细胞与能量教案07.docx

第一节细胞与能量一、教学目标【知识目标】1 .举例说出细胞内的吸能反应和方能反应2 .简述ATP的化学组成和特点。3 .阐明ATP是细胞中的能量通货。【能力目标】1 .通过阅读培养学生的自学能力、表述能力；利用课件，培养学生的观察、分析能力 等。2 .通过分析ATP-ADP的循环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。【情感态度与价值观】通过展现学生运动会的照片，让学生意识到能量在生活中的意义，分析自己身体内发生 的ATPADP循环，体验到生物学原理在生产实践中的价值，加强对身边的科学的理解。二、教材分析【教材的地位作用】教材开始就以学生熟悉的动能和势能的相互转化，引出在细胞内也存在着能量的转化， 并强调能量只能以一种形式转变为另一种形式，既不会被消灭，也不会被创造。接着交代清 楚什么是吸能反应、什么是放能反应，为理解ATPADP循环时的放能和吸能做铺垫。对于ATP是细胞中的能量通货，教材首先介绍ATP的分子结构，说明ATP是腺喋吟核 昔的衍生物，并用图解说明它的结构。分子简式为APPP,其中A代表腺首，T代表 三个，P代表磷酸基，代表高能磷酸键，而且说明在两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键 比较不稳定，为后面的ATP水解作铺垫。对于ATPADP的循环，教材中首先介绍了 ATP水解的过程：ATP的第二个和第三个 磷酸基团之间的高能磷酸键对于细胞中能量的捕获、贮存和释放都是很重要的。第二个高能 磷酸键的末端，能很快地水解断裂，于是ATP转换为ADP,能量随之释放出来以用于各项 生命活动；同样，在提供能量的条件下，也容易加上第三个磷酸基，使ADP又转化为ATP。 在ATP与ADP的转化过程中都需要酶的参与，活细胞内这个过程是永无休止地循环进行的。教材中指明ATP是细胞中普遍使用的能量载体，在细胞中的含量不多，从而易于引发学 生讨论ADP-ADP循环的意义，同时可使学生加强ATP是细胞中的“能量通货”的理解。【教学重难点】1 .教学重点：ATP的分子结构及其特点、ATP的分子简式、分析ATPADP的循环及 其对细胞内能量代谢中的意义，能理解ATP作为“能量通货”的含义。2 .教学难点；ATPADP的循环及其对细胞内能量代谢中的意义，理解ATP作为“能量 通货”的含义。在教师的引导下，利用多媒体课件，结合同学之间的相互讨论分析等形式，让 学生认识ATP的水解，ATP-ADP的循环过程及其重要意义。【教学准备】学生运动会的照片、ATP的结构、ATP水解过程、ATPADP循环课件。三、学情分析对于能量可以相互转化，学生并不陌生，在物理、化学学科中早就有所认识，在生活中 也所处可见。而对于细胞与能量的关系，在细胞内要发生能量的转化，学生是所知不多的。 学生对于ATP的认识几乎是空白，并且ATP是一种存在于细胞内的能量物质，看不见摸不 着，事先准备ATP的分子结构式，能使学生对ATP从化学组成上有个认识。ATP的分子结构、ATP的水解、ATPADP的循环等内容，只以教材中的插图还不能使 学生有较深刻的认识，所以可以制作多媒体课件，通过课件的展示既可以引起学生的学习兴 趣，还可以通过学生的观察和分析，突破教学的难点，达到较好的教学效果。四、教学设计【设计思路】首先以ppt呈现刚结束不久的运动会上学生比赛的照片，不仅能调动学生的学习兴趣， 而且可以迅速的导入新课。能量的转化、吸能反应和放能反应，内容比较简单，所以就发挥 学生的能动作用，以阅读提问的方式进行。ATP是细胞中的能量通货是教学的重点和难点， 首先以萤火虫的实验探究ATP在细胞中的作用，引导学生思考，得出“ATP是细胞中的直接 供能物质”，突出“直接”二字。然后利用多媒体课件，从ATP的分子结构式中认识ATP的 化学组成，并且以“1、2、3”的方法教授学生如何识记ATP的结构。以层层提问的形式让 学生对ATP的水解、ATPADP的循环进行逐步的学习。小结中设计了几个问题由学生做出 问答，这些问题的提出，目的是及时掌握学生对新知识理解的缺陷，对所学的知识进行梳理, 以强化学生对新知识的认识，使学生充分认识到ATP在细胞代谢中的重要地位。【教学过程】教学流程教师活动学生活动教学意图导入新课新陈代谢是生物的基本特征。新陈代谢中一系列 的物质变化，必定伴随着能量的转化。今天我们 学习新知识：细胞与能量。【提问】看看这些照片，呈现的是我们班运动员联系刚结束 的运动会，调比赛时矫健的身姿，那这些同学在运动的时候是 需要消耗什么呢？【讲述】我们在运动会前给板上的运动员准备了 大量的巧克力，运动型饮料等，主要是为了给运 动员补充能量。讨论、回答。动思维，激发 兴趣。第一节细【讲述】说到能量，有一个定律我们再熟悉不过，培养学生的胞与能量那就是能量守恒定律。【板书】能量守怛定律阅读能力。提出问题，引一、HhW【提问】在前面的照片中，我们这些飞奔的运动起思考，在原的转化员向我们展示的是什么形式的能量呢？除了这 个，在自然界中我们看到萤火虫发光，这又是什 么形式的能量呢？自然界中还有些鱼不能随便碰 的，因为它会放电，你会被他电到，那它呈现的 是什么形式的自缰呢？【板书】机械能、光能、电能【提问】这些形式的育缰同样也是遵循育缰守恒有的认知基 础上构建新 知识。定律的，它们不是凭空产生的，那么它们是由什 么转化而来的呢？【板书】化学能【提问】什么是化学能？【提问】在这张照片中，王天焕同学跑的已经很 辛苦了，这个时候他急需补充能量，需要吃吃巧 克力，喝喝运动型饮料，让自己的身体与外界进 行物质交换，而物质交换同时也伴随着能量的交 换，但是，做这些事情的前提是，王天焕同学要 有一张嘴，要是一个开放的系统，也就是细胞必 须要是一个开放的系统。【板书】生物体和细胞是开放系统，不断与外界 发生物质和能量的交换。【提问】我们与外界进行物质交换获取能量，例 如吃巧克力获取糖类等物质，这些有机物中的化 学能是通过什么样的方式释放出了，让我们能跑 能跳呢？【板书】放能反应阅读课本48页 能量的转化第 二段。讨论、回答。二、吸能 反应和放 能反应【提问】什么是放能反应、什么是吸能反应？请 举例说明。【板书】放能反应、吸能反应【讲述】细胞中有许多吸能反应，它们所需的能 量来自于细胞中的放能反应。那么细胞中放能反 应所产生的能量是怎样被吸能反应利用的呢？两 者之间的纽带就是ATP。阅读课本49页 吸能反应和放 能反应。讨论、回答。通过自学提 高学生对知 识的认知、归 纳、表述能 力。三、ATP 是细胞中 的育缰通 货（一）ATP是细胞中的直接供能物质探究实验：萤火虫尾部发光器不能发光后，分别 加入等量的糖类和ATP物质，让学生预测实验结 果。【结论】糖类不能作为萤火虫发光的直接供能物 质，ATP能。【讲述】ATP不仅能为萤火虫发光直接供能，还 能为生物体其他的生命活动供能，例如在前面说 到过的肌肉收缩、电鳗放电，还有生物体中的合 成反应，大脑思考等。ATP能作为细胞的直接供能物质，必然与它的结 构有关，什么样的结构决定什么样的功能。（二）ATP的结构展示课件：ATP的分子结构式。【讲述】ATP是腺甘二磷酸的英文缩写，它是普阅读课本P50 第一段，先了通过实验探 究，提高学生 逻辑思维能 力，培养学生 严谨的科技 思维方式。通过教师的 讲解使学生 对ATP的认 识逐渐清晰。解ATP的化学 组成；同时观 察ATP的结 构，认识各种 符号的含义。明确磷酸基 团与磷酸分 子的区别遍存在于各种活细胞中的一种高能磷酸化合物。 在这个结构中左边的一部分是腺噪吟，中间的是 核糖，右边的是三个磷酸基团。在这里要知道磷 酸基团与磷酸的区别，在ATP中，称为磷酸基团。磷酸基团这个分子结构式是比较复杂的，我们也不要求大 家记下来，为了方便书写，我们通常会用结构简 式来表示。【板书】1. ATP的结构简式：式中A代表腺首，P代表磷酸基团，代表一种 特殊的化学键，称为高能磷酸键；ATP分子中大 量的化学能就储存在高能磷酸键中；两个相邻磷 酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定；ATP分子 的水解本质上就是ATP分子中高能磷酸键的水 解，也就是高能磷酸键断裂后释放出大量的能量。【板书】2. ATP的水解反应：展示课件：ATP的水解。A-PPP - ADP + Pi + 能量【提问】ATP水解时，是哪个化学键断裂？ 水解后有哪些产物？这是个吸能反应还是放能反 应过程？释放的能量被如何利用了呢？【讲述】细胞利用这种能量的方法是将ATP水解 这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应。 也就是用于细胞中的各种生命活动。ATP能够水解，必然也能够合成，不然细胞中的 ATP会越来越少，那么ATP的合成过程是怎样的 呢？ADP + Pi + 能量 f A-PPP【提问】ATP合成时，能量来自于哪呢？通过一 段材料让学生了解合成ATP所需能量的来源。【提问】LATP在细胞中能大量贮存吗？为什么？2.ATP如何满足细胞中源源不断的能量需 求？【讲述】细胞中的ATP含量很少，如肌细胞中的 ATP只能维持肌肉收缩23钞钟左右。不过ATP观看ATP水解 的动画演示。讨论、回答。明确ATP放 能的部位，对 两个相邻磷 酸基团之间 的高能磷酸 键比较不稳 定形成直观 的认识。及时联系刚 学习的吸能 和放能反应, 使前后知识 密切联系，培 养学生的逻 辑思维能力。在细胞中易于再生，在本章第四节中将学习。通 过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用 于吸能反应的过程称为ATP-ADP循环。【板书】3. ATP-ADP循环【讲述】ATP水解形成ADP后，利用细胞内释放 能量的反应，如呼吸作用释放的能量，ADP吸收 能量又和磷酸结合转变成ATP,而这一过程的进 行与两个磷酸基团之间的高能磷酸键的特点直接 相关，那个高能磷酸键即容易水解断裂，又容易 重新合成。【提问】ATPADP循环的意义是什么？【讲述】ATP和ADP在体内总是处于不停地转化 中，且处于动态平衡之中，能够为细胞内的各项 生命活动不断的提供能量。【板书】4.ATP是细胞中的“能量通货”【讲述】细胞内的糖类、脂质等能源物质不能被 细胞直接利用，ATP水解后释放的能量才是细胞 内各种生命活动的直接能量来源，所以我们可以 把它们做一个形象的比喻，将油脂比喻成定期存 折，糖类比喻成活期存折，ATP比喻成钞票。ATP 是细胞中普遍适应的能量载体，ATP在细胞内的 含量是极少的，像小额钞票一样，便于流通使用， 是细胞能量代谢的“能量通货”。阅读课本50页 图 3 2 ATP一 ADP循环。思考、回答。讨论、回答。用通俗易懂 的比喻使学 生理解ATP 在生命活动 中的的作用。小结ATP1 .化学组成：腺喋吟、核糖、磷酸集团2 .元素组成：C、H、0、N、P3 .结构简式：A-PPP4 . ATP的水解反应：A-P PP - ADP + Pi + 6缰5 . ATP的合成反应：ADP + Pi + 育维 一 A-PPP6 . ATP的功能细胞中的直接供能物质；细胞中的能量通货O以提问的方 式进行小结， 及时掌握学 生对新知识 对所学的知 识进行梳理， 以强化学生 对新知识的 认识,使学生 充分认识到 ATP在细胞 代谢中的重 要地位。五、板书设计细胞与能量一、能量的转化一、ATP1、化学组成：腺喋吟、核糖、磷酸基团2、元素组成：C、H、0、N、P3、结构简式：A-PPP4、ATP 水解：A-PPP - ADP + Pi + 能量5、ATP 合成：ADP + Pi + 能量 A-PPP6、ATP功能：细胞中的直接供能物质；细胞中的能量通货【反馈检测】一、判断题化学能是细胞内最主要的贮能形式，细胞内的化学能都贮存在ATP中。（） 解析：化学能贮存在各种分子中，不仅仅存在于ATP中。细胞呼吸是放能反应，光合作用是吸能反应。（）解析：细胞呼吸分解有机物，释放能量；光合作用合成有机物，将光能转化成化学 能贮存在有机物中。ATP是高能磷酸化合物，只含有一个高能磷酸键。（） 解析：ATP是高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键。ATP的结构是不稳定的，在有关酶作用下，远离A的高能磷酸键容易水解，释放出大 量能量。（）人体在紧张状态下，细胞内ATP产生的速率远远超过ATP的分解速率。（）解析：在生物体内，ATP的量基本是保持稳定的，即无论在何种状态下，细胞内产 生ATP的速率基本等于ATP的消耗速率。二、选择题1、ATP的结构式可以简写为（）A、 A-P-PP B、 A-PPPC、 APp-PD、 APPP2、有关ATP的描述，正确的是（）A、A表示腺甘，表示高能磷酸键，P表示磷酸B、ATP由1个腺噪吟、1个脱氧核糖和3个磷酸基团组成C、ATP在细胞内易于再生，是生物界的共性D、一个ATP分子中含有3个高能磷酸键3、ADP转变为ATP需要（）A、磷酸、腺甘、能量、酶 B、磷酸、腺甘、能量C、腺甘、能量、酶D、磷酸、能量、酶4、20个腺昔和46个磷酸，在一定条件下能合成的ATP分子为（）A. 60B. 30C. 205、ATP在细胞内的含量及其生成是（A.很多、很快 B.很少、很慢6、心脏跳动所用的能量直接来自（）A、葡萄糖 B、磷酸肌酸 C、脂肪7、下列有关ATP的叙述，正确的是（）D. 15）oC.很多、很慢 D.很少、很快D、ATPA.线粒体是蓝细菌细胞产生ATP的主要场所B. ATP分子由一分子腺喋吟和三分子磷酸基团组成C.剧烈运动后体内ATP的含量不会明显下降D.小麦根尖分生区细胞通过光合作用和细胞呼吸产生ATP六、作业布置完成作业本“第一节、物质与能量”