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1、2022年高中生物 (人教大綱版)第一冊(cè) 第三章 生物的新陳代謝 2新陳代謝與ATP(第一課時(shí))
從容說(shuō)課
本節(jié)教材主要講述了ATP的生理功能、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化和ATP的形成途徑四方面的內(nèi)容。
關(guān)于ATP的生理功能,教材從分析生物體內(nèi)糖類、脂肪等物質(zhì)具有儲(chǔ)存能量的特點(diǎn),指出生物體不能直接利用這些有機(jī)物中的能量,這些能量只有轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)的ATP中,才能被生物體利用。ATP是新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。
ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。通過(guò)對(duì)其物理特點(diǎn)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的初步了解來(lái)使學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握。通過(guò)閱讀分析教材內(nèi)容、明確結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中各部分的意義和作用,并理解ATP是高能磷酸化合物,其
2、所含能量主要存在于高能磷酸鍵中。遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵易水解,易形成。
ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。投影顯示圖解,分組討論閱讀分析教材內(nèi)容等是落實(shí)這部分知識(shí)的基本手段。并需要強(qiáng)調(diào),細(xì)胞內(nèi)ATP含量少而處于動(dòng)態(tài)平衡中,正是由于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化非常迅速而出現(xiàn)的結(jié)果。
ATP的形成途徑。關(guān)于在物質(zhì)變化過(guò)程中伴隨能量變化,學(xué)生通過(guò)初中的學(xué)習(xí)及高一化學(xué)的學(xué)習(xí)是能夠理解的。所以,對(duì)這部分知識(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì),主要為要求學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)的光合作用及呼吸作用,教師適當(dāng)穿插引申分析結(jié)合教材內(nèi)容,從而使學(xué)生參與知識(shí)的形成過(guò)程。對(duì)知識(shí)的掌握會(huì)更牢,理解會(huì)更深。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
理解:1.ATP的生理功能和
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。
能力目標(biāo)
通過(guò)學(xué)生閱讀教材和分析教材,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力和分析能力。
情感目標(biāo)
通過(guò)分析ATP、ADP的動(dòng)態(tài)平衡,樹立辯證唯物主義的自然觀,生態(tài)觀。
重點(diǎn)·落實(shí)方案
重點(diǎn)
1.ATP的生理功能。
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。
落實(shí)方案
1.安排學(xué)生預(yù)習(xí),讓學(xué)生分析教材,熟悉教材。
2.從ATP的特性入手,講述其生理功能,帶動(dòng)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。
3.教學(xué)時(shí)間上,保證重點(diǎn)的落實(shí)。
難點(diǎn)·突破策略
難點(diǎn)
ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量來(lái)源和去路。
4、突破策略
1.利用ATP和ADP的轉(zhuǎn)化式,說(shuō)明能量的不可逆。
2.播放多媒體教學(xué)課件:ATP和ADP形成過(guò)程的能量流動(dòng)動(dòng)畫。
3.通過(guò)新穎巧妙的板書,總結(jié)能量的來(lái)源和去路。
教具準(zhǔn)備
ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖;ATP形成過(guò)程的能量流動(dòng)的多媒體課件。
學(xué)法指導(dǎo)
本節(jié)課中,教師要指導(dǎo)學(xué)生自己閱讀。閱讀時(shí),盡量做到眼到、筆到、心到、思想到。筆不離手,遇到關(guān)鍵的字、詞要采用不同的符號(hào)對(duì)其進(jìn)行勾畫。并學(xué)習(xí)運(yùn)用已有的知識(shí)對(duì)新知識(shí)進(jìn)行分析、思考、理解。
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
[導(dǎo)課]
1.什么是新陳代謝?請(qǐng)學(xué)生從細(xì)胞水平和個(gè)體水平回答。
從細(xì)胞水平看,新陳代謝
5、是指活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱。從個(gè)體水平看,新陳代謝是指生物體與外界環(huán)境進(jìn)行的物質(zhì)和能量交換以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過(guò)程。
2.什么是酶?酶有什么特性?酶需要哪些適宜的條件?
酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物。酶具有高效性、專一性等特性。酶需要在適宜的溫度和適宜的pH下,才能發(fā)揮正常的作用。
3.新陳代謝與酶有什么關(guān)系?
新陳代謝過(guò)程中的每一個(gè)化學(xué)變化都是在酶的催化下完成的。
4.提示學(xué)生,在化學(xué)變化過(guò)程中,不僅需要催化劑,而且還要有能量的變化,需要能量的供應(yīng)。那么,新陳代謝的化學(xué)變化過(guò)程中,能量如何供應(yīng)呢?下面,我們通過(guò)討論“新陳代謝與
6、ATP”,來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。(出題)
[教學(xué)目標(biāo)達(dá)成]
一、ATP的生理作用
1.請(qǐng)學(xué)生回顧糖類、脂肪的主要生理功能。
糖類:細(xì)胞生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)。
脂肪:生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。
2.生物細(xì)胞是如何利用糖類、脂肪中的能量呢?
學(xué)生舉例:植物通過(guò)呼吸作用分解糖類等有機(jī)物而獲得能量;動(dòng)物通過(guò)呼吸作用分解糖類等有機(jī)物而獲得能量。
引導(dǎo)學(xué)生:通過(guò)呼吸作用獲得的能量是不能直接用于生命活動(dòng)的。這些能量必須轉(zhuǎn)移到一種高能化合物——三磷酸腺苷(ATP)中,才能被用于生命活動(dòng)中。因此:
ATP是新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。
3.新陳代謝的直接能源
7、一一ATP,其化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是什么樣的呢?
二ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
1.簡(jiǎn)介ATP的物理特性及在醫(yī)療方面的用途。
純凈的ATP,白色粉末狀,能溶于水。醫(yī)藥上一般有片劑和注射液兩種。片劑可口服,注射液可肌注或靜滴。一方面可以輔助治療心肌萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等,一方面可提供能量,改善患者新陳代謝狀況。
2.投影顯示ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。
說(shuō)明:二環(huán)化合物為腺嘌呤,五邊形化合物為核糖,其余為三個(gè)磷酸基團(tuán)。所以英文縮寫符號(hào)為ATP。那么,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是怎樣的呢?
3.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A—P~P~P。
請(qǐng)學(xué)生通過(guò)閱讀P50關(guān)于“ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式”的
8、內(nèi)容,解釋:A、一、P、~的意義。
A:代表腺苷(即腺嘌呤和核糖組成的化合物)。
-:代表普通的化學(xué)鍵。
P:代表磷酸基團(tuán)。
~:代表特殊的化學(xué)鍵,叫高能磷酸鍵。高能磷酸鍵水解時(shí)能放出大量的能量。
4.ATP是高能磷酸化合物。
提問(wèn):為什么ATP是高能磷酸化合物?
請(qǐng)學(xué)生閱讀后討論并回答。
ATP中存在高能磷酸鍵,ATP分子中大量的化學(xué)能就存在高能磷酸鍵中。水解時(shí)釋放的能量在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物,稱高能磷酸化合物。ATP水解時(shí)釋放的能量達(dá)30.54 kJ/mol,因此,是高能磷酸化合物。
9、 ATP的大量能量是怎樣通過(guò)水解釋放出來(lái)的呢?
三、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
1.閱讀P50 “ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化”的內(nèi)容。
2.投影顯示“ATP與ADP轉(zhuǎn)化示意圖”:
3.分組討論“ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化”情況。
結(jié)論:ATP分子中遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵,在一定條件下水解放能,形成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi);ADP分子在另外特定條件下,接受能量,同時(shí)與一個(gè)磷酸結(jié)合,轉(zhuǎn)化為ATP。
“一定條件”“特定條件”主要指酶條件。
4.教師強(qiáng)調(diào):細(xì)胞內(nèi)ATP含量很少;細(xì)胞內(nèi)ATP的含量相對(duì)穩(wěn)定。ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少而
10、又相對(duì)穩(wěn)定,正是ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)迅速相互轉(zhuǎn)化的結(jié)果。
ATP水解時(shí)釋放的能量,直接提供給細(xì)胞分裂、物質(zhì)吸收、肌肉收縮等生命活動(dòng)。那么,
ADP和磷酸形成ATP所需要的能量從何而米呢?
四、ATP的形成途徑
1.請(qǐng)同學(xué)回顧初中學(xué)習(xí)的光合作用。
光能
葉綠素
CO2+H2O (CH2O)+O2
光能在反應(yīng)中,最終去向是什么?
經(jīng)討論、分析,學(xué)生一般可得出光能被有機(jī)物所吸收的結(jié)論。
教師誘導(dǎo):實(shí)際上光能首先被色素吸收并轉(zhuǎn)化成活躍化學(xué)能,然后提供給ATP的形成。
酶
即:ADP+Pi+能量(光能轉(zhuǎn)化
11、成的化學(xué)能) ATP
ATP再把能量提供給有機(jī)物的合成。
2.請(qǐng)學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)的呼吸作用。
(CH2O)+O2→CO2+HO2+能量
可見,有機(jī)物分解釋放出了能量。有機(jī)物分解釋放的能量,有一部分則轉(zhuǎn)移到ATP中。
酶
即:ADP+Pi+能量(呼吸作用釋放的) ATP
關(guān)于呼吸作用,請(qǐng)學(xué)生回憶,是存在于動(dòng)物還是植物中的生命活動(dòng)呢?學(xué)生會(huì)很容易回答這個(gè)問(wèn)題的:動(dòng)植物都具有的生命活動(dòng)。
3.綜上所述,可以發(fā)現(xiàn),ATP的形成可作如下概括:
強(qiáng)調(diào):能量最終來(lái)源于太陽(yáng)光能。在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中,物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的。
12、
播放“ATP形成過(guò)程能量流動(dòng)”的多媒體課件。使學(xué)生理清思路,系統(tǒng)知識(shí)。
[教學(xué)目標(biāo)鞏固]
1.直接供給人體肌肉收縮所需能量的物質(zhì)是( )
A.葡萄糖 B.脂肪 C.蛋白質(zhì) D.三磷酸腺苷
分析:糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì),脂肪是生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。這些有機(jī)物分解釋放的能量,儲(chǔ)存在三磷酸腺苷(ATP)中,才能被生物體的生命活動(dòng)所利用。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的體現(xiàn)者。人體肌肉收縮是生命活動(dòng)的一種基本形式,所需能量由ATP直接提供。
酶
答案:D
2.對(duì)于反應(yīng)式:ATP ADP+Pi+能量,以下提法正
13、確的是( )
A.物質(zhì)和能量都是可逆的
B.物質(zhì)和能量都是不可逆的
C.物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的
D.物質(zhì)是不可逆的,能量是可逆的
分析:本題考查ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)。ATP是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),細(xì)胞內(nèi)含量很少。ATP和ADP是可以相互轉(zhuǎn)化的,但其中物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的。形成ATP的能量在植物體內(nèi)來(lái)自光合作用和呼吸作用,在動(dòng)物體內(nèi)來(lái)自呼吸作用。而ATP分解成ADP時(shí)釋放的能量用于生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)(細(xì)胞分裂、物質(zhì)合成等)。
答案:C
3.生物體進(jìn)行生命活動(dòng)所需直接能源、主要能源和最終能源依次是( )
A.太陽(yáng)能、糖類、ATP
14、 B.ATP、糖類、脂肪
C.ATP、脂肪、太陽(yáng)能 D.ATP、葡萄糖、太陽(yáng)能
分析:生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)是ATP,糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)。脂肪是生物體內(nèi)貯存能量的主要物質(zhì)。糖類、脂肪等有機(jī)物中的能量最終都是由光合作用進(jìn)行貯存的(將光能貯存在有機(jī)物中)。
答案:D
4.如果ATP脫去了兩個(gè)磷酸基,該物質(zhì)就是組成RNA的基本單位之一,稱為( )
A.腺嘌呤核苷酸 B.鳥嘌呤核苷酸
C.胞嘧啶核苷酸 D.尿嘧啶核苷酸
分析:此題考核的是ATP的分子構(gòu)成和RNA的基本組成單位。A
15、TP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基構(gòu)成,若脫去了兩個(gè)磷酸基,就成為一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基,這正是核糖核酸(RNA)的基本單位之一:腺嘌呤核苷酸。
答案:A
[布置作業(yè)]
P52復(fù)習(xí)題一、二、三。
[結(jié)課]
本節(jié)課,我們共同學(xué)習(xí)了新陳代謝與ATP,知道ATP在新陳代謝的過(guò)程中具有非常重要的作用。在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,綠色植物首先將光能轉(zhuǎn)化為貯存在ATP中的活躍的化學(xué)能,才能貯存在有機(jī)物中。動(dòng)物直接或間接地以植物為食,獲取其中的能量,首先轉(zhuǎn)化為貯存在ATP中的活躍的化學(xué)能才能被直接利用,維持自身的生命活動(dòng)。在能量的流動(dòng)過(guò)程中,ATP像“能量貨幣”一樣,是一種隨時(shí)可以利用的化學(xué)能。ATP在生物體內(nèi)含量少,由于與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化迅速,保證了生物體新陳代謝的正常進(jìn)行。
板書設(shè)計(jì)
第二節(jié) 新陳代謝與ATP
綠色植物:光合作用、呼吸作用
動(dòng)物和人:呼吸作用
形成途徑
酶
酶
生理功能:直接的能源
30.55kJ/mol>20.92kJ/mol
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A—P~P~P(三磷酸腺苷)
高能磷酸化合物:能值30.54kJ/mol>20.92kJ/mol
與ADP的相互轉(zhuǎn)化:ATP ADP+Pi+能量
ATP