《细胞与能量》教案

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细胞与能量
【教学目标】
知识与技能
1.举例说出细胞内的吸能反应和放能反应。

2.简述ATP的化学组成和特点。

3.解释ATP在能量代谢中的作用。

过程与方法
1.通过阅读培养学生的自学能力、表述能力、观察能力。

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
形成生物体结构和功能的相统一的观点
【教学重难点】
教学重点:ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用
教学难点:ATP与ADP的相互转化
【教学过程】
导入:播放萤火虫的图片,萤火虫的发光现象,与细胞内的能量转换有关,是化学能转化成了光能,今天一起来学习细胞与能量的有关内容。

细胞中的能量是从何而来?能量是如何释放的呢?细胞中存在着一系列的吸能反应和放能反应。

一、吸能反应和放能反应(举例)
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,并对所举的例子进行简单的归纳。

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?葡萄糖可以直接为吸能反应提供能量吗?
探究:将数十只萤火虫的发光器干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约15分钟后荧光消失,然后……
这个实验能说明什么问题?
实验结论:ATP是直接的能源物质
讨论分析:如果不把尾部研磨成粉末,而是完整的结构,继续刚才的实验,结果发现加葡萄糖液体的试管也有荧光产生?请分析什么原因?
(葡萄糖被吸收进发光细胞,在细胞内氧化分解产生ATP,ATP供能产生荧光。


二、ATP
1.ATP 的结构。

ATP 是腺苷三磷酸的英文缩写,它是普遍存在于各种活细胞中的一种高能磷酸化合物。

核糖 磷酸基团
其中A 代表腺苷,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.
(1)ATP 的元素组成
(2)ATP 的中文名称
(3)ATP 的结构简式
2.ATP 的水解
根据ATP 的结构简图,思考下列问题:
(1) ATP 供能时,释放哪个化学键中的能量?
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。

(2)ATP 供能过程中,可形成哪些产物?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?
腺苷三磷酸+腺苷二磷酸(ADP )+能
水解
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。

资料:一个成年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,人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP.
从这则资料中,你能得出生物体内的ATP 有什么特点?
3.ATP -ADP 循环
ATP 与ADP 之间为什么能够进行循环?(点评学生的回答,并进行归纳)
ATP 水解形成ADP 后,利用细胞内释放能量的反应,如细胞呼吸释放的能量,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。

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。

思考:上述反应是否为可逆反应?
物质上:可循环利用
能量上:来源、去路不同
条件上:酶种类不同
场所:不完全相同
4.ATP的利用:
用于主动转运(渗透能);用于生物放电(电能);用于生物放电(电能);用于各种运动,如肌细胞收缩(机械能);用于细胞内各种吸能反应(化学能);用于大脑思考(电能)。

医用ATP的注射液和ATP片剂。

5.总结:ATP是细胞中的“能量通货”
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,呼吸作用分解有机物释放能量不能为生物体直接利用,只有这些能量转移给ATP,且ATP水解后释放的能量才可被细胞利用。

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”。

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。

三、当堂练习。