高中生物《細胞的能量”貨幣“ATP》教案

《細胞的能量“貨幣”ATP》教案

一、教學目標

1.通過觀察ATP的結構式，結合ATP的模型說出ATP的組成，歸納得出ATP的結構簡式。

2.通過ATP和ADP的轉化過程，能夠闡明ATP為細胞生命活動供能。

二、教學重難點

【重點】ATP的化學組成。

【難點】理解ATP是生物體內的直接能源物質。

三、教學過程

(一)新課導入

利用多媒體播放螢火蟲在黑暗里發光的動畫，學生體會“輕羅小扇撲流螢”的意境，教師提問：螢火蟲為什么能發光?

(螢火蟲體內有特殊的發光物質。)

教師追問：這種發光的過程需要能量嗎?由什么提供能量?引入新課。

(二)新課教學

1.ATP是一種高能磷酸化合物

教師講解：螢火蟲發光需要能量，但是這種能量不是由之前學過的糖以及脂肪直接提供的，而是轉化成了另一種有機物——ATP，直接為生命活動提供能量。

過渡：ATP有怎樣的結構決定其可以提供能量?

多媒體展示ATP的結構式，用紅綠紫分別代表不同的基團，提問：ATP包含了哪些結構?

學生通過觀察得出包括一分子堿基、一分子核糖以及三分子磷酸基團。

教師做出解釋和補充：ATP是腺苷三磷酸的英文縮寫，其中A代表腺苷，是由一分子腺嘌呤和一分子核糖組成的結構，T是三的首字母，P代表三個磷酸基團。腺苷和三個磷酸基團通過普通化學鍵連接，用“-”表示。而磷酸基團之間的這種化學鍵是特殊的化學鍵，用“~”表示。

教師提問：如何用簡單的方式表示ATP的結構?

學生同桌兩人一組討論得出ATP的結構簡式為A-P~P~P。

教師展示特殊的化學鍵的資料卡片，提問：這種化學鍵特殊在哪里?

(這種特殊的化學鍵由于相鄰的磷酸基團具有排斥作用使這種化學鍵不穩定，具有較高的轉移勢能。所以，這種特殊的化學鍵比普通的鍵更容易斷開。)

過渡：ATP是如何釋放能量的?

教師播放ATP水解釋放能量的微觀動畫，提問：

(1)ATP發生了怎樣的變化?

(2)斷裂的是哪一個特殊的化學鍵?

(3)特殊的化學鍵斷裂后，釋放了多少能量?

(ATP最外側的特殊化學鍵發生斷裂，并釋放30.54kJ的能量。)

教師解釋給予補充：最外側的化學鍵最容易斷裂，釋放能量，從而使ATP失去了一個磷酸基團。1mol的ATP水解能夠釋放30.54kJ能量，超過20.92kJ/mol這個界限，也因此ATP被稱為高能磷酸化合物。

過渡：ATP斷裂了一個化學鍵之后，變成了什么?

2.ATP與ADP可以相互轉化

教師提問：通過前面的動畫已經知道了ATP水解放能的過程，那么失去了一個磷酸基團的物質是什么?你能對比著ATP的命名原則說出它的中文名稱嗎?

(腺苷二磷酸。)

教師講解補充，腺苷二磷酸的英文縮寫是ADP。

教師追問：人體激烈運動，每分鐘消耗0.5kg的ATP，但成人體內存在的ATP含量一般只有2-10mg，我們每天需要的大量能量都是由ATP提供的，那么生物體內如何補充生命活動所需的大量ATP呢?

教師展示ATP在體內不斷循環供能的微觀動畫，提問：ATP是如何合成的?

(ADP在酶的作用下和Pi還有能量，能夠合成ATP。)

追問：ATP和ADP可以相互轉化不斷進行水解和合成，ATP的合成反應和水解反應可逆嗎?為什么?

(不可逆，因為能量來源不同，所需要的酶不同。)

教師總結：ATP特殊的化學鍵斷裂以后，生成ADP和Pi，并釋放能量，而ADP和Pi也可以在酶的催化作用下合成ATP。兩者在體內含量都很少，當人需要能量時，兩者會迅速相互轉化，提供能量。除了人以外，其他的生物也存在這種轉化機制，體現了生物的統一性。

(三)鞏固提升

學生繪制ATP和ADP相互轉化的示意圖，在生物小組內進行交流。

(四)課堂小結

提問：通過本節課你收獲了哪些內容?

(知道了ATP的結構以及釋放能量的過程，了解了ATP是如何通過特殊化學鍵提供能量的，并且理解了ATP與ADP是可以相互轉化的。)

(五)布置作業

思考：合成ATP的能量來源有哪些?

四、板書設計