4.1生命活动的直接能源
教案
本节课教材的篇幅不多，但在以后许多章节都有涉及，因此本节是以后章节学习的基础。内容虽然知识难度不是很大，但是由于部分内容比较抽象，所以，我主要采取探究实验、学生自主阅读与讨论、模拟演练以及多媒体课件等方法。通过复习以前学过的能源物质，设计葡萄糖、脂肪、医用ATP片剂的燃烧实验，让学生明确这些能源物质是实实在在存在的，由问题讨论2导入探究实验二，让学生认识到在以上物质中只有ATP是直接的供能物质。整个的设计始终贯穿问题讨论、思考、模拟演练以及联系生活实际来学习本课时的内容，将重点、难点问题层层分解，步步设疑的方法，使抽象的内容形象化、具体化，结合多媒体调动学生多种感官的活动，激发学生学习兴趣和学习积极性；充分体现生物新课标提出的四项基本理念：面向全体学生、培养和提高学生的生物科学素养、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系。尤其突出探究性学习以及创新精神和实践能力的培养。 【教材分析】 第五章第一节介绍能量代谢有关的生物催化剂—酶，第二节（本节）介绍ATP是生命直接能源物质，第三节和第四节介绍ATP的来源---光合作用和呼吸作用。本节在模块中具有承上启下的作用。是细胞内能量转换和传递的“中转站”，它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的光合作用，呼吸作用中具体能量的转化过程作了铺垫，在所有生物的代谢中占有普遍的重要地位。本节主要介绍了ATP的结构、ATP与ADP的相互转换、ATP形成的途径、ATP的生理功能。其中ATP的分子简式和ATP的生理功能是重点内容；ATP和ADP之间的相互转化既是教学重点又是教学难点。 【学情分析】 必修1第二章学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了主要能源物质、储能物质、能源物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质作了铺垫，也是在本节课的学习中需要注意区分的几个概念；必修1第三章以及初中时学生也已经接触了有关光合作用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。 【知识目标】 1、理解ATP的分子简式及其结构特点 2、理解ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞中能量代谢中的意义 3、理解ATP的形成途径 4、掌握ATP是新陈代谢的直接能源，并理解ATP作为"能量通用货币"的含义 【能力目标】 通过分析ATP与ADP的相互转化及其对细胞内供能的意义，初步训练学生分析实际问题的能力。 【情感态度价值观】 让学生在分析自己身体内发生的ATP-ADP循环及其重要意义过程中，体验到生物学原理在生产实践中的价值，加强学生对身边的科学这一理念的理解。 【教学重点】ATP的分子简式及其结构特点、ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、ATP的形成途径、ATP是新陈代谢的直接能源，能理解ATP作为“能量通用货币”的含义 【教学难点】ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、理解ATP作为“能量通用货币”的含义 【课时安排】1课时 【教学手段】实验探究、问题讨论、模拟演练、多媒体课件 【材料准备】葡萄糖粉、50%的葡萄糖溶液、动物脂肪、食用植物油、医用ATP片剂和针剂、已经剥好的新鲜的蛙腓肠肌多个、铁架台、胶头滴管、燃烧匙、火柴、酒精灯 【教学过程】 问题探讨1：细胞中与能量相关的物质有哪些？（学生根据已有知识回答）怎样设计实验来验证这些能源物质？ 实验探究（一）葡萄糖、脂肪（固体猪油）、ATP（医用片剂）燃烧试验。（请三位同学将已准备好的燃烧匙内，分别放入上述三种物质，放在酒精灯上加热，其他同学观察现象） 思考：通过三位同学的实验，你看到了什么现象？得出了什么结论？（学生回答完毕） 〖教师〗通过实验让学生知道凡能够燃烧的物质就能够供能，否则不能。由实验现象可直观说明上述物质都能燃烧，都是能源物质。 〖教师〗给每个小组发放葡萄糖粉、动物脂肪、少量的医用ATP片剂。通过让学生近距离接触这些物质，尤其是ATP，让学生知道ATP是实实在在存在的物质，消除学生一提到能量、能源就感觉不是实在物质的想法。 问题探讨2：葡萄糖、脂肪、ATP在细胞中能同时为细胞生命活动提供能量吗？ 实验探究（二）葡萄糖、脂肪、ATP与骨骼肌收缩的关系。 〖教师〗准备了新鲜的蛙的腓肠肌，并且已经通过不断电刺激肌肉，直到肌肉疲劳不能收缩为止以备实验之用。（请3位学生进行实验，其余同学观察） 1、第一位学生将50%的葡萄糖溶液用滴管滴加到挂在铁架台上刚丧失收缩功能的腓肠肌上， 然后用电刺激，观察肌肉是否收缩？ 2、第二位学生将已准备好的食用植物油滴加到挂在铁架台上刚丧失收缩功能的腓肠肌上， 然后用电刺激，观察肌肉是否收缩？ 3、第三位学生将已经准备好的医用针剂ATP滴加到在铁架台上刚丧失收缩功能的腓肠肌上， 然后用电刺激，观察肌肉是否收缩？ 思考讨论： （1）为什么要不断刺激肌肉，直到不能收缩为止？（耗尽肌肉细胞内ATP） （2）从实验你收获了什么？想到了什么？得到了什么结论？（学生回答） 〖教师〗糖类是生物体内主要的能源物质，脂肪等有机物是生物体内主要的储能物质，但是糖类和脂肪中的能量是不能直接被生物体利用的，它们都要先转化成ATP中的能量之后才能被生物体直接利用。所以是生物体所需能量的直接能源。 〖导入新课〗 一、ATP是新陈代谢所需能量的直接来源 〖学生活动〗：请同学们阅读教材88页第二自然段并观察ATP的结构式和结构简式。理解结构简式中符号的含义。然后动手写一写ATP的结构简式并标出各部分的名称。写完后同一小组内的同学交换检查一下，看是否都写对了，如果书写有误请告诉他，并帮他改正。 二、ATP的结构简式全称：结构简式：A-P～P～P，全称三磷酸腺苷。 〖教师〗教师根据学生的书写情况，指出书写时经常出错的地方（学生常把高能磷酸键和普通磷酸键记混），提醒学生注意，并由此引出高能磷酸键和普通磷酸键的区别。 思考：ATP水解能量从哪里来？（学生回答，教师补充） 〖教师〗请4位学生模拟结构简式，一男三女。根据你们的理解为其他同学展示ATP的结构简式。 〖思考〗以前学习过细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？ 细胞分裂、肌肉收缩、营养物质的吸收、核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输等过程都需要能量，这些能量来自ATP的水解。（看课件） 〖教师〗请5位学生模拟ATP的水解，二男三女。一个男生做俯卧撑，另外4位学生模拟ATP水解，演示出供能过程。） 三、ATP和ADP之间的相互转化 〖学生活动〗观察大屏幕图片或者课本89页图5-5? 〖教师〗在引导学生讨论ATP和ADP之间的相互转变时，伴随着能量的贮存和释放，需强调细胞内ATP的含量是相对稳定的；最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的，ATP是生物体的直接能源，是细胞能量代谢的“通用货币”。 〖思考讨论〗关于上图中ATP和ADP之间的相互转化是否可逆？（提示：从反应过程的酶、反应场所、能量等不同方面分析讨论。） 〖教师〗强调此转化过程物质是可逆的，能量是不可逆，反应过程也是不可逆的。 四、ATP的形成途径（参看课件） 〖学生活动一〗请5位学生模拟ATP的形成（人和动物），一男生呼吸。其余四人分别扮演ADP及P，模拟ATP的形成。 〖学生活动二〗请6位学生模拟ATP的形成（植物），一男生呼吸，一女生扮演光合作用。其余四人分别扮演ADP及P，模拟ATP的形成。 五、ATP的利用 〖教师〗课件显示图片或者学生参看课本90页图5-7? 〖学生活动〗结合课本图，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图进行补充和完善。 （ATP中的化学能可以转变成机械能、化学能、电能、渗透能、光能等其它形式的能量。）回归前面复习的各项生命活动，再次与学生共同讨论ATP中能量的利用过程。 〖课堂小结〗 〖课后达标训练〗 〖板书设计〗 【拓展延伸】假设现在有一个人因饥饿造成急性休克，周围可用的药品有：葡萄糖口服液、葡萄糖注射液、片剂和ATP针剂。如果你是医生，你会采取什么措施？ 学生纷纷发表意见：有的建议用葡萄糖注射液，及时补充能源、有的建议用ATP针剂快速提供能量?? 让生活走进课堂，让课堂走近生活，给学生展示自己知识和能力的机会。 【课外探究】 （1）1954年美国人阿龙用叶绿体加上ADP和磷酸，照光后得到ATP。那么，ATP在植物的光合作用中到底是如何生成的呢？ （2）动物体和人体内ATP形成的途径除了细胞呼吸，还有其它途径吗？ （课外查资料，培养学生继续探究意识。）
课件34张PPT。4.1生命活动的直接能源课前欣赏新叶伸向和煦的阳光草蜢觊觎绿叶的芬芳静静的小憩，
好去寻找更美的叶子！我一定要好好的饱餐一顿！！等待，等待……你就是我的佳肴！他们都在为生存而获取能量！我就要抓住你了！兄弟，让我们尽情的遨游知识的海洋吧我心飞翔，没有什么不可以超越！ 能量总在我们每一个的细胞中激荡着，流动着！
只有不断的摄取补充能量，我们的生命才
能够维持下去！
你知道谁在为我们
提供能量吗？生物体把能量用在生命活动的各个方面 生物体的能源物质ATP是新陈代谢所需能量的直接来源细胞的主要能源物质是:最根本的能量来源 是:太阳能糖类这其中的能量能不能直接被生物体利用呢？生物体内储存能量的物质是:脂肪用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,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分钟荧光消失生物的生命活动ATP能量储 存 释放能量可以直接进行？能源物质一、什么是ATP？ATP是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate)的英文缩写符号， A---腺苷、T---三、P---磷酸基。
ATP的分子结构简式是：A—P ~ P ~ P 。
ATP是一种高能磷酸化合物。不仅因为是它的分子结构中含有磷酸，还因为它在水解时释放的能量是30．54kJ／mol（千焦每摩尔）（一般将水解时，能够释放20．92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物）。
ATP的水解释放的能量是一般磷酸键水解时释放能量的两倍以上。ATP（三磷酸腺苷）的结构简式特点：远离A的高能磷酸键容易生成，伴随能量储存、容易断裂，伴随能量的释放。AMPADPATPＡＴＰ（A-P~P~P）ATP腺嘌呤核苷酸+A-P~PA-P~P P~PATPADPPi(磷酸) 能量
+酶细胞分裂、营养物质吸收
神经传导、生物电、肌肉收缩二、ATP与ADP的相互转化ATP和ADP的相互转化A-P~P~PPi(ATP)(ADP)能量PiATPADP +Pi+能量
（1）特点：
细胞内的ATP含量极少，转化十分迅速
（2）意义：
为生物体内部提供稳定的供能环境
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源动物和人绿色植物能量呼
吸
作
用呼
吸
作
用光
合
作
用ADP +PiATP 酶 动物真菌等:通过呼吸作用分解有机物释放能量绿色植物:呼吸作用和光合作用ATP三.ATP的利用ATP机械能（如肌细胞收缩）热能（如维持体温）渗透能（如主动运输）电能（如电鳗放电）光能（如萤火虫发光）ATP的利用小结转
化
为四、理解:ATP是细胞的能量“货币” （直接能源） 细胞中大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的.能量通过ATP分子在吸能和放能放能反应之间快速的循环流通.ATP ADP+Pi+能量*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. ATP是细胞内能量转换的“中转站”，可形象地把它比喻细胞内流通的“能量货币”，是生物体内能量代谢的中心，在生物能量代谢中占有核心地位。生物体内的新陈代谢正是因为细胞中的ATP才能顺利地完成。磷酸肌酸(C~P)小结：腺苷普通化学键高能磷酸键磷酸基团1、ATP的结构式可以简写为（ ）
A、A-P-P~P B、A-P~P~P
C、A~P~P-P D、A~P~P~PB3、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 D4、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、1，2，2 B、1，2，1
C、1，3，2 D、2，3，1 5 、如果一个ATP脱去两个磷酸，该物质就是构成核酸的基本单位之一，称为（ ）
A、腺嘌呤核苷酸 B、鸟嘌呤核苷酸
C、胞嘧啶核苷酸 D、 鸟嘧啶核苷酸 CA
