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高中 生物學(xué) 人教版（2019） 必修1 分子與細(xì)胞 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第2節(jié) 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP
教學(xué)目的
1． ATP的生理功能和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（C：理解）。
　　2． ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑（C：理解）。
　　3．培養(yǎng)學(xué)生思維能力，理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
教學(xué)重點(diǎn)
　　1． ATP的生理功能。
　　2． ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。
教學(xué)難點(diǎn)
　　ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量來(lái)源和去路。
教學(xué)用具
醫(yī)用ATP的注射液和ATP片劑。
教學(xué)方法
　　講述法，談話與觀察、提問(wèn)相結(jié)合。
　　復(fù)習(xí)提問(wèn)：1．首先請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，我們?cè)诘谝徽轮袑W(xué)習(xí)了哪些有機(jī)化合物？
　　（回答：糖類：?jiǎn)翁恰㈦p糖、多糖；脂類：脂肪、類脂。固醇；蛋白質(zhì)；核酸。）
　　2．哪一類有機(jī)化合物是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)呢？
　　（回答：糖類。）
　　3．脂類中的哪一種化合物是生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的主要物質(zhì)呢？
　　（回答：脂肪。）
　　討論：（師生共同參與）好，現(xiàn)在大家已經(jīng)了解到糖類、脂肪等有機(jī)物中儲(chǔ)存著能量；那這些能量又是從哪兒獲取的？怎樣儲(chǔ)存的呢？同學(xué)們可以討論（教師提示：想一想初中學(xué)習(xí)過(guò)的有關(guān)光合作用的知識(shí)）。
　　（回答：能量來(lái)源于光能，通過(guò)綠色植物的光合作用，把光能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在糖類、脂肪等有機(jī)物中。）
　　討論：有機(jī)物中儲(chǔ)存的能量又是怎樣釋放的呢？（教師提示：想想初中學(xué)習(xí)過(guò)的有關(guān)呼吸作用的知識(shí)。）
　　（回答：生物體可以通過(guò)呼吸作用分解體內(nèi)有機(jī)物，并釋放其中的能量，用于生命活動(dòng)。）
　　講述：對(duì)，有機(jī)物中的能量在細(xì)胞中可以隨著有機(jī)物的逐步氧化分解而釋放出來(lái)，用于生命活動(dòng)。那釋放出來(lái)的能量能不能直接被生物體利用呢？答案是不能。為什么呢？因?yàn)閺挠袡C(jī)物中釋放出來(lái)的能量需要轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，各種能量只有轉(zhuǎn)化成這種活躍的化學(xué)能以后才能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，這種活躍的化學(xué)能是什么呢？就是三磷酸腺苷，簡(jiǎn)稱為ATP（副板書(shū)）它是一種含有高能磷酸鍵的有機(jī)化合物。好，今天我們就來(lái)一起研究“新陳代謝與ATP”的有關(guān)內(nèi)容。（板書(shū)）
　　觀察：下面請(qǐng)幾位同學(xué)上講桌前來(lái)看看，我拿的是什么東西呢？（請(qǐng)這幾位同學(xué)代表大家觀察ATP片劑或ATP的注射液實(shí)物，由一位同學(xué)給其他同學(xué)讀出所看到實(shí)物的名稱。）
　　（回答：這是ATP片劑，這是ATP注射液。）
　　接下來(lái)，再請(qǐng)生物小組的同學(xué)介紹一下ATP在醫(yī)學(xué)方面的用途。
　　（回答：純凈的ATP是白色粉未狀，能夠溶于水，可作為一種藥品， ATP片劑可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或靜脈滴注。主要是用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病， ATP可以提供能量，起到改善患者新陳代謝狀況的作用。）
　　講述：從他們的介紹中，我們了解到儲(chǔ)存在ATP中的能量是可以被生物體直接利用的，那么，生物體進(jìn)行新陳代謝所需要的能量，也就可以由細(xì)胞內(nèi)的ATP直接提供，這樣看來(lái)， ATP也就是生物體新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。（板書(shū)）
　　講述：好，下面我們進(jìn)一步來(lái)研究有關(guān)ATP的內(nèi)容，首先是ATP的分子簡(jiǎn)式（板書(shū)）。請(qǐng)同學(xué)們翻開(kāi)課本第二節(jié)，在小資料中介紹了ATP的英文全稱和分子結(jié)構(gòu)式。（略）
　　ATP是活細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物。我們之所以把它叫做高能磷酸化合物，不僅是它的分子結(jié)構(gòu)中含有磷酸，還因?yàn)樗谒鈺r(shí)釋放的能量在20．92kj／mol（千焦每摩爾）以上，一般將水解時(shí)，能夠釋放20．92kj／mol能量的化合物都叫做高能化合物。ATP水解時(shí)釋放的能量是30．54kj／mol，所以ATP叫做高能磷酸化合物。
　　ATP的分子簡(jiǎn)式是：A—P～P～P（板書(shū)），A：代表腺苷（腺苷是由腺瞟吟和核糖組成的，有關(guān)腺膘吟的知識(shí)將在以后的學(xué)習(xí)中再研究）；P：代表磷酸基團(tuán)；～：代表高能磷酸鍵，是一種特殊的化學(xué)鍵。 ATP的水解實(shí)際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解，高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量是一般磷酸鍵水解時(shí)釋放能量的兩倍以上。
　　ATP是如何釋放其中的能量的呢？接下來(lái)我們就研究這個(gè)問(wèn)題，即： ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化（板書(shū)）， ADP是二磷酸腺苷的英文縮寫(xiě)。
　　觀察：好，請(qǐng)同學(xué)們看掛圖。
　　問(wèn)題： ATP在有關(guān)酶的催化作用下是哪一個(gè)高能磷酸鍵首先進(jìn)行水解的？
　　（回答：遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵。）
　　講述：對(duì)了，在一定的條件下， ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解，遠(yuǎn)離A的那個(gè)磷酸基團(tuán)脫離開(kāi)，形成磷酸（Pi），同時(shí)，將儲(chǔ)存在這個(gè)高能磷酸鍵中的能量釋放出來(lái)，三磷酸腺苷也就轉(zhuǎn)化成了二磷酸腺苷（ADP） 。
　　 問(wèn)題：大家繼續(xù)觀察ADP又是如何轉(zhuǎn)化成ATP的呢？
　　（回答：需要另一種酶的催化作用，需要磷酸（Pi）和能量，ADP就可轉(zhuǎn)化成ATP。）
　　講述：對(duì)， ADP在一定的條件下，也很容易重新形成ATP，將能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
　　提問(wèn)：細(xì)胞中ATP水解時(shí)釋放的能量都有什么用途呢？能舉出一些實(shí)例嗎？大家一起討論討論。
　　（回答：用于生命活動(dòng)，如肌肉收縮、細(xì)胞分裂等。）
　　講述：對(duì)，還有吸收、分泌、生物電等等，從這些可以知道ATP水解釋放的能量是各種生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源。另外，細(xì)胞內(nèi)的ATP含量卻總是保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，這是為什么呢？請(qǐng)大家打開(kāi)課本，在小資料中介紹了ATP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化是十分迅速的， ATP在細(xì)胞內(nèi)形成后不到1 min的時(shí)間就要發(fā)生轉(zhuǎn)化，這樣可使生物體內(nèi)部總保持一種穩(wěn)定的供能環(huán)境。
　　好，我們來(lái)總結(jié)一下ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系：（板書(shū)）
　　大家已經(jīng)知道ATP水解后釋放的能量，可用于完成各種生命活動(dòng)，這些被利用的能量還能回收嗎？
　　（回答：不能。）
　　講述：對(duì)，由ATP水解后釋放出來(lái)的能量是不可逆轉(zhuǎn)的，這些能量是不能再被利用而形成ATP，但Pi卻可以再次被利用。
　　大家再想一想，反應(yīng)式中的ANP在另一種酶的作用下，又轉(zhuǎn)化成ATP，這個(gè)過(guò)程中的能量又是從哪里來(lái)的呢？
　　好，下面我們就來(lái)繼續(xù)研究這個(gè)問(wèn)題，即ATP的形成途徑。
（板書(shū)）
　　觀察：大家仔細(xì)觀察掛圖（或計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件），對(duì)動(dòng)物和人體內(nèi)的活細(xì)胞中， ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需要的能量主要是來(lái)自哪兒呢？
　　（回答：呼吸作用。）
　　問(wèn)題：呼吸作用的主要場(chǎng)所在哪兒呢？
　　（回答：線粒體。）
　　講述：對(duì)動(dòng)物和人來(lái)說(shuō)， ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需要的能量，主要來(lái)自線粒體內(nèi)呼吸作用中分解有機(jī)物釋放出來(lái)的量。 （板書(shū)）
　　觀察：綠色植物體內(nèi)的活細(xì)胞， ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需要的能量又來(lái)自哪里呢？
　　（回答：主要來(lái)自呼吸作用、光合作用。）
　　問(wèn)題：無(wú)論是動(dòng)物、人還是綠色植物，將ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的根本來(lái)源在哪里呢？
　　（教師提示：動(dòng)物、人和綠色植物有氧呼吸分解的有機(jī)物是從哪里來(lái)的呢？綠色植物光合作用過(guò)程中所需能量又是從哪里來(lái)的呢？學(xué)生回答從略。）
　　講述：所以， ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量的根本來(lái)源是光能，是綠色植物通過(guò)光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能，并將ATP中的化學(xué)能最終儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中。關(guān)于呼吸作用和光合作用的詳細(xì)知識(shí)，我們將在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探討。
　　好，通過(guò)今大的學(xué)習(xí)大家對(duì)ATP有一定的了解，它好象是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”，可形象地把它比喻細(xì)胞內(nèi)流通的“能量貨幣”，生物體內(nèi)的新陳代謝正是因?yàn)榧?xì)胞中有這個(gè)“能量貨幣”才能順利地完成。
教學(xué)反思：1、教學(xué)中注意關(guān)注學(xué)生生活中的片段，將抽象的問(wèn)題直觀化。
2、教學(xué)在注意教師與學(xué)生的互動(dòng)學(xué)習(xí)，將學(xué)生立于教學(xué)主體，引導(dǎo)學(xué)生自己思考、討論、總結(jié)，教師在整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行引導(dǎo)。
3、教學(xué)注意加強(qiáng)知識(shí)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。
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