高中生物人教版高中必修1分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用-细胞的能量通货ATP

1、细胞的能量“通货”ATP教学设计【三维目标】知识与技能 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 过程与方法 通过学生阅读教材和分析教材，培养学生的阅读能力和分析能力 情感、态度与价值观 激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育【教学重点】 ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用【教学难点】 ATP与ADP的相互转化【课时安排】 1课时【教具准备】 多媒体课件【教学方法】 指导阅读、讲练结合课前准备：让学生准备好教材以及平板（草稿纸，红笔等）。提前告知学生公开课教学内容，做好相应的准备。组织学生做好预习工作，鼓励学生主动参与并与老师

2、做好配合。教学过程：组织学生上课教学内容教学过程问题探讨、引入新课（5min）导入展示课件师：新课前，请同学们看到教材88页问题探讨，这是唐朝诗人杜牧的诗作秋夕，银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤，天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。在这一首诗里，提到了一种昆虫，它是萤火虫，大家都知道，萤火虫发光很漂亮，那大家有没有想过萤火虫它为什么会发光呢？它体内是有什么特殊的发光物质吗？有没有同学知道的，可以给大家分享一下吗？生：根据课本回答。（好的，看来大家都不是很清楚，那我来给大家说一下吧，在萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶，荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生反应，

3、形成氧化荧光素，并且发出荧光，）师：那请同学们思考一下，在细胞内哪些物质有可能为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量呢？生：糖类、脂肪、蛋白质。师：在细胞中，糖类作为能源物质，脂肪作为储能物质，蛋白质一般不供能，所以我们主要研究一下，萤火虫发光细胞里面的直接供能物质是不是糖类？就有科学家做了这样一个实验，（PPT播放萤火虫的实验），这个实验能说明什么问题呢？生：ATP能够直接供给萤火虫发光的能量。师：对，在这里边，虽然葡萄糖含有能量，但它不能直接用于生命活动。而ATP能够直接供给萤火虫发光的能量那你ATP又是一种什么样的物质呢？它具有怎样的结构？它为什么可以供能呢？下面就让我们一起来学习细胞的能量

4、“通货”ATP。（板书）ATP的化学组成、特点（10分钟）师：接下来请同学们，利用一分钟的时间，快速阅读教材88页第二段的内容，解决PPT上面的三个问题。好的，时间到，某某，你起来说一下，ATP的中文名称是什么？生：三磷酸腺苷。师：很好，请坐，这是教材88页，左下角的相关信息，请同学们结合这个资料，看一下ATP由哪几个部分组成？某某，请你给同学们讲解一下，PPT上面不同颜色的部分代表什么物质？生：讲解（好的，请你回到座位上去，某某，请你起来回答一下，这位同学说的对吗？你有什么需要补充的吗？）那请同学们再结合这个结构式，找出ATP的元素组成有哪些？某某，你起来回答一下。生：C、H、O、N、P。师

5、：那请同学们再回忆一下，前面我们所学的有哪些物质，它的组成元素也是C、H、O、N、P呢？生：磷脂、DNA、RNA。师：哎，很好，请坐，看来同学们掌握的都还不错。看到这里，有的同学会觉得ATP的结构是不是太复杂了呢，不急，其实我们通常用的是ATP的结构简式。下面我们一起来看一下，ATP的结构简式是什么呢？接下来，某某，你到黑板上，把ATP的结构简式书写出来，其他同学，用平板书写，然后提交给我。师：我们来对比看一下，某某同学和（上黑板写的）同学，他们俩书写的对吗？（哪个的是正确的。）哎，很好，某某同学，书写的很对哈，接下来让我们一起来看一下，A表示由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成的结构，叫做腺苷，T

6、表示三的意思，P表示磷酸基团，短的横线是普通的化学键，短的波浪线表示的是高能磷酸键。通过ATP的结构简式，我们可以知道，一分子的ATP，由一分子腺苷，三个磷酸基团，两个高能磷酸键构成，同时，在ATP里面，远离腺苷的那个高能磷酸键，很容易断裂，释放出千焦每摩尔的能量，通常我们把水解时放出的能量在千焦每摩尔以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合物，所以ATP它是一种高能磷酸化合物。大家在书上把这句话勾下来。我们刚刚说，远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂，那断裂过后产生的物质是什么呢？它的中文名称又是什么呢？生：ADP，二磷酸腺苷。师：是的，没错，这里的D，也是2的意思，那这一个高能磷酸键可以断裂吗？生：可

7、以。师：断裂过后产生的物质又是什么呢？它的中文名称又叫什么呢？生：AMP，一磷酸腺苷。师：也就是说一分子的腺嘌呤、一分子的核糖和一个磷酸基团构成的结构，大家看这不就是我们之前学过的RNA的基本组成单位之一腺嘌呤核糖核苷酸吗，习惯上把它叫做一磷酸腺苷，也叫AMP。好，接下来请同学们，做一下这个练习题。师：看学生做题数据，再讲解。ATP和ADP可以相互化(15min)师：那请同学们再思考一下，在萤火虫尾部细胞的发光过程中，直接提供能量的物质是ATP，那ATP的能量是怎样释放出来的？请同学们利用两分钟的时间，结合教材88页第三段的内容进行分析，某某，你起来说一下。生：回答。师：很好，（但还不是特别全

8、面，谁来补充一下），其实ATP作为直接供能物质呢，它的化学性质不稳定，当细胞需要供能的时候，它远离腺苷的那个高能磷酸键在相关酶的催化作用下，容易水解，于是远离A的那个磷酸基团就脱离开来，形成游离的Pi（H3PO4），另外呢，还形成了我们刚刚说过的一种物质，叫做二磷酸腺苷，也叫做“ADP”，那ATP水解释放的能量，可以用于哪些生命活动呢？请同学们思考一下。某某，你起来回答一下，哪些生命活动需要ATP提供能量？师：很好，但还不是很全面，我来给大家补充一下，我们平时的运动，肌肉的收缩产生的机械能，需要ATP水解提供能量，萤火虫的发光产生的光能，需要ATP水解提供能量，还有一些生物呢，比如说电鳐，还有

9、我们的神经细胞产生的局部电流而产生的电能，需要ATP水解提供能量，在前面，我们所学的主动运输，也是需要ATP水解提供能量的，还有细胞里面会发生的一些吸能反应，比如说蔗糖的合成，需要ATP供能。所以我们才说生命活动的直接能源物质是ATP。这里提到的生命活动，都是需要能量的反应，我们把它叫做吸能反应，他们需要的能量呢，就是由ATP水解而提供的，所以我们说，吸能反应总是伴随着ATP的水解。师：那同学们想想，在咱们的细胞里面，就只有ATP的水解吗？接下来请同学们结合两则资料来思考一下，ATP和ADP之间的关系。某某，请你来说一下，根据资料，你能得到什么信息？生：ATP的含量很少，ATP和ADP是可以相

10、互转化的，并且处于动态平衡之中。师：对！思考的很到位，分析还有一些不足，需要加强，请坐。从这两个资料我们可以知道，ATP的需求量是很大的，但是他实际的量却是很少的，要解决这个问题呢，肯定不止有ATP的水解，在细胞里面，也会时时刻刻的发生着ATP的合成，那请同学们尝试着，根据ATP水解的化学反应式，在平板上写出ATP合成的化学反应式。师：好，我们来看一下大家写的反应式，嗯，看来大家都理解了这个意思啊，既然要合成ATP，就需要ADP，与一分子的磷酸结合，并且，需要得到能量，才能转换为ATP。（教师黑板书写该反应式）那么同学们再来思考一下，ADP转化为ATP，需要的能量又来自哪些地方呢？请同学们利用

11、一分钟的时间，结合教材89页第二段，以及图5-6来解决这个问题。好的时间到，请某某同学，你来说一下，ADP转化为ATP所需要的能量，来自哪些地方？生：动植物细胞的呼吸作用，以及植物的光合作用。师：对！答得很好。请坐！其实这里提到的呼吸作用，是一种放能反应，释放的能量，储存在ATP中，光合作用，是将光能先转化为ATP里面的化学能，所以我们说，细胞里面的放能反应总是伴随着ATP的合成，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，我们可以形象的把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。理解了吗？通过这两个式子以及刚刚那两则资料，我们也可以看出ATP与ADP是可以相互转化的，那请

12、同学们结合教材89页图5-5来加深理解这个过程。通常，我们会把这个过程合起来写，那有的同学就会想，老师，这两个不就是我们化学里面所学的可逆反应吗？哎，很好，那接下来请同学结合化学里面可逆反应的概念，分别从物质，酶，能量三个角度进行小组讨论，讨论时间1分钟。师：好的，时间到！这组请一位代表起来说一下。生：物质是可逆的，能量和酶是不可逆的。师：同学们说，他说的对不对，哎，能想到这些非常好哈，请坐！反应条件不同，反应1是在水解酶的作用下发生的，而反应2是再合成酶的作用下发生的。除了反应不同之外还有：两个反应中的能量来源不同，反应1来自于ATP水解高能磷酸键断裂释放的能量，而反应2中的能量来源于分解有

13、机物释放的能量。另外它们的反应场所也不同，反应1主要发生在：线绿体和细胞质基质，而反应2发生的范围是比较广泛的。知识回顾、总结(5min)师：好的，那接下来，请同学们完成这两个练习题。正确率还挺高，看来同学们大致理解了这个过程，我们来看一下（根据情况分析题目）。好了，以上就是我们本节课要学习的内容，大家都掌握了吗？某某，请你到黑板前根据我的板书内容给大家简单总结一下本节课的内容。生：总结。师：很好哈！今天我们介绍了生物体的直接能源物质ATP，首先ATP全称叫做三磷酸腺苷。它的结构简式是：APPP，在相关酶的作用下ATP可以和ADP相互转化，如：ATP在水解酶的条件下可以使高能磷酸键断裂，ATP

14、就转化成了ADP，同时释放大量的能量，直接为生物体的生命活动提供能量。而ADP在合成酶的条件下能够吸收能量使高能磷酸建重新形成，于是ADP就转化成了ATP，这个能量主要来源于光合作用和呼吸作用。所以在这里大家要记住“物质可以循环利用，而能量却不可逆”。其次，细胞内的吸能反应总是与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，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。ATP作为细胞中普遍使用的能量载体，所含能量不多，但却能为生物体直接提供能量，像小额钞票一样，便于流通使用，所以是当之无愧的细胞中的“能量通货”。希望同学们下去再好好回顾本节课的内容。今天的作业是完成启迪有方和题海泛舟的内容。师：下课！生：起立，老师，再见！师：好，同学们再见。【板书设计】第二节细胞的能量“通货”ATP一、ATP的结构简式：APPP二、ATP和ADP可以相互转化ATPADPPi能量（物质可逆，能量不可逆）三、ATP的利用细胞的能量“通货”教