那努力刻苦的精神使值得我們學習。同時也告訴了我們：人如果想要成大器，應該從小做起，做一個刻苦的人，做一個擁有堅定不移的決心的人，而不是做一個半途而廢、輕易放棄的人。只有刻苦、擁有堅定不移的決心，我們才能成為一個有才干的人！這則故事除了告訴我們要刻苦學習，在這則故事還反映了一個生物學知識螢火蟲可以發(fā)光。討論以下兩個問題：1、螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？2、螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？如果直接采用這兩個問題來提問學生，較難實現(xiàn)教材的編寫意圖。 教師采用講述故事的的方式，請同學在學習到知識的同時，較好地實現(xiàn)激發(fā)學生的學習興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育的編寫意圖。然后引導學生提出問題：螢火蟲發(fā)光的能量從何而來？ 師生在這個問題的驅(qū)動下，開始今天的探究之旅。教師用了一個Flash動畫模擬“發(fā)光實驗”，現(xiàn)用表格介紹實驗過程。 憶一憶：問題1：細胞中哪些物質(zhì)和能量有關？ （糖類細胞的主要能源物質(zhì)；脂肪細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)） 問題2：細胞中哪些結構與能量轉(zhuǎn)換有關？ （線粒體；葉綠體） 討論二：那么糖類、脂肪、蛋白質(zhì)中的能量能不能直接用于生物體的生命活動呢？讓我們通過實驗（見課件）來解決這個問題吧。思考：1、為什么實驗中加的葡萄糖溶液和ATP注射液都是2ml？（遵循對照實驗等量的原則）2、實驗的結果ABC試管無熒光，D試管出現(xiàn)熒光。那么這個實驗說明了什么問題？實驗結論：糖類等能源物質(zhì)中的能量能不能直接用于生物體的生命活動？（不能）而ATP中的能量可直接用于生物體的生命活動。教師補充：通過研究人們發(fā)現(xiàn)糖類等能源物質(zhì)中的能量先要轉(zhuǎn)移到ATP中，再由ATP供生命活動利用。由此可見，ATP在生物的生命活動中扮演了重要的角色。引入本節(jié)課題。(2） 開展新課 一、ATP的結構（請同學們按板書內(nèi)容看P88第2段及左欄的相關信息，討論解決以下問題）1、ATP的中文名：三磷酸腺苷（圖：這是ATP分子的立體結構模式圖，下面我們通過ATP分子的平面結構來了解它的組成。）通過課本信息和已學知識我們能否確定圖中ATP的三個組成部分？（回答后）其中腺嘌呤和核糖相結合構成腺苷，再連接三個磷酸基就是三磷酸腺苷。所以ATP的三個字母的意思就顯而易見。2、ATP的結構簡式： 3、ATP中A、P、分別代表什么？A：腺苷 T：三個 P：磷酸基（團）“”：高能磷酸鍵小結：ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。高能化合物:水解時，釋放能量在20.92kJmol上的化合物。高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達30.54kJmol，因此動動手：假如用 代表腺嘌呤、 代表核糖、 代表磷酸基團，嘗試構建ATP的模型。練一練：1、 ATP的結構式可以簡寫為（ B ）A、APPP B、APPPC、APPP D、APPP2.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵數(shù)目依次是（ C ）。 A、1，2，2 B、1，2，1 C、1，3，2 D、2，3，1 2、 算一算：在細胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解后，釋放出2870kJ的能量。 ATP水解時，斷開1mol高能磷酸鍵能放出能量高達30.54KJ1、計算：1分子葡萄糖所含的能量是1分子ATP所含的高能磷酸鍵能量的多少倍？（94倍）講述：糖類和脂肪中儲存著大量的能量，就像儲存在銀行里的大額支票，不能直接利用，而ATP雖然儲存的能量不多，但是可以直接利用，就像流通的人民幣。教師總結（板書）：二、ATP是細胞的能量“通貨”，是新陳代謝所需能量的直接來源。討論四：（學生討論，總結發(fā)言）1、 ATP供能時，釋放哪個化學鍵中的能量？2、 ATP供能過程中，可形成哪些產(chǎn)物？播放ATP水解過程，學生總結ATP水解過程反應式。如果一個人不吃不喝，大約至少能活3天，也就是我們體內(nèi)的自由水可以使人使用3天。那么人體如果沒有ATP的合成，又能活多長的時間呢？1、一個人在劇烈運動狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量，供運動所需。一個成年人在安靜的狀態(tài)下，24h內(nèi)竟有40kg的ATP被水解。2、肌肉收縮的直接能源物質(zhì)是ATP。但在體內(nèi)存在的ATP的量是很少的。在人體安靜狀態(tài)時，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮12s所需的能量。 3.用32P標記磷酸加入細胞培養(yǎng)液中，短時間內(nèi)快速分離出ATP，ATP的總量變化不大，但是大部分ATP末端 磷酸基團卻已經(jīng)帶有放射性標記。 從這則資料中，你能得出生物體內(nèi)的ATP有什么特點？（學生總結，教師補充） （特點是：含量低，轉(zhuǎn)化快，不能長時間儲存。）ATP在細胞內(nèi)含量很少，但卻要不停地消耗，要想保持能量的持續(xù)供應，就需要不停地合成ATP，那么ATP的合成需要什么呢？三、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化展示合成反應式：ADP + Pi +能量ATP討論五：ADP 轉(zhuǎn)化成ATP所需的能量從哪里來？回顧和能量轉(zhuǎn)換有關的細胞器:教師講述：在線粒體、細胞質(zhì)基質(zhì)等場所通過呼吸作用分解糖類等有機物，釋放其中的能量，用于生成ATP。綠色植物還通過葉綠體進行光合作用，吸收光能用于合成ATP 。小結ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化討論六：ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應？完成課件中表格共同總結：在ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化中，物質(zhì)可逆，能量和酶均不可逆。討論七：哪些生命活動由ATP直接供能? (學生討論，總結發(fā)言，教師補充）4、 ATP的利用：主動運輸、肌肉收縮、各種吸能反應、大腦思考、生物的發(fā)光發(fā)電等。理一理：ATP 是新陳代謝所需能量的 來源 糖類是細胞的主要 物質(zhì) 脂肪是細胞內(nèi)良好的 物質(zhì) 光能是生命活動的最終能量來源 ATP是細胞的能量“通貨”練一練：把螢火蟲的尾部組織取下，過一段時間熒光就消失了；如果滴一點ATP溶液，熒光將恢復。這說明螢火蟲的熒光是 轉(zhuǎn)化而成的。 請寫出相關的反應式： ATP ADP+Pi+能量 。知識遷移：海洋里有一種軟體動物槍烏賊，它有巨大的神經(jīng)細胞，能不斷吸收K+，科學家做過實驗：用一種有毒物質(zhì)使其神經(jīng)細胞中毒，吸收的功能就消失。如果注入一種物質(zhì)，神經(jīng)細胞又能恢復不斷吸收的功能，一直到這種物質(zhì)消耗完。請回答：（1）注入的這種物質(zhì)是 ATP ，其結構簡式可表示為 。（2）神經(jīng)細胞吸收的方式是 主動運輸 ，此物質(zhì)的吸收除需要注入一種物質(zhì)外，還需要載體。課堂小結：請以概念圖的形式小結ATP的結構與功能（見課件）八、布置作業(yè)：1