1、必修1第5章第2节细胞的能量通货ATP 教学设计一、教学目标1.知识目标a.简述ATP的化学组成和特点。b.写出ATP的分子简式。c.解释ATP在能量代谢中的作用。2.能力目标a. 通过对萤火虫发光问题的探究，培养学生的实验分析与设计能力。b.通过尝试构建ATP的模型，培养学生的动手建构模型能力。3.情感目标通过分析ATP、ADP的动态平衡，树立辩证唯物主义的自然观、生态观。二、教学重点和难点a.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。b. ATP与ADP的相互转化。三、 教学流程教学流程教师活动学生活动设计意图环节一：课程导入情景导入：展示萤火虫发光图片，让学生讨论问题：1.萤火虫发光的
2、生物学意义是什么？相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。2. 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。3. 萤火虫发光的过程有能量的转换吗？腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 导入课题和学习目标。讨论、回答。情景导入课题和学习目标。环节二：讲授新课一、ATP是生命活动直接能源物质。1.讲述：糖类是主要能源物质，脂肪是备用能源物质，ATP作为能源物质，功能是什么？2.让学生利用控制变量法设计实验探究萤火虫发光直接能源物质 为ATP（可画图表示）。材料：萤火虫发光器粉末、葡萄糖、脂肪、蒸馏水、试管等。提示：3.实验结论：
3、ATP是直接能源物质二、ATP结构1.引导学生观察ATP结构式，认识到ATP具有3个磷酸基团、1分子腺苷（由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成），中文名是三磷酸腺苷。2.合作学习：让学生用代表腺嘌呤、 代表核糖、 代表磷酸基团，尝试构建ATP的模型。3.结构简式：A-PPP就学生建构的ATP模型讲解ATP结构简式和各部分名称，A：腺苷(1分子腺嘌呤和1分子核糖组成)；P：磷酸基团（不是磷酸）；“-”:普通共价键 ；“”：高能磷酸键 ：远离相关的第2个高能磷酸键容易断裂，释放能量达30.54KJ/mol ；T：三个（Tri） 。ATP结构特点可以用 “一、二、三”概括：一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷
4、酸基团。【知识梳理】ATP的结构【典型例题】 在下列四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是（ ） A和 B和 C和 D和【答案】B【方法点拨】几种不同物质中A代表的含义 三、ATP和ADP可以相互转化展示ATP和ADP可以相互转化图解，引导学生观察，讲解：1. ATP的水解：A-PPPA-PP+Pi+能量在水解酶作用下，远离腺苷的第2个高能磷酸键容易断裂，生成二磷酸腺苷A-PP（ADP）和磷酸（Pi），释放的能量直接用于各项生命活动。2.ATP的合成：A-PP+Pi+能量A-PPP在合成酶作用下，ADP接受能量，与一个游离Pi结合，生成ATP。对于人、动物、真菌和大多数细菌，AD
5、P生成ATP所需要的能量来源于呼吸作用，而绿色植物除了呼吸作用，还可以通过光合作用生成ATP。3.ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性细胞的ATP含量很少，通过与ADP的迅速转化来满足生命活动能量的需要，ATP与ADP的含量处于一种动态平衡。4.ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。反应条件不同：ATP分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；而ATP合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，供代谢消耗， 这个能量不能再反过来用于合成ATP，而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。反应场所不同：ATP合成的
6、场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所较多，凡是生命活动需要能量的地方都有ATP的分解。四、ATP的利用（1）ATP是生命活动的直接能源物质展示ATP和ADP相互转化以及ATP利用图解，让学生明确ATP是生命活动的直接能源物质。（2）ATP是细胞内流通的能量“通货”引导学生观察分析ATP水解和合成图解，理解ATP作为细胞内流通的能量“通货”特点、以及吸能反应与放能反应。ATP是能量“通货”：ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应；ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量
7、需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。吸能反应与放能反应：需要吸收能量的化学反应为吸能反应，与ATP水解联系，由ATP水解供能。释放能量的化学反应为放能反应，与ATP合成联系，释放的能量储存在ATP。【知识梳理】有关能源物质能量直接来源ATP主要能源物质糖类生物体内主要储能物质脂肪动物细胞内特有的储能物质糖原植物细胞内特有的储能物质淀粉最终能源来源太阳能【典型例题】ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是()A.图1中的a代表腺苷，b、c为高能磷酸键 B.图2中反应
8、向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性 D.酶1和酶2催化作用的机理是降低化学反应的活化能 【答案】A【方法点拨】1.A表示腺嘌呤，a表示腺嘌呤核糖核苷酸，b、c是高能磷酸键。 2.ATP水解时远离腺苷的高能磷酸键断裂。 设计实验方案。观察、分析。动手建构模型。观察、分析、讨论、回答。.分析、讨论、回答。演练、作答。观察、倾听、呼应。观察、分析、作答。演练、作答。演练、回答。利用控制变量法设计对照实验。通过模型结构理解ATP结构特点。简述ATP的化学组成和特点。写出ATP的分子简式。通过比较进一步理解ATP结构。知道ATP与ADP相互转化
9、的能量供应机制，是生物界的共性。解释ATP在能量代谢中的作用。进一步理解ATP与ADP快速转化。环节三：课堂小结共同回顾归纳本节主干知识：呼应。回顾归纳本节主干知识。环节四：课堂练习（2016课标1卷.29）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（APPP或dAPPP）。回答下列问题；（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 （填“”“”或“”）位上。（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“”“”或“”） 位上。【答案】（1） (2) 【方法点拨】ATP的结构迁移理解ATP脱去远离A的两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；据此进行知识迁移：dATP脱去远离dA的两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。演练、回答。突出本节重难点。