课件13张PPT。我们的生活离不开能量长江三峡水利发电站难忘瞬间小实验科学研究发现,向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液,肌肉不收缩;向同一条肌肉上滴ATP溶液,肌肉很快就能发生明显收缩。 ATP结构式H2OH2OH2OH2O腺嘌呤核糖核苷酸核糖腺嘌呤磷酸它与ATP的结构式有什么异同吗?小资料氯化钾是阻止人体内的ATP合成的毒药,人中毒后在3—6分钟内就会死亡。
一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg,在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5kg/min。
人体中ATP的总量只有约0.1moL(3秒内用光)人体细胞每天的能量需要水解200—300moL的ATP,这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000—3000次。
ATP不能被储存,它合成后必须在短时间(约1分钟)内被消耗。含量低 消耗大 不能长时间储存ATP与ADP的相互转化ATP合成酶ATP水解酶EADP PiATPE请思考下列问题:这部分能量来自何方?这部分能量去向何处?动物和人等 绿色植物光合作用呼吸作用磷酸肌酸呼吸作用ADP + Pi + ATP能量合成酶ATP的利用主动运输生物发电肌细胞收缩 大脑思考 酶
葡萄糖 + 果糖 蔗糖细胞内各种吸能反应ATP与生物发光萤火虫发光的生物学意义是什么?
萤火虫体内有特殊发光物质吗?
萤火虫发光的过程有能量的转换吗? 小结1、ATP是什么?
2、ATP的结构简式?
3、ATP与ADP的相互转化
4、ATP的形成
5、ATP的利用小试牛刀1、下列关于ATP的叙述中,正确的是:( )
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量,所以被称为高能磷酸化合物
B.三磷酸腺苷可简写为A~P–P~P
C.ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D.ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中D你答对了吗?2、ATP中A、T、P依次代表:( )
A.腺嘌呤、胸腺嘧啶、磷酸基团
B.胸腺嘧啶、三个、磷酸基团
C.腺苷、三个、磷酸基团
D.腺苷、三个、腺嘌呤
3、ADP转变为ATP需要:( )
A.Pi、酶、腺苷和能量 B.Pi、能量
C.能量、腺苷和酶 D.Pi、能量和酶CD你答对了吗?第2节?? 细胞的能量“通货”——ATP 学习卡
问题思考:除了我们的生活,生物体生命活动进行是否也需要源源不断的动力?
ATP分子结构特点
活动1:请大家阅读课本88页相关内容,找出ATP的中文名称,ATP的结构简式,以及ATP的特点,并填写学习卡。
活动2:请同学到黑板上尝试用卡片摆放ATP的结构简式。
问题思考:这些字母分别代表什么?从这图中你们找出ATP中含有哪些成分?
1、中文名称:
2、化学组成:
3、结构简式:
问题思考:同学们有没有注意到ATP的结构式里的化学键有什么特殊的地方?
二、ATP与ADP相互转化
问题思考:你能尝试写出ATP水解的化学反应式吗?
活动3:阅读资料,分组讨论并分析,从这则资料中,你能得出生物体内的ATP有什么特点?
问题思考:你能尝试写出ATP合成的化学反应式吗?
三、ATP的形成途径
绿色植物:途经一
途经二
人和动物等:途经一
途经二
四、ATP的利用
第二节 细胞的能量“通货”——ATP
课型结构:新课教学
一、教学目标
知识技能目标:
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。
情感态度与价值观
1、激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育。
2、调动学生学习积极性,培养主动参与的学习态度和进行合作学习的态度。
二、教学重点、难点
重点:
1、ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。
2、ATP与ADP的相互转化。
难点:
1、ATP化学组成的特点;
2、ATP与ADP的相互转化。
三、教学手段、方法
1、通过卡片拼接加深学生对ATP结构的认识;
2、通过ATP与ADP相互转化关系,认识ATP在细胞中作为能量流通的原因。
3、通过分析,比较在生物体生命活动中,ATP如何生成又如何消耗,找出能量代谢的规律。
四、课时安排:1课时
五、板书设计
第2节?? 细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP分子结构
1、中文名称:三磷酸腺苷
2、化学组成:腺嘌呤、核糖、磷酸;
3、结构简式A—P~P~P
二、ATP与ADP相互转化
ATP水解酶
ATP ADP + Pi + 能量
ADP + Pi + 能量 ATP
ATP合成酶
三、ATP的形成
四、ATP的利用
六、教学程序
导入新课
教师:这是宏伟的长江三峡水利发电站的全景图(课件展示),它每天都在为我们的生活提供源源不断的电能,我们的生活离不开能量。除了我们的生活,生物体生命活动的进行是否也需要源源不断地动力?让我们先回顾一下2004年雅典奥运会上最难忘的一刻,请大家看这样一段视频。(播放刘翔奥运夺冠视频)
教师:真是激动人心的时刻,大家有没有想过,刘翔如此风驰电掣是否需要能量呢?
学生:需要。
教师:对,肌肉的收缩,生物体内的许多化学反应都需要能量。能量究竟从哪里来呢?
学生:细胞中的能源物质,如:糖类、蛋白质等有机物都储存着大量稳定化学能。
教师:这些能量是一种稳定的化学能,它能直接被细胞利用吗?我们看这样一个小实验,科学研究发现,向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液,肌肉不收缩;向同一条肌肉上滴ATP溶液,肌肉很快就能发生明显收缩。说明能够直接利用的究竟是葡萄糖还是ATP?
学生:ATP。
教师:所以细胞要解决能量的“稳定储存”和“灵活利用”这一矛盾,必须通过细胞氧化分解,将储存在有机化合物中的稳定化学能释放出来,转化成一种活跃的化学能,这种活跃的化学能存在ATP中,并可以直接用于生物的各种生命活动。那么,ATP到底是什么物质,具有怎样的结构特点呢?这就是我们本节课要学习的内容:细胞的能量“通货”—ATP。
讲授新课
教师:请大家阅读课本88页相关内容,找出ATP的中文名称,ATP的结构简式,以及ATP的特点。
学生:ATP叫做三磷酸腺苷。
教师:那么ATP的结构简式是怎样的呢?请一位同学到黑板上尝试用卡片摆放,其他同学在学习卡上书写。
学生:到黑板上摆放。
教师:ATP的结构简式为什么这样写呢?其中的这些字母分别代表什么?请看ATP的结构式图(课件展示),从这图中你们找出ATP中含有哪些成分?
学生: ATP是由一分子腺嘌呤,一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成。
教师:ATP的结构中,腺嘌呤与核糖通过化学键相连形成腺苷,我们用A来表示,而磷酸基团用P来表示,由于磷酸基团有三个,所以用到了英语“3”的缩写T,磷酸基团之间也通过形成化学键相连,这样,三个磷酸的腺苷我们叫它三磷酸腺苷,即ATP。那么,连接它们的化学键是怎样形成的呢?我请两位同学来和我一起做一个演示:
两位同学人手一块海绵,现在他们把手牵起来,注意这个过程有什么现象?
学生:有水产生。
教师:通过脱水形成化学键的反应与前面我们学过那部分知识相似?
学生:氨基酸脱水缩合形成蛋白质。
教师:对,在ATP中每形成一个化学键就脱下一分子水。同学们有没有注意到ATP的结构式里的化学键有什么特殊的地方?
学生:连接腺苷与第一个磷酸基团的化学键和连接三个磷酸基团间的化学键不同。
教师:腺苷与第一个磷酸基团的短线表示的是一种普通的磷酸键,而三个磷酸基团间的波浪线代表的是一种特殊的化学键,高能磷酸键。一个ATP中有两个高能磷酸键,这种键水解时释放的能量多达30.54千焦每摩尔,是普通磷酸键的两倍之多,所以ATP分子中的大量能量应该储存在哪里?
学生:高能磷酸键中。
教师:这是腺嘌呤核糖核苷酸的结构示意图,请大家结合教材88页的相关信息,试比较它与ATP的结构式的异同?你能根据腺嘌呤核糖核苷酸的结构示意图画出ATP的结构示意图吗?
学生:化学成分相同,但ATP中有三个磷酸基团。(到黑板上完成画图)
教师:由于ATP具有高能磷酸键,所以是一种高能磷酸化合物。但它的化学性质不稳定,容易水解,这实际上是指高能磷酸键的水解,断裂,而ATP有两个高能磷酸键,是哪个高能磷酸键首先发生水解呢?
学生:远离腺苷的那个高能磷酸键不稳定 ,很容易断裂。
教师:对,远离腺苷的那个高能磷酸键不稳定,最后这个磷酸基团会脱离下来,形成游离的磷酸,那么还剩下的是ATP的什么部分呢?
学生:剩下部分只含有腺苷和两个磷酸基团,叫做二磷酸腺苷,即ADP,所以ATP水解产生一分子的ADP,一分子的游离磷酸。
教师:此过程会释放出大量的能量。这个反应的发生是需要一种生物催化剂:ATP水解酶。这就是ATP水解,同学们你们能根据黑板上的图写出ATP的水解反应式吗?
学生:尝试到黑板上书写。
教师:ATP除了水解释放能量之外,它还有什么特别之处吗?先看一段小资料:
氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药,人中毒后在3~6分钟内就会死亡。但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg,在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5kg/min。人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔(三秒内可用光)。人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP,这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。ATP不能被储存,因为ATP的合成后必须在短时间(约一分钟)内被消耗.
大家可以小组讨论,从这则资料中,你能得出生物体内的ATP有什么特点?
学生:含量低,消耗大,不能长时间储存。
教师:可以说没有ATP源源不断地供应,细胞的生命活动将不能继续进行。如果提供磷酸和能量,ADP可不可以重新形成ATP呢?
学生:ADP可以在酶的催化作用下接受能量,同时与一个游离的磷酸结合,重新形成ATP。
教师:请问此时催化这一反应的酶还是ATP水解酶吗?
学生:不是。
教师:对,此时是ATP合成酶起作用。谁能尝试书写反应式?
学生:书写。
教师:现在,大家可以解决这个问题了:ATP在细胞内的含量很少,而细胞时时刻刻都需要ATP来提供能量,但是细胞内并不会出现缺乏ATP的情况 。细胞内的ATP含量总是能够保持相对稳定的状态,这说明什么问题呢?
学生:生物体内ATP和ADP转化的速度是非常快的
教师:这一转化时刻不停地进行,使细胞内ATP和ADP的含量处于动态平衡中,总保持一种稳定的供能环境。(播放课件)有的同学说这一转化过程属于可逆反应,这种说法对吗?
学生:不对,反应的条件不同,能量不可逆。
教师:ADP转化为ATP需要的能量又来自哪里呢?请大家阅读课本P89相关内容后,分组讨论。
学生:对于绿色植物来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自于呼吸作用和光合作用;对于人、高等动物、真菌和大多数细菌来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自于呼吸作用。
教师:实际上人和高等动物中,这一转化的能量还可以来自磷酸肌酸(另一种高能磷酸化合物)的转移。知道了形成ATP的能量来源,那ATP水解释放出的能量,到哪里去了呢?请同学们思考,生物体的哪些生命活动需要能量?你能举几个例子吗?参看课本90页图5-7ATP的利用举例。
学生:运输物质;肌肉收缩;合成物质;生物发电;神经活动;维持体温以及其中涉及的能量变化。
教师:你还能举出其它例子吗?(展示课件:萤火虫)
学生:讨论相关问题。
教师:所以,ATP是生命活动的直接能源物质。在我们标题我还把ATP称作细胞的能量“通货”,这又是为什么呢?生活中我们都有这样的经历:去买一些商品时,如果给售货员递去一张存折,可能人家没办法找零钱,也就是说存折不能直接利用,但如果换成一张张一元小票就方便多了。细胞中的能量也是如此,同样是能量,你能说出什么能量相当于 “存折”,什么相当于 “小票”吗?
学生:有机物储存的能量相当于存折,ATP分子就是那个可以在细胞内流通的能量“小票”。
教师:说到能量,细胞内的化学反应既有吸收能量的,也有释放能量的,那么吸能反应和放能反应与ATP的合成水解有什么联系吗?
学生: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。
课堂小结:
能量就这样通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通,因此,可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。通过今天的学习,相信大家已经对ATP有了一定的了解,我们解决了这样几个问题:
1、ATP是什么?
2、ATP的结构简式?
3、ATP与ADP的相互转化
4、ATP的形成
5、ATP的利用
下面就请大家“小试牛刀“一下。
七、教学评价
1、完成课后练习题
2、思考课本90页的“思考与讨论”