高中生物《细胞的能量”货币“ATP》教案思维导图

同游生死

2023-03-14

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高中生物《细胞的能量”货币“ATP》教案

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思维导图大纲

一、教学目标

1.通过观察ATP的结构式，结合ATP的模型说出ATP的组成，归纳得出ATP的结构简式。

2.通过ATP和ADP的转化过程，能够阐明ATP为细胞生命活动供能。

二、教学重难点

【重点】ATP的化学组成。

【难点】理解ATP是生物体内的直接能源物质。

三、教学过程

(一)新课导入

利用多媒体播放萤火虫在黑暗里发光的动画，学生体会“轻罗小扇扑流萤”的意境，教师提问：萤火虫为什么能发光?

(萤火虫体内有特殊的发光物质。)

教师追问：这种发光的过程需要能量吗?由什么提供能量?引入新课。

(二)新课教学

1.ATP是一种高能磷酸化合物

教师讲解：萤火虫发光需要能量，但是这种能量不是由之前学过的糖以及脂肪直接提供的，而是转化成了另一种有机物——ATP，直接为生命活动提供能量。

过渡：ATP有怎样的结构决定其可以提供能量?

多媒体展示ATP的结构式，用红绿紫分别代表不同的基团，提问：ATP包含了哪些结构?

学生通过观察得出包括一分子碱基、一分子核糖以及三分子磷酸基团。

教师做出解释和补充：ATP是腺苷三磷酸的英文缩写，其中A代表腺苷，是由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成的结构，T是三的首字母，P代表三个磷酸基团。腺苷和三个磷酸基团通过普通化学键连接，用“-”表示。而磷酸基团之间的这种化学键是特殊的化学键，用“~”表示。

教师提问：如何用简单的方式表示ATP的结构?

学生同桌两人一组讨论得出ATP的结构简式为A-P~P~P。

教师展示特殊的化学键的资料卡片，提问：这种化学键特殊在哪里?

(这种特殊的化学键由于相邻的磷酸基团具有排斥作用使这种化学键不稳定，具有较高的转移势能。所以，这种特殊的化学键比普通的键更容易断开。)

过渡：ATP是如何释放能量的?

教师播放ATP水解释放能量的微观动画，提问：

(1)ATP发生了怎样的变化?

(2)断裂的是哪一个特殊的化学键?

(3)特殊的化学键断裂后，释放了多少能量?

(ATP最外侧的特殊化学键发生断裂，并释放30.54kJ的能量。)

教师解释给予补充：最外侧的化学键最容易断裂，释放能量，从而使ATP失去了一个磷酸基团。1mol的ATP水解能够释放30.54kJ能量，超过20.92kJ/mol这个界限，也因此ATP被称为高能磷酸化合物。

过渡：ATP断裂了一个化学键之后，变成了什么?

2.ATP与ADP可以相互转化

教师提问：通过前面的动画已经知道了ATP水解放能的过程，那么失去了一个磷酸基团的物质是什么?你能对比着ATP的命名原则说出它的中文名称吗?

(腺苷二磷酸。)

教师讲解补充，腺苷二磷酸的英文缩写是ADP。

教师追问：人体激烈运动，每分钟消耗0.5kg的ATP，但成人体内存在的ATP含量一般只有2-10mg，我们每天需要的大量能量都是由ATP提供的，那么生物体内如何补充生命活动所需的大量ATP呢?

教师展示ATP在体内不断循环供能的微观动画，提问：ATP是如何合成的?

(ADP在酶的作用下和Pi还有能量，能够合成ATP。)

追问：ATP和ADP可以相互转化不断进行水解和合成，ATP的合成反应和水解反应可逆吗?为什么?

(不可逆，因为能量来源不同，所需要的酶不同。)

教师总结：ATP特殊的化学键断裂以后，生成ADP和Pi，并释放能量，而ADP和Pi也可以在酶的催化作用下合成ATP。两者在体内含量都很少，当人需要能量时，两者会迅速相互转化，提供能量。除了人以外，其他的生物也存在这种转化机制，体现了生物的统一性。

(三)巩固提升

学生绘制ATP和ADP相互转化的示意图，在生物小组内进行交流。

(四)课堂小结

提问：通过本节课你收获了哪些内容?

(知道了ATP的结构以及释放能量的过程，了解了ATP是如何通过特殊化学键提供能量的，并且理解了ATP与ADP是可以相互转化的。)

(五)布置作业

思考：合成ATP的能量来源有哪些?

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