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2019-2020年人教版高中生物必修1 5-2細胞的能量通貨-ATP 教案2 一、教學目標 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。 二、教學重點和難點 1.ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。 2.ATP與ADP的相互轉化。 三、教學方法 講授與學生討論相結合、問題引導法、歸納 四、課時安排：1課時 五、教學過程 問題探討 “銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牽?？椗?。”讓我們重溫唐代詩人杜牧這首情景交融的詩句，想象夜空中與星光媲美的點點流螢，思考有關的生物學問題。 （1）螢火蟲發(fā)光的生物學意義是什么？ 相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。 （2）螢火蟲體內有特殊的發(fā)光物質嗎？ 螢火蟲腹部后端細胞內的熒光素，是其特有的發(fā)光物質。 （3）螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉換嗎？ 有 生物體的能源物質：糖類、脂肪、蛋白質 生物體內貯存能量的物質：脂肪 生物體進行生命活動的主要能源物質：糖類 這其中的能量能不能直接被生物體利用呢？ 螢火蟲的熒光粉發(fā)光實驗 A. 用小刀將螢火蟲的發(fā)光器割下，置入甲、乙兩只試管中，分別各加入 2m水 現象：兩只試管均有短時間的黃色熒光出現。 B. 待黃色熒光消失后，在甲試管中加入2ml葡萄糖溶液，在乙試管中加 入 2mlATP溶液。 現象：甲試管不發(fā)光，乙試管發(fā)光。 問題：此實驗可以得出什么結論？ 結論：ATP是各項生命活動的直接能源物質。 第五章第二節(jié) 細胞的能量“通貨”——ATP （一）ATP分子中具有高能磷酸鍵 1. ATP的中文名稱？ 全稱為三磷酸腺苷，是一種不穩(wěn)定的高能化合物。 2. ATP的結構簡式為？A、T、P三個字母的含義？ 1分子ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸組成的。 A：腺苷 P：磷酸基 ～：高能磷酸鍵 —：普通化學鍵 3. 為什么ATP是高能磷酸化合物？ ATP的分子結構簡式可以表示為：A—P～P～P 第二個高能磷酸鍵相當脆弱，水解時容易斷裂，一個高能磷酸鍵含30.54kj/mol的能量，這就是ATP能夠儲存能量的奧秘所在！所以ATP是活細胞內的一種高能磷酸化合物。 4. 什么是高能磷酸化合物？ 一般將水解時，釋放的能量在20.92kj/mol以上的化合物，除ATP外，還有磷酸肌酸（CP）。 5. ATP的結構特點： （1）含有兩個高能磷酸鍵“～”， 是細胞內的一種高能磷酸化合物。 （2）遠離A（腺苷）的高能磷酸鍵“～”易斷裂且易形成。（斷裂形成ADP） 關于ATP的化學組成的說法中，正確的是（ A ） A. ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P B. ATP中的 A 表示腺膘呤 C. 含有三個高能磷酸鍵 D. 含有腺嘌呤和脫氧核糖 （二）ATP與ADP的相互轉化 ATP中遠離A（腺苷）的高能磷酸鍵“～”易斷裂且易形成，請同學們閱讀課本P88-89內容，回答遠離A（腺苷）的高能磷酸鍵“～”斷裂和形成伴隨著什么過程？ 1. ATP的水解過程：高能磷酸鍵斷裂，釋放能量，為生命活動提供能量。 A—P～P～P---水解酶-- A—P～P+Pi+能量 （1）能量去路：參與生命活動。 （2）能量來源：遠離A的高能磷酸鍵水解。 A—P～P：二磷酸腺苷（ADP） 2．ATP的合成過程：ADP+Pi+ 能量-------合成酶-- A—P～P～P （1）能量來源：植物：呼吸、光合作用。動物：呼吸作用、磷酸肌酸的轉化。 （2）能量去路：儲存在ATP中的高能磷酸鍵內。 ATP的化學性質不穩(wěn)定，在有關酶的催化作用下，ATP中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解脫離開來，形成游離的Pi，同時，儲存在這個高能磷酸鍵內的能量釋放出來，ATP就轉化成ADP。在有關酶的作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結合，重新形成ATP。大家看課本P89的圖。ATP和ADP的相互轉化伴隨著能量的釋放和儲存。因此與生物體的新陳代謝密切相關，二者的循環(huán)過程可以表示為： 對于上述反應中ATP和ADP的相互轉化可以從四個方面理解： （1）兩者的反應條件不同 ATP的分解是一中水解反應，催化該反應的酶屬于水解酶，ATP的合成是一種合成反應，起催化作用的是合成酶，根據酶具有專一性的特點，因此，兩者的反應條件不同 （2）兩者的能量來源不同 ATP水解釋放的能量是儲存于高能磷酸鍵中的化學能，而合成ATP的能量主要有光能和有機物氧化分解釋放出的化學能，在動物和人體內還可以來自于其他的高能化合物如磷酸肌酸。 （3）兩者的轉化場所不同 ATP的合成場所主要是在細胞質基質、線粒體和葉綠體，而ATP分解的場所則在生物體各處。 （4）兩者的功能不同 ATP是生物體內生命活動的直接能源物質，它水解時釋放的能量可以供各種生命活動所需而ATP的合成伴隨著能量的儲存，該反應實際上是生物體內能量的轉移過程。 總之，ATP和ADP的相互轉化并不是一個簡單的可逆反應，兩者轉化的方向即取決于相應的酶的存在，又取決于細胞內能量供求關系，正是由于兩者的不斷循環(huán)，才保證了生命活動的順利進行。 TP和ADP的相互轉化是可逆反應？ 可逆反應的特點：正逆反應都在同一條件下進行 ATP 酶1 ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量 酶2 ATP 酶 ATP水解酶 ATP合成酶 場所 細胞膜、葉綠體基質、細胞核等 細胞質基質、線粒體、葉綠體 能量來源 高能磷酸鍵 呼吸作用、光合作用 能量去向 用于各項生命活動 儲存于ATP中 物質可循環(huán)利用，能量是不可循環(huán)利用，反應不可逆 下列生理過程中，能生成ADP的是（ C ） A. 洋蔥表皮細胞的質壁分離 B. 大麥成熟區(qū)細胞的吸水 C. 人體細胞從周圍環(huán)境中吸收K+ D. 樟樹葉片蒸騰失水 資料分析： （1）經測定，正常人體細胞中ATP和ADP的總量僅有2—10mg （2）成年人，靜止狀態(tài)下，24小時內有40kg的ATP發(fā)生轉化，一個人在激烈運動狀態(tài)下， 1分鐘約有0.5kg的ATP發(fā)生轉化。 結論： （1）特點：細胞內的ATP含量極少，轉化十分迅速 （2）意義：為生物體內部提供穩(wěn)定的供能環(huán)境 （三）ATP的利用 吸能反應總是與ATP水解的反應相聯系，由ATP水解提供能量；放能反應總是與ATP 的合成相聯系，釋放的能量儲存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環(huán)流通。 結合課本圖，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖進行補充和完善。 ATP中的化學能可以轉變成機械能、化學能、電能、滲透能、光能等其它形式的能量。 思考與討論： 在細胞內，1mol葡萄糖徹底氧化分解后，釋放出2870KJ的能量。 （1） 計算： 1分子葡萄糖徹底氧化分解所釋放的能量是1分子ATP水解所釋放能量的多少倍? 94倍 （2）有人說，如果把糖類和脂肪比作大額支票，ATP則相當于現金。 你認為這種比喻有道理嗎？ 有 小試牛刀： 1. ATP的結構式可以簡寫為（ B ） A. A-P-P~P B. A-P~P~P C. A~P~P-P D. A~P~P~P 2. 生物體內進行生命活動的直接能源物質、主要能源物質和最終能源依次是（ D ） A. 太陽能、糖類、ATP B. ATP、糖類、脂肪 C. ATP、脂肪、太陽能 D. ATP、糖類、太陽能 3. 一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵數目依次是（ C ） A. 1，2，2 B. 1，2，1 C. 1，3，2 D. 2，3，1 4. 如果一個ATP脫去兩個磷酸，該物質就是構成核酸的基本單位之一，稱為（ A ） A. 腺嘌呤核糖核苷酸 B. 鳥嘌呤核糖核苷酸 C. 胞嘧啶核糖核苷酸 D. 鳥嘧啶核糖核苷酸 六、板書設計 第二節(jié) 細胞的能量通貨——ATP （一）ATP是各項生命活動的直接能源物質 1. 全稱：三磷酸腺苷 2. 結構簡式：A-P～P～P （二）ATP與ADP的相互轉化 ADP＋Pi＋能量 ATP （三）ATP的生成途徑——光合作用和呼吸作用 （四）ATP的利用