第一篇：《細(xì)胞的能量“通貨”─ATP》教案

《細(xì)胞的能量“通貨”─ATP》教案

【教學(xué)目標(biāo)】

知識目標(biāo)

簡述ATP的化學(xué)組成和特點；寫出ATP的分子簡式。能力目標(biāo)

解釋ATP在能量代謝中的作用。德育目標(biāo)

通過宏觀現(xiàn)象理解微觀現(xiàn)象，建立學(xué)生的抽象思維。

【教學(xué)重點】

ATP化學(xué)組成的特點及其在能量代謝中的作用，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

【教學(xué)難點】

ATP化學(xué)組成的特點及其在能量代謝中的作用，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

【課時安排】1課時 【教學(xué)過程】

〖引入〗生命活動需要能量，這些能量來自哪里呢？學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中了解到生命活動需要的能量來自細(xì)胞中的有機(jī)物。可以讓學(xué)生想一想，燃燒一匙葡萄糖，能觀察到什么現(xiàn)象？燃燒葡萄糖可以觀察到放出的熱和光，說明葡萄糖中蘊(yùn)含著能量。但是細(xì)胞內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)均需要溫和的條件，那么細(xì)胞中的能量以什么形式釋放出來？又是如何被利用的呢？

〖問題探討〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。〖提示〗見P89。

1.螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。2.螢火蟲腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質(zhì)。

3.有。螢火蟲腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變成光能時，螢火蟲才能發(fā)光。

〖問題〗以“本節(jié)聚焦”再次引起學(xué)生的思考，注意。

一、ATP分子中具有高能磷酸鍵

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P88頁，通過提問的方式指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)ATP的結(jié)構(gòu)特點。問題：ATP的結(jié)構(gòu)簡式及其特點。討論：學(xué)生討論。

總結(jié)：ATP中文名稱：三磷酸腺苷 結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸，～代表高能磷酸鍵 特點：（1）ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，含有兩個高能磷酸鍵，高能磷酸鍵儲存了大量的能量。（2）ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵易水解，釋放大量的能量。

二、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化

問題：如何理解ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。討論：學(xué)生討論。

總結(jié)：

1、ATP水解釋放能量

(1)反應(yīng)式：A—P～P～P →A—P～P ＋ Pi ＋ 能量

（2）能量來源：遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵易水解，釋放大量的能量（3）酶：ATP水解酶

2、ATP合成儲存能量

(1)反應(yīng)式：A—P～P ＋ Pi ＋ 能量→A—P～P～P（2）能量來源：光合作用和呼吸作用（3）酶：ATP合成酶

3、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的意義

ATP是活細(xì)胞內(nèi)一種特殊的能量載體，在細(xì)胞核、線粒體、葉綠體以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中廣泛存在著，ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。ATP末端磷酸基團(tuán)的周轉(zhuǎn)是極其迅速的，其消耗與再生的速度是相對平衡的，ATP的含量因而維持在一個相對穩(wěn)定的、動態(tài)平衡的水平。可見，細(xì)胞內(nèi)ATP系統(tǒng)處在動態(tài)平衡之中，這對于構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定的供能環(huán)境具有十分重要的意義。

三、ATP的利用

ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于各項生命活動。這些能量的形式主要有以下6種。①細(xì)胞的主動運輸 ②肌細(xì)胞的收縮 ③電能大腦的思考

④化學(xué)能細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能。

⑤光能，生物體用于發(fā)光的能量直接來自ATP，如螢火蟲的發(fā)光。〖思考與討論〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。〖提示〗1.1分子葡萄糖所含的能量，約是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的能量）。

2.有道理。糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩(wěn)定，不能被細(xì)胞直接利用。這些穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化成ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞直接利用。

【板書設(shè)計】

一、ATP分子中具有高能磷酸鍵 ATP（三磷酸腺苷）：A—P～P～P 結(jié)構(gòu)特點： “一二三”（一個A，兩個高能磷酸鍵，三個磷酸）

二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

A—P～P～P →A—P～P ＋ Pi ＋ 能量（ATP水解酶）A—P～P ＋ Pi ＋ 能量→A—P～P～P（ATP合成酶）

三、ATP的利用

ATP水解為ADP時釋放能量

ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲存能量

【課堂總結(jié)及布置作業(yè)】

掌握ATP化學(xué)組成的特點及其在能量代謝中的作用，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。課本P90習(xí)題

第二篇：細(xì)胞的能量通貨ATP教案

第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP

第五章：細(xì)胞的能量供給與利用

第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP

一、教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

（1）簡述ATP的化學(xué)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。

2、過程與方法（1）通過ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，認(rèn)識ATP在細(xì)胞中作為能量流通的原因。（2）通過分析，比較在物體生命活動中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代謝的規(guī)律。

3、情感態(tài)度與價值觀

（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。

（2）通過對課本P90圖5－7進(jìn)行補(bǔ)充和完善，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)主動參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語闡述觀點和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。

二、教學(xué)重點與難點

1、教學(xué)重點

（1）ATP化學(xué)組成的特點及其在能量中的作用。（2）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

2、教學(xué)難點

（1）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

三、教學(xué)設(shè)計

以“車胤借螢火蟲夜讀”的小故事創(chuàng)設(shè)情境。老師提出問題，學(xué)生討論：

1、螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？

2、螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？

3、螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？

教師總結(jié)，并講解：在生命過程中，不光是螢火蟲發(fā)光與能量有關(guān)，任何生命活動都需要能量。前面我們也學(xué)過關(guān)于能量的化合物。教師提問：主要的能源物質(zhì)？主要的儲能物質(zhì)？這些物質(zhì)能不能直接提供能量？針對第三個問題，進(jìn)入探究實驗——葡萄糖和ATP是否能直接提供能量。

教師根據(jù)實驗現(xiàn)象提問，學(xué)生討論：從A、B試管的實驗現(xiàn)象中你得出的結(jié)論是? 教師講述：葡萄糖里的能量不能直接利用，我們把它比作是存折里的錢，那么ATP能直接供能，可以比作現(xiàn)金，即流通的貨幣，簡稱“通貨”。這節(jié)課一起探討“細(xì)胞的能量通貨——ATP”。

一、ATP分子的結(jié)構(gòu)

教師出示ATP藥劑圖，簡介ATP的功能。教師提問，學(xué)生看書思考： 1.ATP的結(jié)構(gòu)簡式為？

2.ATP簡式中A、P、~分別代表什么？ 3.ATP的中文名稱？

教師加以引導(dǎo)歸納后，練習(xí)鞏固。（見學(xué)案練一練1、2、3、4。）

第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP

二、ATP與ADP的轉(zhuǎn)化

從練習(xí)4引出問題，學(xué)生討論：

1、ATP供能時，釋放哪個化學(xué)鍵中的能量？

2、ATP供能過程中，可形成哪些產(chǎn)物？

學(xué)生根據(jù)釋放能量的來源和形成的產(chǎn)物，寫出ATP水解過程的反應(yīng)式。

資料顯示，正常人每天ATP的轉(zhuǎn)變量幾乎接近于體重，但在體內(nèi)存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在體內(nèi)可以相互轉(zhuǎn)化，學(xué)生寫出ATP形成過程的反應(yīng)式。

教師合并兩個反應(yīng)式，提問，學(xué)生討論：

ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？

教師提問能量是否相同？引導(dǎo)學(xué)生討論：ADP 轉(zhuǎn)化成ATP所需的能量從哪里來？

三、ATP的來源

學(xué)生分析，教師加以點評、總結(jié)。

教師講述：線粒體把葡萄糖分解，釋放的能量用于ATP的形成，在現(xiàn)金和存折之間起到了怎樣的作用？說明葡萄糖里不能直接利用的能量可以轉(zhuǎn)變成ATP進(jìn)行直接供能。對于綠色植物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量來自于呼吸作用和光合作用；對于人、高等動物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量除來自于呼吸作用外，人和高等動物還可以來自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移。

ATP形成與水解的能量不同，進(jìn)一步證明了ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。請學(xué)生填表總結(jié)（見學(xué)案），得出結(jié)論：物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的。

練一練5、6、7、8。（見學(xué)案）

由練習(xí)8：ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，生成很快，同時也說明了ATP利用很快。提問，學(xué)生思考討論：哪些生命活動由ATP直接供能?

四、ATP的利用

學(xué)生舉例，教師總結(jié)。

教師講解：ATP為各項生命活動提供能量。細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)有的是吸能反應(yīng)，有的是放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。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。

練一練：9。小結(jié)

通過這堂課的學(xué)習(xí)，你掌握了什么？ 作業(yè)布置

完成過關(guān)檢測（見學(xué)案）板書設(shè)計

第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 一．ATP分子結(jié)構(gòu)特點

A—P～P～P 二．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化 三．ATP的形成

四．ATP的利用

第三篇：示范教案(細(xì)胞的能量“通貨”——ATP)

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第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP

●從容說課

《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》主要介紹了ATP分子的組成和結(jié)構(gòu)特點,ATP具有與ADP相互轉(zhuǎn)化的特性,以及ATP在細(xì)胞生命活動中的作用等內(nèi)容。

關(guān)于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化既是本節(jié)的重點也是難點。教師可以繼續(xù)利用前面的比喻，將細(xì)胞中的能量通貨比作我們?nèi)粘Ｉ钪械牧阌缅X，它會隨著每天的花銷而減少，因此要維持正常生活必須不斷破開大面值的鈔票給予補(bǔ)充，細(xì)胞中的大面值鈔票主要是糖類等有機(jī)物。在有機(jī)物分解時釋放出的能量能被用來合成ATP，這個過程通過ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)。教師在介紹這部分內(nèi)容時可以充分利用教材上的圖解，告訴學(xué)生ATP水解時，遠(yuǎn)離腺苷的磷酸鍵斷裂時釋放出較多的能量，是一種放能的過程，所以當(dāng)ADP與磷酸再次結(jié)合形成ATP時，必然從周圍吸收相同的能量，而且這個過程在細(xì)胞中時刻發(fā)生，這就是為什么ATP可以作為一種能量的“小票”而在細(xì)胞中流通使用的原因。

關(guān)于ATP的利用，一是要講清楚吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與ATP的分解和合成的關(guān)系，二是要充分利用教材上的圖解，讓學(xué)生在看懂圖解的基礎(chǔ)上，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖解進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

●三維目標(biāo)

1.知識與技能

（1）簡述ATP的化學(xué)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。2.過程與方法

（1）通過ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的多媒體動畫，認(rèn)識ATP在細(xì)胞中作為能量流通的原因。

（2）通過分析，比較在生物體生命活動中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代謝的規(guī)律。

3.情感態(tài)度與價值觀

（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。

（2）通過對課本P90圖5－7進(jìn)行補(bǔ)充和完善，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)主動參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語闡述觀點和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。

●教學(xué)重點

1.ATP化學(xué)組成的特點及其在能量中的作用。2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。●教學(xué)難點

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

●教具準(zhǔn)備

1.教師課件。

2.ATP結(jié)構(gòu)式掛圖。

●課時安排

1課時

●教學(xué)過程 ［課前準(zhǔn)備］

思考問題:在人類的生產(chǎn)和生活中是怎樣解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”這一

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矛盾的？例如,發(fā)電廠是如何轉(zhuǎn)化能量的?人們是如何從農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成各種生活用品的? ［情境創(chuàng)設(shè)］

1.老師提出問題，學(xué)生討論（1）螢火蟲發(fā)光需要能量嗎？

（2）細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，生物的生命活動需要能量能直接利用它們嗎？

2.教師講解

從課文中的唐詩中我們知道，生物的生命活動需要能量。實際上，細(xì)胞中還有許多化學(xué)反應(yīng)是需要能量的，這些能量是從哪里來的呢？我們知道，細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，這些能源物質(zhì)的穩(wěn)定性，利于大量地儲存，但它們不能直接為細(xì)胞的生命活動提供能量，細(xì)胞是怎樣解決“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”這一矛盾的？細(xì)胞把穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)化成另一種能直接給細(xì)胞的生命活動提供能量的有機(jī)物——ATP，解決了這一問題。ATP什么物質(zhì)呢？

［師生互動］

1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點

學(xué)生閱讀課本P88相關(guān)內(nèi)容后，教師講解：

（1）展示ATP結(jié)構(gòu)式掛圖，向?qū)W生介紹腺嘌呤、核糖（兩者結(jié)合而成腺苷）、磷酸。（2）ATP是三磷酸腺苷的英文名稱的縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)可以簡寫成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，T代表三，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做高能磷酸鍵，ATP分子中大量的能量就儲存在高能磷酸鍵中。ATP水解時高能磷酸鍵可以水解放出大量的能量，達(dá)到30.54 kJ/mol。所以說，ATP是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。

2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

（1）學(xué)生閱讀課本P88～P89頁相關(guān)內(nèi)容，回答問題：ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？（2）教師講解：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)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（磷酸），同時，儲存在這個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的縮寫）。在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結(jié)合，重新形成ATP（播放多媒體課件：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化）。

資料顯示，正常人每天ATP的轉(zhuǎn)變量幾乎接近于體重，但在體內(nèi)存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡之中。如下所示：

3.ATP的形成途徑

（1）學(xué)生閱讀課本P89相關(guān)內(nèi)容后，分組討論：動植物ATP的形成途徑有哪些？（2）教師講解：對于綠色植物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量來自于呼吸作用和光合作用；對于人、高等動物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量除來自于呼吸作用外，人和高等動物還可以來自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移。

4.ATP的利用

（1）教師講解：吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。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。

（2）學(xué)生看課本圖，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

［教師精講］

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1.細(xì)胞內(nèi)儲存能量的物質(zhì)有糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等。細(xì)胞內(nèi)消耗能源物質(zhì)的順序是：糖類脂肪蛋白質(zhì)。一般情況下生物體內(nèi)細(xì)胞利用的能源物質(zhì)是糖類，而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給ATP，轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，才能供給各種生命活動利用，從而解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”的矛盾。

2.直接供給生命活動能量的能源物質(zhì)是ATP。在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中，ATP是一種關(guān)鍵物質(zhì)。ATP是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”，它有利于能量的運輸和協(xié)調(diào)供給，如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP，可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜用于主動運輸，也可以進(jìn)入細(xì)胞核推動DNA的復(fù)制等等，從而解決“產(chǎn)能”和“用能”在空間上的矛盾。

3.ATP的結(jié)構(gòu)與物理、化學(xué)知識有密切聯(lián)系，ATP中的能量可以轉(zhuǎn)變成機(jī)械能（如肌肉收縮、鞭毛擺動）、化學(xué)能、電能（如神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)）、滲透能（如主動運輸?shù)哪芰浚⒐饽艿绕渌问降哪芰俊?/p>

4.胞內(nèi)供能物質(zhì)有ATP和磷酸肌酸，ATP普遍存在，但含量不多，當(dāng)ATP大量消耗時，則磷酸肌酸釋放能量供ADP和Pi合成ATP。磷酸肌酸的存在對ATP含量的相對穩(wěn)定起緩沖作用。

［評價反饋］

學(xué)生做課本練習(xí)題、教師檢查評講。［課堂小結(jié)］

全稱：三磷酸腺苷結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P酶　與ADP相互轉(zhuǎn)化：ADP+Pi+能量　ATP光合作用(綠色植物)形成途徑ATP呼吸作用(細(xì)胞生物)其他高能化合物的轉(zhuǎn)移(動物)ATP能源物質(zhì)與新陳代謝的關(guān)系氧化分解釋放能量肌肉收縮(機(jī)械能)神經(jīng)傳導(dǎo)及生物電(電能)合成代謝(化學(xué)能)ADP+Pi吸收分泌(滲透能)

CO　+ H O等2　2 ［課后拓展］

1.其他高能磷酸化合物

在動物和人體細(xì)胞（特別是肌細(xì)胞）內(nèi)，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物還有磷酸肌酸（可用C～P代表）。磷酸肌酸的結(jié)構(gòu)式是：

當(dāng)動物和人體細(xì)胞由于能量的大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的ATP含量過分減少時，在有關(guān)酶的催化作用下磷酸肌酸中的磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給ADP，從而生成ATP和肌酸（可用C代表）；當(dāng)ATP含量比較多時，在有關(guān)酶的催化作用下，ATP可以將磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給肌酸，使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。

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對于動物和人體細(xì)胞來說，磷酸肌酸只是能量的一種儲存形式，而不能直接被利用。由此可見，對于動物和人體細(xì)胞來說，磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用之間起著緩沖的作用，從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠保持相對的穩(wěn)定，ATP系統(tǒng)的動態(tài)平衡得以維持。

2.螢火蟲發(fā)光的原理和意義 螢火蟲不論雄性的還是雌性的，夏秋的夜晚都會一閃一閃地發(fā)光。雄蟲比雌蟲的個體小一些，但發(fā)出的閃光卻亮一些。螢火蟲發(fā)出的閃光，主要是求偶的信號，用來吸引異性前來交尾。螢火蟲有許多種，如平家螢火蟲、姬螢火蟲等。不同種類的螢火蟲會發(fā)出各自特定的閃光信號。雌蟲看到飛舞著的同種雄蟲發(fā)出的閃光信號后，就會以特定的閃光信號回應(yīng)。雄蟲的每一組閃光信號是由幾個節(jié)奏組成的，每個節(jié)奏都包括閃光的次數(shù)、閃光的頻率和每次閃光的時間，這些都是雌蟲能夠識別的。如果雌蟲順利地回應(yīng)了閃光信號，則雄蟲就會前來交尾，以繁衍后代。有的科學(xué)家準(zhǔn)確分析出某種雄性螢火蟲的閃光規(guī)律后，用手電筒模擬這種閃光信號，竟然發(fā)現(xiàn)同種的雌蟲會迎光而來。

有趣的是，雌蟲看到其他種類雄蟲的閃光信號后，有時竟能發(fā)出該種雌蟲的閃光信號，這種閃光信號具有欺騙性，能使該種雄蟲誤以為可以前去交尾而被雌蟲吃掉。雌蟲的這一特性，可以使自己獲得豐富的營養(yǎng)。這種現(xiàn)象被科學(xué)家戲稱為“死亡擁抱”。此外，螢火蟲發(fā)出的熒光還具有一定的警戒作用和照明作用。

螢火蟲的發(fā)光器官位于腹部后端的下方，該處具有發(fā)光細(xì)胞。發(fā)光細(xì)胞的周圍有許多微細(xì)的氣管，發(fā)光細(xì)胞內(nèi)有熒光素和熒光素酶。熒光素接受ATP提供的能量后就被激活。在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。順便說到，熒光是一種冷光，其發(fā)光效率可高達(dá)98％左右，而熱光則發(fā)光效率低得多，如太陽的發(fā)光效率只有35％左右。

●板書設(shè)計

第2節(jié)

細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點

（１）化學(xué)組成：腺嘌呤、核糖、磷酸；（２）ATP（三磷酸腺苷），結(jié)構(gòu)簡式A—P～P～P，是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

（1）ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡之中。如下式所示：

ADP＋Pi＋能量

ATP（2）ATP和ADP能相互轉(zhuǎn)化的原因 3.ATP的形成途徑

（1）綠色植物：能量來自于呼吸作用和光合作用；

（2）人、高等動物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌：能量除來自于呼吸作用外，人和高等動物還可以來自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移。

4.ATP的利用（1）運輸物質(zhì)；（2）肌肉收縮；（3）合成物質(zhì)；（4）生物發(fā)電；（5）神經(jīng)活動。

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●習(xí)題詳解

一、練習(xí)（課本P90）

（一）基礎(chǔ)題 1.B 2.吸能反應(yīng)：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)，需要消耗能量，是吸能反應(yīng)。這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。放能反應(yīng)：如丙酮酸的氧化分解，能夠釋放能量，是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外，還可用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲存在ATP中。

3.在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點：一是ATP分子中含有的化學(xué)能比較少，一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的化學(xué)能大約只是一分子葡萄糖的1／94；二是ATP分子中所含的是活躍的化學(xué)能，而葡萄糖分子中所含的是穩(wěn)定的化學(xué)能。葡萄糖分子中穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化為ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞利用。

（二）拓展題

提示：植物、動物、細(xì)菌和真菌等生物的細(xì)胞內(nèi)都具有能量“通貨”——ATP，這可以從一個側(cè)面說明生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類繁多的生物有著共同的起源。

二、問題探討（課本P88）

1.螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。2.螢火蟲腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質(zhì)。

3.有。螢火蟲腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變成光能時，螢火蟲才能發(fā)光。

三、思考與討論（課本P90）

1.1分子葡萄糖所含的能量，約是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的能量）。

2.有道理。糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩(wěn)定，不能被細(xì)胞直接利用。這些穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化成ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞直接利用。

四、本節(jié)聚焦（課本P88）

1.因為能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。因此形象地把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”。

2.ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)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（磷酸），同時，儲存在這個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的縮寫）。在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結(jié)合，重新形成ATP。

ATP與ADP在活細(xì)胞中一定條件下循環(huán)轉(zhuǎn)化。ATP水解時釋放出大量能量，不斷地為生命活動提供能源補(bǔ)充，保證了新陳代謝的正常進(jìn)行；由于ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，ADP迅速轉(zhuǎn)化形成新的ATP，使ATP含量處于動態(tài)平衡之中，從而使ATP不會因能量的不斷消耗而枯竭，保證了生命活動能夠及時地、不斷地得到能量而順利進(jìn)行。

3.ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于各項生命活動。這些能量的形式主要有以下6種：

滲透能

細(xì)胞的主動運輸是逆濃度梯度進(jìn)行的，物質(zhì)跨膜移動所做的功消耗了能量，這些能量叫做滲透能，滲透能來自ATP。

機(jī)械能

細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運動都是在做機(jī)械功，所消耗的就是機(jī)械能。例如，肌細(xì)胞的收縮，草履蟲纖毛的擺動，精子鞭毛的擺動，有絲分裂期間染色體的運動，腺細(xì)胞對分泌物的分泌等，都是由ATP提供能量來完成的。

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電能

大腦的思考——神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，以及電鰩、電鰻等動物體內(nèi)產(chǎn)生的生物電等，它們所做的電功消耗的就是電能。電能是由ATP提供的能量轉(zhuǎn)化而成的。

化學(xué)能

細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能，如小分子物質(zhì)合成為大分子物質(zhì)時，必須有直接或間接的能量供應(yīng)。另外，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)在分解的開始階段，也需要化學(xué)能來活化，成為能量較高的物質(zhì)（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以說在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)代謝中，到處都需要由ATP轉(zhuǎn)化而來的化學(xué)能做功。

光能

目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒有完全弄清楚，但是已經(jīng)知道，生物體用于發(fā)光的能量直接來自ATP，如螢火蟲的發(fā)光。

熱能

有機(jī)物的氧化分解釋放的能量，一部分用于生成ATP，大部分轉(zhuǎn)化為熱能通過各種途徑向外界環(huán)境散發(fā)，其中一小部分熱能作用于體溫。通常情況下，熱能的形成往往是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化和傳遞過程中的副產(chǎn)品。此外，ATP釋放的能量中，一部分能量也能用于動物體溫的提升和維持。

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第四篇：5.2示范教案(細(xì)胞的能量“通貨”——ATP)

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第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP

●從容說課

《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》主要介紹了ATP分子的組成和結(jié)構(gòu)特點,ATP具有與ADP相互轉(zhuǎn)化的特性,以及ATP在細(xì)胞生命活動中的作用等內(nèi)容。

關(guān)于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化既是本節(jié)的重點也是難點。教師可以繼續(xù)利用前面的比喻，將細(xì)胞中的能量通貨比作我們?nèi)粘Ｉ钪械牧阌缅X，它會隨著每天的花銷而減少，因此要維持正常生活必須不斷破開大面值的鈔票給予補(bǔ)充，細(xì)胞中的大面值鈔票主要是糖類等有機(jī)物。在有機(jī)物分解時釋放出的能量能被用來合成ATP，這個過程通過ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)。教師在介紹這部分內(nèi)容時可以充分利用教材上的圖解，告訴學(xué)生ATP水解時，遠(yuǎn)離腺苷的磷酸鍵斷裂時釋放出較多的能量，是一種放能的過程，所以當(dāng)ADP與磷酸再次結(jié)合形成ATP時，必然從周圍吸收相同的能量，而且這個過程在細(xì)胞中時刻發(fā)生，這就是為什么ATP可以作為一種能量的“小票”而在細(xì)胞中流通使用的原因。

關(guān)于ATP的利用，一是要講清楚吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與ATP的分解和合成的關(guān)系，二是要充分利用教材上的圖解，讓學(xué)生在看懂圖解的基礎(chǔ)上，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖解進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

●三維目標(biāo)

1.知識與技能

（1）簡述ATP的化學(xué)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。2.過程與方法

（1）通過ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的多媒體動畫，認(rèn)識ATP在細(xì)胞中作為能量流通的原因。

（2）通過分析，比較在生物體生命活動中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代謝的規(guī)律。

3.情感態(tài)度與價值觀

（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。

（2）通過對課本P90圖5－7進(jìn)行補(bǔ)充和完善，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)主動參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語闡述觀點和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度。

●教學(xué)重點

1.ATP化學(xué)組成的特點及其在能量中的作用。2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。●教學(xué)難點

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

●教具準(zhǔn)備

1.教師課件。

2.ATP結(jié)構(gòu)式掛圖。

●課時安排

1課時

●教學(xué)過程 ［課前準(zhǔn)備］

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i3721 中小學(xué)教學(xué)資源網(wǎng) www.tmdps.cn 思考問題:在人類的生產(chǎn)和生活中是怎樣解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”這一矛盾的？例如,發(fā)電廠是如何轉(zhuǎn)化能量的?人們是如何從農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成各種生活用品的? ［情境創(chuàng)設(shè)］

1.老師提出問題，學(xué)生討論（1）螢火蟲發(fā)光需要能量嗎？

（2）細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，生物的生命活動需要能量能直接利用它們嗎？

2.教師講解

從課文中的唐詩中我們知道，生物的生命活動需要能量。實際上，細(xì)胞中還有許多化學(xué)反應(yīng)是需要能量的，這些能量是從哪里來的呢？我們知道，細(xì)胞中的糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都儲存著大量穩(wěn)定化學(xué)能，這些能源物質(zhì)的穩(wěn)定性，利于大量地儲存，但它們不能直接為細(xì)胞的生命活動提供能量，細(xì)胞是怎樣解決“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”這一矛盾的？細(xì)胞把穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)化成另一種能直接給細(xì)胞的生命活動提供能量的有機(jī)物——ATP，解決了這一問題。ATP什么物質(zhì)呢？

［師生互動］

1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點

學(xué)生閱讀課本P88相關(guān)內(nèi)容后，教師講解：

（1）展示ATP結(jié)構(gòu)式掛圖，向?qū)W生介紹腺嘌呤、核糖（兩者結(jié)合而成腺苷）、磷酸。（2）ATP是三磷酸腺苷的英文名稱的縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)可以簡寫成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，T代表三，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做高能磷酸鍵，ATP分子中大量的能量就儲存在高能磷酸鍵中。ATP水解時高能磷酸鍵可以水解放出大量的能量，達(dá)到30.54 kJ/mol。所以說，ATP是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。

2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

（1）學(xué)生閱讀課本P88～P89頁相關(guān)內(nèi)容，回答問題：ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？（2）教師講解：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)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（磷酸），同時，儲存在這個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的縮寫）。在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結(jié)合，重新形成ATP（播放多媒體課件：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化）。

資料顯示，正常人每天ATP的轉(zhuǎn)變量幾乎接近于體重，但在體內(nèi)存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡之中。如下所示：

3.ATP的形成途徑

（1）學(xué)生閱讀課本P89相關(guān)內(nèi)容后，分組討論：動植物ATP的形成途徑有哪些？（2）教師講解：對于綠色植物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量來自于呼吸作用和光合作用；對于人、高等動物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需的能量除來自于呼吸作用外，人和高等動物還可以來自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移。

4.ATP的利用

（1）教師講解：吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。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。

（2）學(xué)生看課本圖，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

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i3721 中小學(xué)教學(xué)資源網(wǎng) www.tmdps.cn ［教師精講］

1.細(xì)胞內(nèi)儲存能量的物質(zhì)有糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等。細(xì)胞內(nèi)消耗能源物質(zhì)的順序是：糖類脂肪蛋白質(zhì)。一般情況下生物體內(nèi)細(xì)胞利用的能源物質(zhì)是糖類，而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給ATP，轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，才能供給各種生命活動利用，從而解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”的矛盾。

2.直接供給生命活動能量的能源物質(zhì)是ATP。在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中，ATP是一種關(guān)鍵物質(zhì)。ATP是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”，它有利于能量的運輸和協(xié)調(diào)供給，如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP，可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜用于主動運輸，也可以進(jìn)入細(xì)胞核推動DNA的復(fù)制等等，從而解決“產(chǎn)能”和“用能”在空間上的矛盾。

3.ATP的結(jié)構(gòu)與物理、化學(xué)知識有密切聯(lián)系，ATP中的能量可以轉(zhuǎn)變成機(jī)械能（如肌肉收縮、鞭毛擺動）、化學(xué)能、電能（如神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)）、滲透能（如主動運輸?shù)哪芰浚⒐饽艿绕渌问降哪芰俊?/p>

4.胞內(nèi)供能物質(zhì)有ATP和磷酸肌酸，ATP普遍存在，但含量不多，當(dāng)ATP大量消耗時，則磷酸肌酸釋放能量供ADP和Pi合成ATP。磷酸肌酸的存在對ATP含量的相對穩(wěn)定起緩沖作用。

［評價反饋］

學(xué)生做課本練習(xí)題、教師檢查評講。［課堂小結(jié)］

［課后拓展］

1.其他高能磷酸化合物

在動物和人體細(xì)胞（特別是肌細(xì)胞）內(nèi)，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物還有磷酸肌酸（可用C～P代表）。磷酸肌酸的結(jié)構(gòu)式是：

當(dāng)動物和人體細(xì)胞由于能量的大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的ATP含量過分減少時，在有關(guān)酶的催化作用下磷酸肌酸中的磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給ADP，從而生成ATP和肌酸（可用C代表）；當(dāng)ATP含量比較多時，在有關(guān)酶的催化作用下，ATP可以將磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給肌酸，使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。

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對于動物和人體細(xì)胞來說，磷酸肌酸只是能量的一種儲存形式，而不能直接被利用。由此可見，對于動物和人體細(xì)胞來說，磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用之間起著緩沖的作用，從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠保持相對的穩(wěn)定，ATP系統(tǒng)的動態(tài)平衡得以維持。

2.螢火蟲發(fā)光的原理和意義 螢火蟲不論雄性的還是雌性的，夏秋的夜晚都會一閃一閃地發(fā)光。雄蟲比雌蟲的個體小一些，但發(fā)出的閃光卻亮一些。螢火蟲發(fā)出的閃光，主要是求偶的信號，用來吸引異性前來交尾。螢火蟲有許多種，如平家螢火蟲、姬螢火蟲等。不同種類的螢火蟲會發(fā)出各自特定的閃光信號。雌蟲看到飛舞著的同種雄蟲發(fā)出的閃光信號后，就會以特定的閃光信號回應(yīng)。雄蟲的每一組閃光信號是由幾個節(jié)奏組成的，每個節(jié)奏都包括閃光的次數(shù)、閃光的頻率和每次閃光的時間，這些都是雌蟲能夠識別的。如果雌蟲順利地回應(yīng)了閃光信號，則雄蟲就會前來交尾，以繁衍后代。有的科學(xué)家準(zhǔn)確分析出某種雄性螢火蟲的閃光規(guī)律后，用手電筒模擬這種閃光信號，竟然發(fā)現(xiàn)同種的雌蟲會迎光而來。

有趣的是，雌蟲看到其他種類雄蟲的閃光信號后，有時竟能發(fā)出該種雌蟲的閃光信號，這種閃光信號具有欺騙性，能使該種雄蟲誤以為可以前去交尾而被雌蟲吃掉。雌蟲的這一特性，可以使自己獲得豐富的營養(yǎng)。這種現(xiàn)象被科學(xué)家戲稱為“死亡擁抱”。此外，螢火蟲發(fā)出的熒光還具有一定的警戒作用和照明作用。

螢火蟲的發(fā)光器官位于腹部后端的下方，該處具有發(fā)光細(xì)胞。發(fā)光細(xì)胞的周圍有許多微細(xì)的氣管，發(fā)光細(xì)胞內(nèi)有熒光素和熒光素酶。熒光素接受ATP提供的能量后就被激活。在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。順便說到，熒光是一種冷光，其發(fā)光效率可高達(dá)98％左右，而熱光則發(fā)光效率低得多，如太陽的發(fā)光效率只有35％左右。

●板書設(shè)計

第2節(jié)

細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點

（１）化學(xué)組成：腺嘌呤、核糖、磷酸；（２）ATP（三磷酸腺苷），結(jié)構(gòu)簡式A—P～P～P，是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物。2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

（1）ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不斷轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡之中。如下式所示：

ADP＋Pi＋能量

ATP（2）ATP和ADP能相互轉(zhuǎn)化的原因 3.ATP的形成途徑

（1）綠色植物：能量來自于呼吸作用和光合作用；

（2）人、高等動物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌：能量除來自于呼吸作用外，人和高等動物還可以來自磷酸肌酸的轉(zhuǎn)移。

4.ATP的利用（1）運輸物質(zhì)；（2）肌肉收縮；（3）合成物質(zhì)；（4）生物發(fā)電；（5）神經(jīng)活動。

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第五篇：《細(xì)胞的能量通貨----ATP》教學(xué)設(shè)計

《細(xì)胞的能量通貨----ATP》教學(xué)設(shè)計

【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能：（1）．簡述ATP的化學(xué)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。過程與方法：

(1)通過ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的多媒體動畫，認(rèn)識ATP在細(xì)胞中作為能量“通貨”的原因。

(2)通過分析，比較在生物體的生命活動中，ATP如何生成又如何消耗，找出能量代謝的規(guī)律。

情感，態(tài)度和價值觀;(1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并滲透熱愛自然和生命的情感教育。

(2)通過對教材中圖5—7進(jìn)行補(bǔ)充和完善，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)主動參與的學(xué)習(xí)態(tài)度以及用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語闡述觀點和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的能力。

【教學(xué)重點】ATP的分子簡式及其結(jié)構(gòu)特點、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義、ATP的形成途徑、ATP是新陳代謝的直接能源，能理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義

【教學(xué)難點】ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義 【課時安排】1課時

【教學(xué)手段】板圖、掛圖、多媒體課件 【教學(xué)過程】

1、引言

從細(xì)胞中能量利用存在的矛盾入手，設(shè)計相關(guān)的問題串引入ATP這一高能化合物。（1）“細(xì)胞中主要是由什么細(xì)胞器來產(chǎn)生能量的？” 線粒體的有氧呼吸作用氧化分解有機(jī)物釋放能量（2）“細(xì)胞中有哪些生理過程在不斷地消耗著能量？”

細(xì)胞分裂、細(xì)胞核中DNA的復(fù)制、核糖體合成蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜主動運輸、高爾基體合成分泌等需要能量

（3）“細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)能與用能很明顯地存在著空間上的隔離，細(xì)胞是怎樣解決這一矛盾的呢?”

（4）“細(xì)胞內(nèi)存在有糖類、脂肪等有機(jī)物，這些有機(jī)物含有大量且穩(wěn)定的能量，但某項生命活動可能不用大量的能量就足以進(jìn)行，而且糖類、脂肪中儲存的能量又過于穩(wěn)定，不易被生物體利用，細(xì)胞又是怎樣解決這一矛盾的呢？”

這樣就可自然地引入ATP這種儲能少、不穩(wěn)定、可為所有生理活動供能的高能化合物。

2、ATP的分子簡式及其結(jié)構(gòu)特點

在引導(dǎo)學(xué)生討論ATP的分子結(jié)構(gòu)簡式及其特點時，可從ATP的英文名稱中的三個字母含義、中文名稱、ATP是高能化合物等方面入手，使學(xué)生易于理解ATP的結(jié)構(gòu)特點及其生理作用。

需要向?qū)W生解釋清楚高能化合物的概念，即高能磷酸鍵水解過程中，釋放的能量是一般的共價鍵的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸時，釋放出的能量約30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸時，釋放的能量只有13.8kJ/mol。這種鍵稱為高能鍵，常以“~”符號表示。含有高能鍵的化合物統(tǒng)稱為高能化合物。

然后讓學(xué)生自己分析ATP的結(jié)構(gòu)簡式的含義，如ATP中兩個磷酸基團(tuán)之間（P和P之間用“~“表示）的化學(xué)鍵是高能磷酸鍵。

細(xì)胞內(nèi)釋放能量的反應(yīng)，如呼吸作用常會伴隨ADP轉(zhuǎn)變成ATP；而耗能的反應(yīng)，如蛋白質(zhì)的合成等，需要用ATP水解成ADP再將能量釋放出來，以推動需能代謝反應(yīng)的進(jìn)行。

ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不停地轉(zhuǎn)化中，且處于動態(tài)平衡之中。

3、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)變及其意義

在引導(dǎo)學(xué)生討論ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)變時，需強(qiáng)調(diào)細(xì)胞內(nèi)ATP的含量是相對穩(wěn)定的；ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的，細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動的直接能量來源，呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。最終應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到ATP與ADP之間高效、迅速的轉(zhuǎn)化是處于動態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細(xì)胞能量代謝的“通用貨幣”。

4、在討論了ATP和ADP之間相互轉(zhuǎn)變及其意義后，在小結(jié)ATP在細(xì)胞內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換、運輸、利用中的關(guān)鍵作用時，可結(jié)合本節(jié)所講的內(nèi)容，提一些與ATP有關(guān)的綜合性問題供學(xué)生討論，讓學(xué)生在討論中加深對ATP這一生物體直接能源物質(zhì)的理解。

比如，可以討論下面幾個問題：

（1）眾多能源物質(zhì)中，ATP這種絕對含量極少的物質(zhì)為什么成為直接能源？

葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，這些都可作為生物體的能源物質(zhì)，但生物體不能利用這些能源物質(zhì)中的能量，這些物質(zhì)中儲存的能量必須要轉(zhuǎn)移給ATP中。生物體直接從ATP中獲得生命活動所需的各種形式的能量，如ATP可轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能、滲透能、化學(xué)能、光能和熱量等。

（2）為什么ATP是細(xì)胞內(nèi)能量釋放、儲存、轉(zhuǎn)移和利用的中心物質(zhì)，成為生物的直接能源呢？

我們來看看葡萄糖和ATP分子中儲存能量的差異就明白了。ATP末端磷酸基團(tuán)水解時，釋放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解時釋放20.92 kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可見ATP是高能化合物，而且其能量與某些高能化合物（如磷酸肌酸）相比，要低一些，因此磷酸肌酸中的能量可在不需額外供能的情況下轉(zhuǎn)移給ATP。而葡萄糖分子徹底氧化為二氧化碳和水后，釋放出2870kJ/mol的能量。結(jié)果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在銀行里的錢，而儲存在ATP分子中的能量則像“零錢”，它更容易在細(xì)胞中被使用，因此還有的說ATP是能量的“通用貨幣”就是這個道理。

（3）ATP對生命的維持是極其重要的，試想：當(dāng)產(chǎn)生ATP的過程停止時，會發(fā)生什么？

舉一個例子，學(xué)生可能知道氰化物可以在非常短的時間內(nèi)使人死亡，其毒理就是阻擋ATP的形成。當(dāng)人體ATP合成受阻后，機(jī)體沒有ATP，神經(jīng)細(xì)胞和其他細(xì)胞中的細(xì)胞活動就不能繼續(xù)，人在3-6分鐘內(nèi)就會失去知覺。

（4）還有一個問題值得一提，就是ATP在生物體中的絕對含量是極小的，但生物體中的每一個細(xì)胞每時每刻都在消耗著ATP，但在正常情況下，生物體內(nèi)的ATP量可滿足機(jī)體的要求，奧妙何在呢？

生物體可把其它能源物質(zhì)的能量高速地轉(zhuǎn)移給ATP，以補(bǔ)充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。

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