细胞的能量通货ATP教案 高一生物ppt课件教案 人教版.docx

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细胞的能量通货ATP教案高一生物ppt课件教案人教版

细胞的能量“通货”---ATP

高中生物模块一

第5章细胞的能量供应和利用

第2节细胞的能量“通货”-----ATP

[教材分析]：

本节主要讲了ATP的结构简式，ATP和ADP的相互转化，ATP的利用等问题，其中ATP与ADP相互转化时能量的来源与去路建立了从分子水平、细胞水平、生物个体水平到生态系统中能量间的关系为后面光合作用和细胞呼吸的学习做好了铺垫，所以本节内容篇幅虽不大却非常重要。

[教学目标]：

1、简述ATP的化学组成和特点。

2、写出ATP的分子简式。

3、解释ATP在能量代谢中的作用。

[教学重难点]：

1、ATP的化学组成特点及其在能量代谢中的作用。

2、ATP与ADP相互转化。

[教学用具]：

医用ATP的注射液和ATP片剂及相关产品说明书，ATP与ADP相互转化的多媒体课件，试管等。

[教学方法]：

讨论法、谈话法、观察与提问及讲述相结合的方法。

[教学过程]：

教学内容和时间安排

教师的组织和引导

学生的活动

处理预习学案中的问题（5分钟）

问题探讨导入新课（5分钟）

一、ATP分子的结构简式:

（10分钟）

A—P～P～P（板书）

A：

代表腺苷（板书）；

P：

代表磷酸基团（板书）；

～：

代表高能磷酸键（板书）

二、ATP和ADP的相互转化（板书）（15分钟）

ATPADP+Pi+能量（板书）

（1）能量来源：

绿色植物：

呼吸作用和光合作用

动物和人：

呼吸作用（板书）

（2）能量的去路即ATP的利用：

各项生命活动（板书）

本节小结

当堂反馈练习题

（10分钟）

课后作业布置

教师对预习学案中出现的问题进行讲解

用多媒体放映一个内容为“夜空中萤火虫飞舞”的短影片，并同时在影片的下方以字幕的形式列出下面的讨论题：

1、萤火虫发光的生物学意义是什么？

2、萤火虫体内有特别的发光物质吗？

3、萤火虫发光的过程有能量转换吗？

教师精讲点拨：

1、萤火虫发出的荧光，主要是求偶的信号，吸引异性前来交尾繁衍后代。

2、萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质3、有。

萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。

通过问题探讨我们知道萤火虫发光需要能量,那还有哪些生命活动需要能量?

请举例说明。

想一想这些生命活动需要的能量来自哪里呢?

很好，这些有机物能否直接为生命活动供能呢?

我们来看一个实验:

我们知道萤火虫都有发光器,我取了一些萤火虫的发光器研磨成粉末并与水混合装在了这些试管中,下面请每个小组上来一个同学领取2支试管及相应的实验材料。

现在同学们用双手捂住装有萤火虫的发光器粉末和水的试管，然后从手的缝隙里观察有什么现象发生。

为什么会出现这样的现象呢？

下面同学们看一下在我们实验材料中有葡萄糖和ATP，它们都是含有能量的化合物，能不能通过一个简单的实验来验证葡萄糖和ATP是否可以直接为生命活动供能呢？

很好，请同学们配制少许葡萄糖溶液和ATP溶液,然后分别加入到刚才的两支试管再用双手捂住试管从手的缝隙里观察有什么现象发生？

我们的实验结果是什么?

很好，从这个实验我们知道了ATP是生物体的直接能源物质，它可以直接为生物体的生命活动提供能量。

那ATP是什么样的呢?

同学们先观察实验材料中的纯净的ATP粉末、ATP片剂和ATP注射液。

很好，它有什么生理作用呢?

现在同学们认真看实验材料中医用ATP产品说明书的内容。

（ATP在医疗上有片剂和注射液两种,片剂可口服,注射液可肌肉注射或静脉滴注.一方面可以辅助治疗心肌萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等,一方面可提供能量,改善患者新陈代谢状况的作用）。

现在我们学习有关ATP的第一个问题：

ATP的分子简式（板书）。

同学们阅读课本第88页《ATP分子中具有高能磷酸键》一段，自主填写学案相关内容：

（1）ATP全称-----------，可简写为-----------，其中A代表----------，P代表--------，～代表----------如果水解可以释放出----------能量。

现在同学们开始做我们导学案上的例题1和变式训练题1，巩固我们学习的有关内容。

例题1:

一分子ATP含有（）分子腺苷,（）分子磷酸基团,（）分子高能磷酸键

变式训练题1:

1molATP中所有的磷酸键储存的化学能为（）

A30.54molB61.08mol

C91.62molD介于61.08mol与91.62mol之间

在学生做题时教师要巡视发现存在问题，找同学回答问题并解释计算的方法。

教师公布答案：

1、1322、D

教师精讲点拨：

这两个题考查ATP的分子结构简式中各符号的含义，例题1答的很好，变式训练题1在计算时注意普通的磷酸键和高能磷酸键含有能量的差别。

我们知道高能磷酸键含有的能量是30.54kj/mol,而普通的磷酸键含有的能量要少的多，所以计算时我们可以给它固定一个范围：

0〈X〈30.54kj/mol，再加上两个高能磷酸键所含61.08kj的能量就可以得到正确的答案。

　现在我们知道了ATP是高能磷酸化合物，可以储存大量的能量。

那ATP是如何释放其中的能量的呢？

接下来我们就研究这个问题，即：

ATP与ADP的相互转化（板书），ADP是二磷酸腺苷的英文缩写。

请同学们认真观察多媒体课件“ATP与ADP的相互转化过程”（可以演示其中的物质变化），考虑下面的问题:

（1）ATP在有关酶的催化作用下是哪一个高能磷酸键首先进行水解？

教师精讲点拨：

对，在一定的条件下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，远离A的那个磷酸基团脱离开，形成磷酸（Pi），同时，将储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，三磷酸腺苷也就转化成了二磷酸腺苷（ADP）

（2）大家继续观察ADP又是如何转化成ATP的呢？

对，ADP在一定的条件下，也很容易重新形成ATP，将能量储存在ATP中。

我们可以用式子表示出ATP和ADP的相互转化的过程:

ATPADP+Pi+能量（板书）

问题：

（3）大家继续看多媒体课件的演示过程仔细，观察ADP转化成ATP过程中的能量来源于哪里？

并参照课本P89回答。

很好，ADP转化成ATP过程中绿色植物的能量来源于呼吸作用和光合作用而动物人、真菌和大多数细菌的能量来源与呼吸作用（板书）。

问题：

（4）细胞中ATP水解时释放的能量都有什么用途呢？

能举出一些实例吗？

即ATP的利用（板书）。

大家参照课本P90图5—7一起讨论。

教师精讲点拨：

生物体的各项生命活动都需要能量作为动力，并且新陈代谢中的吸能反应总与ATP的水解相联系，由ATP的水解供能；放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。

也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，因此可以形象的把ATP比喻为细胞内流通的能量“通货”。

科学家在研究细胞内的ATP的含量是得到如下图的实验结果：

此图说明了什么？

对，细胞内的ATP的含量相对稳定。

我们知道各种生命活动所需能量的直接来源是ATP，而细胞内的ATP含量却总能保持相对稳定的状态，这是为什么呢？

同学们看课本的P89第一段内容找出答案。

我们从这里也可以得出ATP在细胞内的存在特点：

在细胞的含量少但转化非常的迅速。

那么ATP的含量相对稳定有何意义？

很好，通过学习关于ATP和ADP的相互转化过程中的能量转化、来源和去路以及物质变化我们都很清楚了，现在思考问题：

ATP和ADP的相互转化是不是可逆反应呢？

教师精讲点拨：

我们知道酶具有专一性所以一种是ATP合成酶一种是ATP水解酶；能量的来源和去路也不同，ATP水解时释放的能量是高能磷酸键内的能量，释放后用于各种生命活动，并且用于生命活动后的能量不能再回收而ATP合成的能量来自光合作用和呼吸作用所以能量不可逆。

那ATP和ADP的相互转化过程中的物质可以重复使用吗？

很好，在这个反应中能量不可逆但物质可逆，所以我们说ATP和ADP的相互转化过程实际上表示细胞内的ATP和ADP的循环过程，并不表示化学上的可逆反应。

再次播放“ATP和ADP的相互转化过程”的多媒体课件，让学生整理思路，形成知识体系。

现在同学们开始做我们导学案上的例题2和变式训练题2，巩固我们学习的有关内容。

例题2:

ADP转变为ATP需要：

（）

A．Pi、酶、腺苷和能量B．Pi、能量

C．能量、腺苷和酶D．Pi、能量和酶

变式训练题2:

关于ATP与ADP相互转化的叙述正确的是：

（　　）

A.物质和能量的变化是可的B.物质和能量的变化均不可逆

C.物质变化可逆，能量变化不可逆

D.物质变化不可逆，能量变化可逆

在学生做题时教师要巡视发现存在问题，找同学回答问题并解释计算的方法。

教师及时根据学生的回答进行精讲点拨。

通过这节课的学习我们知道ATP是生物新陈代谢的直接能源物质。

生物体内时时刻刻进行着ATP和ADP的相互转化，在能量流动过程中ATP像“能量货币”一样，是一种活跃的、随时可以利用的化学能。

ATP为新陈代谢的顺利进行提供了保证。

现在同学们做导学案上的当堂反馈练习题。

1、直接供给肌肉收缩所需能量的物质是（）

A脂肪B蛋白质

C葡萄糖DATP

2、绿色植物的细胞内，能产生ATP的细胞器是（）

A叶绿体和线粒体

B线粒体和核糖体

C核糖体和高尔基体

D叶绿体和核糖体

3、下面的生理过程不需要消耗ATP的是（）

A核糖体上合成血红蛋白

B在肺泡表面进行气体交换

C小肠吸收氨基酸

D神经冲动的传导

4、可以产生ATP又可以消耗ATP的细胞器是（）

A核糖体B高尔基体

C叶绿体D中心体

5、ATP

ADP+Pi+能量中，酶

（2）不可能存在于（）

A细胞质基质B叶绿体基质

C线粒体基质D线粒体内膜

6、据测定，世界著名重量级拳王霍利菲尔德平均每次出拳的力量高达200磅，试问引起如此之高的拳击力量的直接供能物质是：

（）

A.人体细胞内的ATPB.饮食中的ATP

C.人体细胞内的糖类D.人体细胞内的脂肪

17、1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗．博耶和英国的约翰．沃克，以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。

“三磷酸腺苷”简称“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。

回答下列问题：

⑴ATP的分子简式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中A代表＿＿＿，T代表＿＿＿，P代表＿＿＿＿＿，＿＿＿＿代表高能磷酸键。

⑵写出ADP和ATP相互转变的反应式：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑶在动物细胞中，ADP转变成ATP的能量主要来自＿＿＿＿作用，通常需要分解＿＿＿＿＿＿＿，消耗＿＿＿＿气；对于植物来说，ADP转变成ATP的能量还可来自＿＿＿＿＿作用。

在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

参考答案：

1D2A3B4C5A6A

7⑴分子简式：

A—P~P~P腺苷三个磷酸基~

⑵

⑶呼吸作用；葡萄糖；氧；光合作用；进行各项生命活动

在学生做题的时候教师要巡视，注意存在的错误，学生做完题后回答问题，然后教师针对学生的回答和巡视过程中发现的问题进行点评。

自主学习时间先认真看课本然后完成导学案上的作业：

1．萤火虫发光的直接供能物质是

1．荧火A、葡萄糖B、磷酸肌酸C、脂肪D、ATP

（05上海）【　　2．下列生命现象中不伴有ATP消耗的是

A神经冲动的传导

B含羞草受到刺激小叶合拢

C葡萄糖在小肠中被吸收

D根尖生长点细胞有丝分裂

（03江苏）【　　3．ATP转化为ADP可表示如下：

式中X代表

A、H2OB、[H]

C、PD、Pi

【　　】4．关于动物细胞中ATP的正确叙述

A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多

B、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质条件下直接形成

C、它含有三个高能磷酸键

D、ATP转变为ADP的反应是可逆的

【　　55．以下是对生物体ATP的有关叙述，其中正确的一项是

A、ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的

B、ATP与ADP是同一种物质的两种形态

C、生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应

D、ATP与ADP的相互转化，使生物体内的各项化学反应能在常温常压下快速而又顺利地进行

【　　6．精子在长途跋涉寻找卵细胞的过程中，与反应式ATP

ADP＋Pi＋能量有关的叙述中，错误的是

Ａ、在整个过程中，反应式只向右进行不向左进行

Ｂ、在整个过程中，反应式既向右进行也向左进行

Ｃ、反应向左进行和向右进行时的酶不同

Ｄ、反应向左进行和向右进行的能量不同

7思考题：

细胞的主要能源物质是什么？

生物体内储存能量的物质是什么？

新陈代谢所需能量的直接来源是什么？

ATP合成时所需要的能量来自于光合作用和细胞呼吸，那光合作用和细胞呼吸的能量来源于哪里？

细胞生命活动所需能量最终来源于哪里呢？

8查阅有关ATP的资料

认真观看短片并通过小组内同学的讨论回答老师提出的问题，可能的答案有：

1、萤火虫发光是为了捕食、吸引异性交配。

2、有特殊的发光物质但不知道具体发光的是什么物质。

3、有能量的转化，使有机物中的化学能转变成了光能才能发光。

小组讨论展示答案:

细胞分裂、肌肉收缩、动物奔跑、我们的学习活动等等。

小组讨论展示答案:

细胞内的有机物如糖类、脂肪等。

仔细观察后发现:

先有荧光出现过一段时间后消失.荧光消失是因为能源物质被消耗尽。

学生经过思考和讨论后回答：

可以继续我们现在的实验，在试管中分别加入葡萄糖溶液和ATP溶液,观察现象，荧光有没有重新出现，如果出现荧光说明可以直接为生命活动供能，如果没有荧光，则不能直接供能。

观察后回答:

加入葡萄糖溶液的试管没有现象出现,而加入ATP溶液的试管出现荧光。

实验表明:

葡萄糖不能被生物体直接利用，而ATP可以被生物体直接利用，可以直接为生物体提供能量。

观察后回答：

纯净的ATP是白色的粉末，可以溶于水，可以制成片剂和注射液。

学生阅读ATP产品说明书,了解有关ATP的内容，让学生对ATP有直观的认识。

学生阅读课本填写导学案相关内容，并展示答案

例题2学生可能出现的错误答案：

B或者C。

学生认真思考计算后得出答案，被提问的同学答题，其余同学认真听，

注意这个同学的答案和答题方法是否正确,并注意听老师的点拨。

回答：

远离A的那个高能磷酸键先水解。

回答：

需要另一种酶的催化作用，需要磷酸（Pi）和能量，高能磷酸键重新形成ADP就可转化成ATP。

回答：

动物、人等等的生物来自呼吸作用所释放的能量；绿色植物除了依赖呼吸作用所释放的能量还有在进行光合作用时ADP转化成ATP还利用了光能。

通过思考小组内讨论后展示答案：

用于生命活动，如细胞的主动运输、生物发电、肌肉收缩、细胞分裂、动物的奔跑、我们的学习活动、细胞中的吸能反应等等。

思考小组讨论后展示答案：

随着氧气含量的增加细胞内ATP的含量也在增加，但到了一定程度后ATP的含量会相对稳定。

学生认真看课本后做出回答：

ATP和ADP的相互转化时刻不停的进行并且转化速度非常快。

回答：

可以保证各项生命活动所需能量的稳定供应。

学生思考后回答：

不是可逆反应，反应中涉及的两种酶不同，能量的来源和去路不同。

思考后回答：

ATP和ADP的相互转化过程中的物质只有ADP和Pi，而ADP和Pi可以重复使用。

学生再次认真观看多媒体课件，整理思路。

学生认真做题

[教学反思]：

课题引入利用放映与本节问题探讨有关的短的影片，可以激发学生的学习兴趣；然后通过展示ATP片剂和注射液及其产品介绍,打消学生对ATP的陌生感，直观介绍ATP性质及其生理作用；设计了一个学生实验，让学生通过自己的探究活动得出“ATP是新陈代谢的直接能源物质”的结论，激发学生参与的积极性，但这个实验实际操作中萤火虫荧光物质的发光时间长短不好控制，容易影响教学效果，如果时间太长会耽误太多课堂时间，时间太短又不好观察，所以实验前教师的一定要做充分的准备，最好控制从学生观察到荧光消失约3~5分钟。

关于ATP分子简式通过讲解重点强调其全称、简式的写法及各个符号代表的含义并通过例题加强记忆。

ATP与ADP相互转化是重中之重，知识抽象，学生缺乏探究的理论和实践的基础，所以利用多媒体课件演示其转化过程，在演示中提出问题，解决问题时使用教师引导与学生讨论相结合的谈话法为主的教学方法，落实知识重点。

ATP的利用这一块课本上有点孤立，在教学时为了方便我把它放在ATP与ADP相互转化过程中能量的转化时一块学习，使知识更具连贯性，有利于学生形成知识体系，便于学生掌握。

在小结中总结ATP在新陈代谢中的作用，再次强调ATP是细胞的能量“通货”。

并通过当堂反馈练习题和作业提高学生对本节知识的理解，突出教学重点和难点，更好的落实教学目标。

作业中思考题的布置为后面光合作用和细胞呼吸的学习做好铺垫；查阅有关ATP的资料是为了培养学生收集和处理科学信息的能力，养成主动学习的好习惯，给学生充足的发挥空间，以达到课后再提高的目的。

总之，教学中努力让学生在自主学习、亲身实践、合作探究的氛围中学习。

尽量利用学习材料，让学生通过实验主动发现、探索问题，得出结论，加深对知识的印象，更有利于学生各项能力的培养。