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1、2022年高中生物 第五章第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”—ATP教學(xué)案 新人教版必修1
【大成目標(biāo)】(目標(biāo)解讀及課堂組織2分鐘)
1、通過閱讀、資料分析、小組討論等方式,說出ATP的結(jié)構(gòu)及生理功能,解釋ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑,探討ATP在能量代謝中的作用;(重、難點(diǎn))
2、在資料分析、小組討論中,培養(yǎng)語言表達(dá)能力以及查閱資料、共享信息的能力。
【使用說明】
1、精讀課本第88-90頁,用紅筆做好疑難標(biāo)記;
2、小組合作學(xué)習(xí),按質(zhì)按量完成導(dǎo)學(xué)案;
3、建議1課時(shí)。
基礎(chǔ)案(課前20分鐘,課堂3分鐘展示、點(diǎn)評(píng))
1、ATP的全稱: 三
2、磷酸腺苷 。ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A—P~P~P ,其中,A代表 腺苷
(由腺嘌呤和 核糖 結(jié)合而成),P代表 磷酸基團(tuán) ,“~”代表 高能磷酸鍵 。
ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種 高能磷酸 化合物。
2、ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在有關(guān)酶的催化下,ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵容易水解,于是遠(yuǎn)離A的那個(gè)P就脫離下來,形成游離的 Pi(磷酸) ,同時(shí),儲(chǔ)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 的英文名稱縮寫)在相關(guān)酶的催化下,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。
3、ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式:ATPADP+Pi+能量。
3、對(duì)人和動(dòng)物來說,ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量,來自 呼吸 作用,對(duì)綠色植物來說,ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量,來自 呼吸作用 和 光合作用 。
4、細(xì)胞中的吸能反應(yīng)總是和 ATP水解 相聯(lián)系;放能反應(yīng)總是和 ATP的合成 相聯(lián)系。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。因此,可以形象地把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”。
升華案 25分鐘(15分鐘小組合作探究,10分鐘展示點(diǎn)評(píng))
2、ATP和ADP的結(jié)構(gòu)
項(xiàng)目
ATP
活學(xué)巧記:
ATP的兩個(gè)高能磷酸鍵全部水解后所剩部分為AMP(腺嘌呤核糖核苷酸),是RNA的基本組成單位之一。
ADP
4、
全稱
三磷酸腺苷
二磷酸腺苷
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
A—P~P~P
A—P~P
符號(hào)含義
A代表 腺苷 ;P代表 磷酸基團(tuán) ;
~代表 高能磷酸鍵 。
T代表 三 ;
D代表 二 ;
高能磷酸鍵數(shù)
2個(gè)
1個(gè)
例1.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基團(tuán)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
例2.ATP中大量化學(xué)能儲(chǔ)存在( D )
A、腺苷內(nèi) B.磷酸基團(tuán)內(nèi) C.腺苷與磷酸基團(tuán)連接鍵內(nèi) D.高能磷酸鍵內(nèi)
資料1、肌肉收縮的直接能源物質(zhì)
5、是ATP。在人體安靜狀態(tài)時(shí),肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1~2s所需的能量。 一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量,供運(yùn)動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜的狀態(tài)下,24h內(nèi)竟有40kg的ATP被水解。
結(jié)論:據(jù)資料1可知生物體內(nèi)的ATP含量很 少 ,但生物體對(duì)ATP的需求量很 大 。
3、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化
思考:生物體內(nèi)ATP的含量很少需要卻很多,生物體是如何解決這一矛盾的呢?
結(jié)論:通過ATP和ADP的 相互轉(zhuǎn)化 。
探究:ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎?
(1)、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)換(反應(yīng)式):ATPADP+Pi+能量。
(
6、2)、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)換的比較
比較項(xiàng)目
ATP合成
ATP分解
酶
合成酶
水解酶
場(chǎng)所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體
細(xì)胞內(nèi)所有需要能量的進(jìn)行生命活動(dòng)的結(jié)構(gòu)
能量來源
化學(xué)能和太陽能
儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能
結(jié)論: ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化在 物質(zhì) 上可逆,在 能量 上不可逆。
例3.ATP轉(zhuǎn)化為 ADP 可表示如下:式中X代表( D )
A、H2O B、[H] C、P D、Pi
例4.關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞中ATP的正確敘述( A )
A、ATP在動(dòng)物體細(xì)胞中普遍存在,但含量不多
B、當(dāng)它過分減少時(shí),可由A
7、DP在不依賴其他物質(zhì)條件下直接形成
C、它含有三個(gè)高能磷酸鍵
D、ATP轉(zhuǎn)變?yōu)锳DP的反應(yīng)是可逆的
4、ATP的利用
ATP作為直接能源物質(zhì),水解后可用于各種生命活動(dòng),如轉(zhuǎn)變?yōu)椋夯瘜W(xué)能 (用于合成代謝)、 機(jī)械能 (用于肌肉收縮)、 滲透能 (用于物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸)、電能(生物電、生物發(fā)光)、 熱能 (用于維持體溫)等。
鞏固案 10分鐘(學(xué)生獨(dú)立作答、分層達(dá)標(biāo),教師點(diǎn)撥)
【A級(jí)】
1.熒火蟲發(fā)光所用的能量直接來自( D )
A、葡萄糖 B、磷酸肌酸 C、脂肪 D、ATP
【B級(jí)】
2.下列生命現(xiàn)象中不伴有ATP消耗的是(
8、 B )
A.神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo) B.含羞草受到刺激小葉合攏
C.葡萄糖在小腸中被吸收 D.根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞有絲分裂
3.對(duì)“ATPADP+Pi+能量”的敘述中,正確的一項(xiàng)是( B )
A.反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行時(shí)所需的酶都是一樣的
B.反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí)釋放能量,向左進(jìn)行時(shí)儲(chǔ)存能量
C.整個(gè)反應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程
D.植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生這個(gè)反應(yīng)的生理過程都一樣
【C級(jí)】
4.三磷酸腺苷中任何高能磷酸鍵水解后均可放能 30.54kJ/mol ,那么, 1molATP 中所有磷酸鍵儲(chǔ)存的化學(xué)能為( D )
A . 34.54mol B . 61.08mol C .
9、 91.6mol D .介于 61.08mol 與 91.6mol
5.在活細(xì)胞中,右圖中循環(huán)過程永不停止地進(jìn)行著。請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析回答ATP和ADP循環(huán)中的有關(guān)問題:
(1)ATP作為生物體生命活動(dòng)的 直接能源 物質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 A—P~P~P ,在②過程中,是由于 遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸 鍵的斷裂而釋放出能量。
(2)在綠色植物細(xì)胞內(nèi),與①相應(yīng)的生理活動(dòng)主要是在細(xì)胞內(nèi)的 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 、 線粒體 、 葉綠體 中進(jìn)行。
(3)A1和A2分別起什么作用?二者相同嗎?
A1起催化作用,催化ATP的合成,是合成酶;
A2起催化作用,催化ATP的水解,是水解酶。二者不相同。
(
10、4)①中能量El的來源有哪些?②中能量E2的去向有哪些?
①植物細(xì)胞中能量E1來自于光合作用過程中利用的光能和呼吸作用中糖類等有機(jī)物分解釋放的能量,動(dòng)物細(xì)胞中的能量E1來自于呼吸作用中糖類等有機(jī)物分解釋放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。
②中能量E2的去向是轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量,用于生物的各項(xiàng)生命活動(dòng),主要有化學(xué)能、機(jī)械能、電能、滲透能等。
課堂小結(jié):
ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A-P~P~P
ATP的中文名稱:三磷酸腺苷
ATP具有高能磷酸鍵
酶1
酶2
ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化 ATP ADP+Pi+能量
ATP的利用:用于各項(xiàng)生命活動(dòng)