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2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第一冊 第三章　生物的新陳代謝 2新陳代謝與ATP(第一課時) 從容說課 本節(jié)教材主要講述了ATP的生理功能、ATP的結(jié)構(gòu)簡式、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化和ATP的形成途徑四方面的內(nèi)容。 關(guān)于ATP的生理功能，教材從分析生物體內(nèi)糖類、脂肪等物質(zhì)具有儲存能量的特點，指出生物體不能直接利用這些有機物中的能量，這些能量只有轉(zhuǎn)移到細胞內(nèi)的ATP中，才能被生物體利用。ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。 ATP的結(jié)構(gòu)簡式。通過對其物理特點和化學(xué)結(jié)構(gòu)的初步了解來使學(xué)生認識并掌握。通過閱讀分析教材內(nèi)容、明確結(jié)構(gòu)簡式中各部分的意義和作用，并理解ATP是高能磷酸化合物，其所含能量主要存在于高能磷酸鍵中。遠離A的高能磷酸鍵易水解，易形成。 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。投影顯示圖解，分組討論閱讀分析教材內(nèi)容等是落實這部分知識的基本手段。并需要強調(diào)，細胞內(nèi)ATP含量少而處于動態(tài)平衡中，正是由于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化非常迅速而出現(xiàn)的結(jié)果。 ATP的形成途徑。關(guān)于在物質(zhì)變化過程中伴隨能量變化，學(xué)生通過初中的學(xué)習(xí)及高一化學(xué)的學(xué)習(xí)是能夠理解的。所以，對這部分知識的教學(xué)設(shè)計，主要為要求學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)的光合作用及呼吸作用，教師適當(dāng)穿插引申分析結(jié)合教材內(nèi)容，從而使學(xué)生參與知識的形成過程。對知識的掌握會更牢，理解會更深。 教學(xué)目標 知識目標 理解：1.ATP的生理功能和結(jié)構(gòu)簡式。 2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。 能力目標 通過學(xué)生閱讀教材和分析教材，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力和分析能力。 情感目標 通過分析ATP、ADP的動態(tài)平衡，樹立辯證唯物主義的自然觀，生態(tài)觀。 重點落實方案 重點 1.ATP的生理功能。 2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。 落實方案 1.安排學(xué)生預(yù)習(xí)，讓學(xué)生分析教材，熟悉教材。 2.從ATP的特性入手，講述其生理功能，帶動ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。 3.教學(xué)時間上，保證重點的落實。 難點突破策略 難點 ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中的能量來源和去路。 突破策略 1.利用ATP和ADP的轉(zhuǎn)化式，說明能量的不可逆。 2.播放多媒體教學(xué)課件：ATP和ADP形成過程的能量流動動畫。 3．通過新穎巧妙的板書，總結(jié)能量的來源和去路。 教具準備 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖；ATP形成過程的能量流動的多媒體課件。 學(xué)法指導(dǎo) 本節(jié)課中，教師要指導(dǎo)學(xué)生自己閱讀。閱讀時，盡量做到眼到、筆到、心到、思想到。筆不離手，遇到關(guān)鍵的字、詞要采用不同的符號對其進行勾畫。并學(xué)習(xí)運用已有的知識對新知識進行分析、思考、理解。 課時安排 1課時 教學(xué)過程 ［導(dǎo)課］ 　1．什么是新陳代謝?請學(xué)生從細胞水平和個體水平回答。 　從細胞水平看，新陳代謝是指活細胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱。從個體水平看，新陳代謝是指生物體與外界環(huán)境進行的物質(zhì)和能量交換以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過程。 　2．什么是酶?酶有什么特性?酶需要哪些適宜的條件? 　酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機物。酶具有高效性、專一性等特性。酶需要在適宜的溫度和適宜的pH下，才能發(fā)揮正常的作用。 　3．新陳代謝與酶有什么關(guān)系? 　 新陳代謝過程中的每一個化學(xué)變化都是在酶的催化下完成的。 　4．提示學(xué)生，在化學(xué)變化過程中，不僅需要催化劑，而且還要有能量的變化，需要能量的供應(yīng)。那么，新陳代謝的化學(xué)變化過程中，能量如何供應(yīng)呢?下面，我們通過討論“新陳代謝與ATP”，來回答這個問題。(出題) ［教學(xué)目標達成］ 一、ATP的生理作用 1．請學(xué)生回顧糖類、脂肪的主要生理功能。 糖類：細胞生命活動的主要能源物質(zhì)。 脂肪：生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)。 2．生物細胞是如何利用糖類、脂肪中的能量呢? 學(xué)生舉例：植物通過呼吸作用分解糖類等有機物而獲得能量；動物通過呼吸作用分解糖類等有機物而獲得能量。 引導(dǎo)學(xué)生：通過呼吸作用獲得的能量是不能直接用于生命活動的。這些能量必須轉(zhuǎn)移到一種高能化合物——三磷酸腺苷(ATP)中，才能被用于生命活動中。因此： ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。 3．新陳代謝的直接能源一一ATP，其化學(xué)結(jié)構(gòu)簡式是什么樣的呢? 二ATP的結(jié)構(gòu)簡式 1．簡介ATP的物理特性及在醫(yī)療方面的用途。 純凈的ATP，白色粉末狀，能溶于水。醫(yī)藥上一般有片劑和注射液兩種。片劑可口服，注射液可肌注或靜滴。一方面可以輔助治療心肌萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等，一方面可提供能量，改善患者新陳代謝狀況。 2．投影顯示ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。 說明：二環(huán)化合物為腺嘌呤，五邊形化合物為核糖，其余為三個磷酸基團。所以英文縮寫符號為ATP。那么，其結(jié)構(gòu)簡式是怎樣的呢? 3．ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P。 請學(xué)生通過閱讀P50關(guān)于“ATP的結(jié)構(gòu)簡式”的內(nèi)容，解釋：A、一、P、～的意義。 A：代表腺苷(即腺嘌呤和核糖組成的化合物)。 －：代表普通的化學(xué)鍵。 P：代表磷酸基團。 ～：代表特殊的化學(xué)鍵，叫高能磷酸鍵。高能磷酸鍵水解時能放出大量的能量。 4．ATP是高能磷酸化合物。 提問：為什么ATP是高能磷酸化合物? 請學(xué)生閱讀后討論并回答。 ATP中存在高能磷酸鍵，ATP分子中大量的化學(xué)能就存在高能磷酸鍵中。水解時釋放的能量在20.92kJ／mol以上的磷酸化合物，稱高能磷酸化合物。ATP水解時釋放的能量達30．54 kJ／mol，因此，是高能磷酸化合物。 ATP的大量能量是怎樣通過水解釋放出來的呢? 三、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 1．閱讀P50 “ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化”的內(nèi)容。 2．投影顯示“ATP與ADP轉(zhuǎn)化示意圖”： 3．分組討論“ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化”情況。 結(jié)論：ATP分子中遠離A的高能磷酸鍵，在一定條件下水解放能，形成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi)；ADP分子在另外特定條件下，接受能量，同時與一個磷酸結(jié)合，轉(zhuǎn)化為ATP。 “一定條件”“特定條件”主要指酶條件。 4．教師強調(diào)：細胞內(nèi)ATP含量很少；細胞內(nèi)ATP的含量相對穩(wěn)定。ATP在細胞內(nèi)含量很少而又相對穩(wěn)定，正是ATP與ADP在細胞內(nèi)迅速相互轉(zhuǎn)化的結(jié)果。 ATP水解時釋放的能量，直接提供給細胞分裂、物質(zhì)吸收、肌肉收縮等生命活動。那么， ADP和磷酸形成ATP所需要的能量從何而米呢? 四、ATP的形成途徑 1．請同學(xué)回顧初中學(xué)習(xí)的光合作用。 光能 葉綠素 　　　 CO2+H2O 　　(CH2O)+O2 光能在反應(yīng)中，最終去向是什么? 經(jīng)討論、分析，學(xué)生一般可得出光能被有機物所吸收的結(jié)論。 教師誘導(dǎo)：實際上光能首先被色素吸收并轉(zhuǎn)化成活躍化學(xué)能，然后提供給ATP的形成。 酶 即：ADP＋Pi＋能量(光能轉(zhuǎn)化成的化學(xué)能)　　　ATP ATP再把能量提供給有機物的合成。 2．請學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)的呼吸作用。 (CH2O)＋O2→CO2＋HO2＋能量 可見，有機物分解釋放出了能量。有機物分解釋放的能量，有一部分則轉(zhuǎn)移到ATP中。 酶 即：ADP＋Pi＋能量(呼吸作用釋放的)　　　ATP 關(guān)于呼吸作用，請學(xué)生回憶，是存在于動物還是植物中的生命活動呢?學(xué)生會很容易回答這個問題的：動植物都具有的生命活動。 　3．綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)，ATP的形成可作如下概括： 　強調(diào)：能量最終來源于太陽光能。在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的。 　播放“ATP形成過程能量流動”的多媒體課件。使學(xué)生理清思路，系統(tǒng)知識。 ［教學(xué)目標鞏固］ 1.直接供給人體肌肉收縮所需能量的物質(zhì)是( ) A.葡萄糖 B.脂肪 C.蛋白質(zhì) D.三磷酸腺苷 分析：糖類是細胞的主要能源物質(zhì)，脂肪是生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)。這些有機物分解釋放的能量，儲存在三磷酸腺苷（ATP）中，才能被生物體的生命活動所利用。蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者。人體肌肉收縮是生命活動的一種基本形式，所需能量由ATP直接提供。 酶 答案：D 2.對于反應(yīng)式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正確的是( ) A.物質(zhì)和能量都是可逆的 B.物質(zhì)和能量都是不可逆的 C.物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的 D.物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的 分析：本題考查ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化實質(zhì)。ATP是細胞進行生命活動的直接能源物質(zhì)，細胞內(nèi)含量很少。ATP和ADP是可以相互轉(zhuǎn)化的，但其中物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的。形成ATP的能量在植物體內(nèi)來自光合作用和呼吸作用，在動物體內(nèi)來自呼吸作用。而ATP分解成ADP時釋放的能量用于生物體的各項生命活動（細胞分裂、物質(zhì)合成等）。 答案：C 3.生物體進行生命活動所需直接能源、主要能源和最終能源依次是( ) A.太陽能、糖類、ATP B.ATP、糖類、脂肪 C.ATP、脂肪、太陽能 D.ATP、葡萄糖、太陽能 分析：生物體進行生命活動的直接能源物質(zhì)是ATP，糖類是細胞的主要能源物質(zhì)。脂肪是生物體內(nèi)貯存能量的主要物質(zhì)。糖類、脂肪等有機物中的能量最終都是由光合作用進行貯存的（將光能貯存在有機物中）。 答案：D 4.如果ATP脫去了兩個磷酸基，該物質(zhì)就是組成RNA的基本單位之一，稱為( ) A.腺嘌呤核苷酸 B.鳥嘌呤核苷酸 C.胞嘧啶核苷酸 D.尿嘧啶核苷酸 分析：此題考核的是ATP的分子構(gòu)成和RNA的基本組成單位。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基構(gòu)成，若脫去了兩個磷酸基，就成為一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基，這正是核糖核酸（RNA）的基本單位之一：腺嘌呤核苷酸。 答案：A ［布置作業(yè)］ P52復(fù)習(xí)題一、二、三。 ［結(jié)課］ 本節(jié)課，我們共同學(xué)習(xí)了新陳代謝與ATP，知道ATP在新陳代謝的過程中具有非常重要的作用。在整個生態(tài)系統(tǒng)中，綠色植物首先將光能轉(zhuǎn)化為貯存在ATP中的活躍的化學(xué)能，才能貯存在有機物中。動物直接或間接地以植物為食，獲取其中的能量，首先轉(zhuǎn)化為貯存在ATP中的活躍的化學(xué)能才能被直接利用，維持自身的生命活動。在能量的流動過程中，ATP像“能量貨幣”一樣，是一種隨時可以利用的化學(xué)能。ATP在生物體內(nèi)含量少，由于與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化迅速，保證了生物體新陳代謝的正常進行。 板書設(shè)計 第二節(jié) 新陳代謝與ATP 綠色植物：光合作用、呼吸作用 動物和人：呼吸作用 形成途徑 酶 酶 生理功能：直接的能源 30.55kJ/mol＞20.92kJ/mol 結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P（三磷酸腺苷） 高能磷酸化合物：能值30.54kJ/mol＞20.92kJ/mol 與ADP的相互轉(zhuǎn)化：ATP ADP+Pi+能量 ATP