《细胞的能量“通货”-ATP》优秀教学设计

设疑导入

提问：屏幕上的昆虫是什么？

唐朝诗人杜牧有诗云：银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤，天街夜色凉如水，卧看牛郎织女星。让我们在诗情画意中来思考与萤火虫有关的三个生物学问题。

1、萤火虫发光的生物学意义是什么？

2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？

3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？

答案1：萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。（还具有一定的警戒作用和照明作用）

2、腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。

3、有。其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。

要解答第三个问题化学能如何转变光能的，就需要我们来共同探讨第二节：细胞的能量“通货”-ATP（引出课题）

学生欣赏并思考回答

既激发学生的童趣，同时通过讨论引导学生运用学过的知识由现象深入思考其本质规律

引导探索

教师：生物的很多生命活动需要消耗能量。（举例？）

通过图片我们发现生物体确实把能量用于生命活动的各个方面。

下面我们来回顾已经学过的知识:

糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质。

脂肪是生物体内贮存能量的物质。

太阳能是最终的能量来源。

（思考）那么糖类、脂肪、太阳能中的能量能不能直接用于生物体的生命活动呢？

让我们通过实验（见课件）来解决这个问题吧。

实验探究（见课件）

用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取四等份分别装入四支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后……

实验的结果？A、B、C试管无荧光，D试管出现荧光。那么这个实验说明了什么问题？

糖类等能源物质中的能量能不能直接用于生物体的生命活动？（不能）而ATP中的能量可直接用于生物体的生命活动。通过研究人们发现糖类等能源物质中的能量先要转移到ATP中，再由ATP供生命活动利用。

由此可见，ATP在生物的生命活动中扮演了重要的角色。

一的结构

请同学们按板书内容看P88第2段及左栏的相关信息，准备提问

1、ATP的中文名：三磷酸腺苷（图：这是ATP分子的立体结构模式图，下面我们通过ATP分子的平面结构来了解它的组成。）

通过课本信息和已学知识我们能否确定图中ATP的三个组成部分？（回答后）其中腺嘌呤和核糖相结合构成腺苷，再连接三个磷酸基就是三磷酸腺苷。所以ATP的三个字母的意思就显而易见。

A：腺苷

T：三个

P：磷酸基（团）

2、ATP的结构简式：

“ ”：高能磷酸键

高能化合物:水解时，释放能量在20.92kJ／mol上的化合物。

高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ／mol，因此

小结：ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。

（引入下一个内容）资料分析：

一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP转化成ADP。一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。如果ATP分解转化成ADP放能，而ADP不能生成ATP会有什么结果？说明什么？

〖数据显示〗：kcn它就是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会死亡。

ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，于是，远离A的那个磷酸基就脱离开来，形成游离的Pi（H3PO4），储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，三磷酸腺苷（ATP）就转化成二磷酸腺苷（ADP）。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。因此ATP和ADP可以相互转化。

二、ATP和ADP可以相互转化

1、反应式： ATP ADP＋Pi＋能量 （物质可逆，能量不可逆）

通过ATP和ADP的相互转化，我们发现

（1）伴随能量的储存和释放ATP是能量“通货”

通过资料分析，我们发现

（2）ATP的含量处在动态平衡之中保证了稳定供能

2、ADP合成 ATP时能量的主要来源

动物：呼吸作用

植物：呼吸作用和光合作用

三、ATP的利用

图的讲解，其实动、植物的很多生命活动

肌肉收缩

要耗能酶细胞分裂

ATP→ADP + Pi+ 能量神经传导

物质分泌

矿质吸收

生长…

说明：ATP与ADP的相互转化不是可逆反应

a．反应条件不同

ATP水解:水解酶;ATP合成:合成酶（在相互转化的反应式上补上去）

b．ATP合成与分解场所不同

合成ATP的场所比较局限，主要是细胞的线粒体、叶绿体等部位；而消耗ATP的部位广泛，几乎细胞的所有部位都有耗能的生命活动。

c．能量来源不同

ATP合成：能量来自有机物中的化学能和太阳能；

ATP水解：所释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能。

d.能量去向不同

小结： ATP水解释放的能量用于各项生命活动

ADP合成ATP能量储存在高能磷酸键中

生命活动的直接能源物质：ATP

三、ATP的生理功能：

新陈代谢所需能量的直接来源。

需(吸)能反应总是与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量.

放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的能量贮存在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动.

故，把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。

学生讨论总结

学生阅读课本并指导学生看ATP的结构模式图

学生阅读并思考

通过课件展示师生共同总结

列表进行比较，理解两者之间的转化是不可逆的

培养学生的探究精神，加强学生自主探究并

根据实验现象归纳结论的能力

培养学生获取信息的能力

通过资料引起学生思考ATP在生物体内是如何转化的？究竟有何作用？

把课本上静态的图变为动态的，并引导学生思考

培养学生的总结能力

形象的比喻有助于学生的理解

归纳总结

引导学生归纳总结

培养学生的总结知识的能力

让学生注意新旧知识的联系与区别

应用练习

1、ATP的结构式可以简写为（）

A、A-P-P~PB、A-P~P~P

C、A~P~P-PD、A~P~P~P

2、生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是 （）

A、太阳能糖类ATP

B、ATP糖类脂肪

C、ATP脂肪太阳能

D、ATP葡萄糖太阳能

3、一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（）

A、1，2，2B、1，2，1

C、1，3，2D、2，3，1

4、ADP转变为ATP需要（）

A、磷酸、腺苷、能量、酶B、磷酸、腺苷、能量

C、腺苷、能量、酶D、磷酸、能量、酶

5、在ＡＴＰ中，大量的化学能贮存在

Ａ．腺苷与磷酸之间　　　　　Ｂ．磷酸基内部

Ｃ．腺苷内部　　　　　　　　 Ｄ．磷酸基之间

6、下列哪些过程会使细胞中ADP的含量增加的是：①原尿中的葡萄糖进入血液的肾小管上皮细胞②血红蛋白变为氧合血红蛋白③甘油进入红细胞④K+、Na+进入小肠绒毛上皮细胞

A． ① ④B．②④

C．②③D．① ③

酶

7、对于反应式：ATPADP+Pi+能量，以下提法正确的是（）酶

A、物质是可逆的，能量是不可逆的

B、物质和能量都是可逆的

C、物质和能量都是不可逆的

D、物质是不可逆的，能量是可逆的

8、生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（）

A 葡萄糖B 糖原C 三磷酸腺苷D 脂肪

9、ATP与DNA共有的组成成分为（）

A、核酸和磷酸基B、脱氧核糖和磷酸基团

C、腺嘌呤和磷酸基团D、腺嘌呤和高能磷酸健

10 ． ATP分子中大量的化学能储存在 _______内。2分子ADP中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的数目依次是___、____、____个。

学生进行练习。检测自己的学习情况

即时巩固与检测，以练促学，以学促练，提高学生对该知识点的理解与解题能力。