第二节新陈代谢与ATP。

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助教师能够井然有序的进行教学。写好一份优质的教案要怎么做呢？以下是小编为大家收集的“第二节新陈代谢与ATP”欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

第二节新陈代谢与ATP

教学目标：
1.ATP的生理功能
2.ATP的结构简式
3.ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径
教学重点：ATP的与ADP的转化ATP形成途径
教学难点：ATP与ADP的转化

教学过程：
一、ATP的生理功能
比较：ATP是新陈代谢所需能量的直接来源
糖类是生物体生命活动的主要能源物质
脂肪是生物体的储能物质
光能是生物体生命活动的最终能量来源
二、ATP的结构简式
1.ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号，它是各种活细胞内普遍存在的一种"能量货币"。
2.ATP的结构式可以简写成A-P~P~P。
说明：简式中的A代表腺苷，P代表磷酸，~代表高能磷酸键。
ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。
三、ATP与ADP的相互转化
1.ATP分子中远离A的高能磷酸键，在一定条件下容易水解，也很容易重新形成，水解时伴随有能量的释放，重新形成时伴随有能量的储存。
2.在酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个磷酸基团脱离开，形成ADP，同时储存在高能磷酸键中的能量释放出来，三磷酸腺苷在转化成A-P~P（英文缩写ADP）；在酶的催化作用下，ADP分子可以接受能量，同时与磷酸结合，从而转化成ATP。
3.ATP在细胞内的含量很少，但在细胞内转化是十分迅速的。这样，细胞内ATP的总量总是处在动态平衡之中，这对于构成生物体内部供能环境有重要意义，是生物体进行一切生命活动所需能量的直接来源，ATP是生物体细胞内流通着的"能量货币"
4.ATP形成途径：
（1）人和动物，形成ATP的能量来源是呼吸作用。
（2）绿色植物，形成ATP的能量来源是光合作用和呼吸作用。

相关知识

《新陈代谢与ATP》教学设计

《新陈代谢与ATP》教学设计

教学目标：
知识目标：1、理解ATP的生理功能和结构简式。
2、理解ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。
能力目标：1、培养学生利用各种媒体收集和处理科学信息的能力。
2、培养学生分析和处理实验数据得出合理结论的能力。
3、培养学生思维能力，语言表达能力。
4、培养学生运用学到的生物学知识解决某些实际问题的能力。
情感目标：1、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。
2、养成实事求是的科学态度，养成勇于创新、不断探索与合作额精神。
重点：1、ATP的生理功能。
2、ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。
难点：1、ATP和ADP相互转化过程中的能量来源和去路。
课前准备：准备关于ATP与ADP相互转化的挂图。
复习、有关能量与代谢的关系、预习新课。

一、教学设计：
学习内容学生活动教师活动
ATP的生理功能#9312;复习新陈代谢有关同化作用、异化作用的知识，明白新陈代谢需要能量。
#9313;理解只有当能量被储存于ATP中才可以被利用。#9312;提问学生回顾新陈代谢的两种类型。
#9313;揭示生物体各项生命活动所需能量的直接来源是ATP。
ATP的结构#9312;理解ATP的分子式。
#9313;掌握ATP的结构简式，实际各个部分的名称以及功能。
#9314;高能磷酸键的断裂释放多少能量。#9312;ATP的分子组成。
#9313;ATP的结构简式，将各个部分讲解清楚。
#9314;理解ATP如何提供能量。
ATP与ADP的相互转化#9312;从反应条件下，可知：ATP的分解是一种水解反应。ATP的合成是一种合成反应。
#9313;能量来源不同。
#9314;ATP合成场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。
#9315;认识到ATP与ADP的相互转化是不可逆的两个反应。#9312;从反应条件分析下，正方向与反方向的条件的差异。
#9313;从能量上分析，正方向与反方向所需能量的来源。
#9314;从场所上分析、ATP的合成以及ATP的分解场所不一样。
#9315;总结ATP与ADP的转化不是可逆反应，物质可逆，能量不可逆。
ATP的形成途径#9312;理解与掌握动、植物体内ATP的形成途径的不同。#9312;分析动、植物体内ATP的形成途径。

二、授课背景：
学校：六盘水市第一实验中学
主讲教师：黄敏
授课班级：高二（七）班
班级人数：80人
授课时间：2008年9月18日
三、课堂实录：
教学主体教学过程板书以及内容要点
新陈代谢的类型有同化作用和异化作用，其分别是指什么？复习
同化作用：将外界物质转变成自身物质，并储存能量。
异化作用：将部分自身物质分解，以代谢废物排出体外，并释放能量。回顾知识
无论是同化作用还是异化作用都包括了物质代谢和能量代谢。即新陈代谢需要能量，那么什么物质可以供给新陈代谢所需要能量呢？直接供能？间接供能？主要能源？储能物质？
请大家阅读第1自然段，回答这些问题:思考问题
#9312;糖类、脂类、蛋白质、ATP。
#9313;ATP
#9314;糖类、脂类、蛋白质
#9315;糖类
#9316;脂肪答案的总结
同学们都认真地看了书，回答得大部分对：
下面我们一起来分析和明确一下：
#9312;哪些物质可以为新陈代谢提供能量？
只要这些物质能够在体内被分解，释放能量，供给生命活动，就可以为新陈代谢提供能量。
答：糖类、脂类、蛋白质、磷酸肌酸、ATP、阳光等。
#9313;直接能源：ATP
虽说为新陈代谢提供能量的物质挺多，但是有机物中的能量都不能直接被生物体利用。它们只有在细胞中随着这些有机物逐步氧化分解而释放出来，并且储存在ATP中才能被生物体利用，所以，ATP是新陈代谢所需能量的直接能源。
#9314;主要能源：糖类
生命活动所利用的能量大约70%左右是由糖类提供的，其他储能有机物中的能量都转移到ATP中才能被利用。
#9315;储备能源：脂肪、淀粉
脂肪储存能源的效率最高，1g脂肪储存的能量是蛋白质和糖类的两倍多，在进化过程中，动物体选择脂肪作为长期储存能量的物质，植物体内的储能物质是淀粉。糖元可以短期地储备能源物质。
另：因脂肪分子中C、H原子比例较高，因而脂肪耗氧量最大，产能最多，形成的CO2、H2O也较多。
例：“骆驼耐渴”也是由于体内脂肪较多，产生代谢水较多之缘故。
#9316;最终能源：太阳能
地球上所有生物体进行生命活动所需的能量，几乎全部来源于绿色植物的光合作用所固定的太阳能，所以生物体生命活动的最终能源是太阳能。针对学生的答案进行突破分析
生物体内消耗能源物质的顺序：糖类——脂肪——蛋白质补充知识
请阅读P49第二、三段，思考以下问题：
#9312;ATP的分子简式。
#9313;ATP的化学性质。
#9314;ATP的名称。设置任务
#9312;A-P～P～P
#9313;高能磷酸化合物
#9314;三磷酸腺苷讨论问题
问：A-P～P～P各部分的名称？ATP的功能是如何体现的？设问
A-P～P～P
#9312;A:腺苷
#9313;P:磷酸基团
#9314;-：普通磷酸键
#9315;～：高能磷酸键
#9316;ATP的功能：为新陈代谢所需能量提供直接能源，是通过ATP水解方式实现的。板书要求设计
其本质是什么？即如何水解，释放能量的？提问
由于ATP是直接供能者。大家都知道，只有分解反应，才会释放出能量，此乃其一；其二：由于新陈代谢需要大量的能量，所以断裂的应是储存更多能量的高能磷酸键。其三；由于远离A的那个高能磷酸键不稳定，容易断裂，释放出其键中储存的能量，从而供给新陈代谢之能量所需。
即：
针对学生提问分析
A-P～P～P有三个磷酸键，所以叫“三磷酸腺苷”。
A-P～P有2个磷酸键，所以叫“二磷酸腺苷”（ADP）
A-P有一个磷酸键，所以叫“腺嘌呤核糖核苷酸”。知识补充
A-P～P→A-P+Pi+能量
ATP是一种高能磷酸化合物，平常高能磷酸化合物水解释放的能量为20.92KJ/mol,而ATP则释放30.54KJ/mol,即在一个高能磷酸键里储存的能量为30.54KJ/mol。
如果需要916.2KJ的能量，请问需要多少mol的ATP?设问
30mol
由于体内的ATP是一定量的，而新陈代谢又在不断进行，那么能量供给如何满足的呢？过渡
（方程式1）
ATP不断被消耗，形成ADP，而新陈代谢又源源不断地需要能量所以细胞内就有必须ATP源源不断地生成。
科学研究表明，第二个高能磷酸键容易断裂，也容易生成。
ADP可以接受能量，同时与一个磷酸结合，形成ATP.
所以，（方程式2）
这2个方程式是可逆反应吗？ATP与ADP在体内的相互转化
从4个方面分析这2个方程式:
#9312;从反应条件：
方程式1：水解反应，水解酶
方程式2：合成反应，合成酶
#9313;场所上：
ATP的分解：细胞质膜（供主动运输消耗能量）
叶绿体基质（三碳化合物的还原）
细胞核（DNA的复制、RNA的合成）
ATP的合成：细胞质基质（呼吸作用）
线粒体（有氧呼吸）
叶绿体基粒（光反应）
#9314;能量：ATP的分解：产生的能量，皆用于各项生命活动，以转化成各种形式的能量（渗透能、机械能、电能、化学能、光能、热能）。
ATP的合成：能量主要来自于有机物中的化学能和太阳能。
终上所述：可知，这2个方程式中物质可逆，但能量不可逆，因此为不可逆反应。
为什么体内ATP很少，也能满足新陈代谢能量所需？设问
答：因为ATP与ADP在体内相互转化很快，如此，细胞内的ATP的含量总是处在动态平衡之中，这对于构成生物体内部稳定的供能环境，有重要意义。看书答问
看书思考ATP的形成途径？ATP的形成途径
1、植物体：光合作用、呼吸作用。
2、动物体：呼吸作用看书答问
光合作用生成ATP，光和磷酸化。
呼吸作用生成ATP，氧化磷酸化。
当然无氧呼吸也会产生ATP。
提问：洋葱根尖是通过什么方式来形成ATP的？补充提问
光合作用、呼吸作用点评
同学对题目未理解：对象是根尖，无叶绿体，不进行光合作用，只能通过呼吸作用。
新陈代谢与ATP的关系？
#9312;ATP是新陈代谢的直接供能者。
#9313;ATP在细胞内动态平衡。
#9314;ATP是“能量货币”。总结
四、课堂小结：
1、ATP的结构简式。
2、ATP与ADP的相互转化。
3、ATP是如何形成的。
五、布置作业：
课后复习题一、二。

六、板书设计：
sect;3.2新陈代谢与ATP
#12832;生物界及生物体的能源物质
1、直接能源：ATP
2、主要能源：糖类
3、储备能源：脂肪、淀粉、糖元
4、最终能源：太阳能
#12833;ATP的结构简式
1、A-P～P～P
A:腺苷P:磷酸基团-：普通磷酸键～：高能磷酸键
2、ADP:二磷酸腺苷AMP：腺嘌呤核糖核苷酸
#12834;ATP与ADP的相互转化
1、反应条件
2、场所
3、能量来源和去路
#12835;ATP的形成途径
1、植物：光合作用、呼吸作用
2、动物：呼吸作用
七、教学反思：
1、本节知识较为简单，识记部分较少。
2、通过相关练习，使学生掌握该掌握的知识。
3、着重分析ATP与ADP相互转化，强调学生主动分析，教师在点拨、总结。
4、相关有联系的知识点可以略有补充。

高二生物《新陈代谢与ATP》教案

高二生物《新陈代谢与ATP》教案

教学目标

知识方面
1、理解ATP的分子简式及其结构特点
2、理解ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞中能量代谢中的意义
3、理解ATP的形成途径
4、掌握ATP是新陈代谢的直接能源，并理解ATP作为"能量通用货币"的含义

能力方面
学生通过分析ATP与ADP的相互转化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、价值观方面
让学生在分析自己身体内发生的ATP-ADP循环及其重要意义过程中，体验到生物学原理在生产实践中的价值，加强学生对身边的科学（RLS）这一理念的理解。

教学建议

教材分析
1、对于ATP的分子结构，教材首先介绍了ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，分子简式为A-P~P~P，其中A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基，~代表高能磷酸键，然后从比较高能磷酸化合物释放能量的标准数值和ATP释放能量的数值入手，使学生很信服地认识到ATP的确是一种高能磷酸化合物。
2、对于ATP与ADP的相互转化，教材中首先介绍了ATP水解和重新合成的过程：ATP与ADP的转化中，ATP的第二个和第三个磷酸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，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。
同时还介绍了ATP与ADP的这种相互转化是十分迅速的，ATP在细胞中的含量是很少的，如肌细胞中的ATP只能维持肌肉收缩2钞钟左右。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是生物体维持各项生命活动所需能量的直接来源的观点。
3、对于ATP的形成途径，教材是在介绍了ADP-ATP循环的基础上，从动物（包括人体）和绿色植物两方面进行了阐述。对动物而言，产生ATP途径是是氧化磷酸化，即呼吸作用；对植物而言，产生ATP的过程包括氧化磷酸化（呼吸作用）和光合磷酸化（光合作用）。
4、对于ATP的生理功能，教材先分析了生物体内糖类、脂肪等物质具有储存能量的特点，指出新陈代谢不仅需要酶，还需要能量，糖类是细胞的主要能源之一，脂肪是生物体内重要的储能物质，但这些有机物中的能量都不能直接被生物利用，它们的能量只有在细胞中随着有机物的逐步分解而释放出来，且储存到ATP中才能被生物体利用，从而使学生易于理解为什么ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。在本节的最后，教材还用ATP是流通着的"能量货币"这一形象的比喻，以加深学生对ATP的生理功能以及ADP-ATP相互转化的认识，即伴随着ATP的水解与合成的过程，发生着能量的释放与储存，从而推动新陈代谢顺利进行。

教法建议
本节教学内容中，ATP的分子简式、ATP的生理功能是重点，ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用，既是教学重点也是难点。
1．引入本节课时，首先要让学生明确以下事实，即生物体的生存不仅仅要依靠物质上的支持，同时还必须有能量的维持，在生物体内发生物质变化的同时，必定伴随着能量的获取、储存、释放、利用和散失。这样，引入ATP这一生物体直接能源就顺理成章了。
2．引出ATP这一高能化合物时，还是先从学生较为熟悉的能量形式入手比较容易被学生接受。比如，可先从宏观上引导学生分析绿色植物的光合作用过程把光能以化学能的形式储存在糖类、脂肪等有机物中；动植物又通过呼吸作用分解体内的有机物而获取生命活动所需的能量。在此基础上，引导学生进一步分析出：光能只有转化成一种活跃的化学能，才能被绿色植物利用；同样，动、植物通过呼吸作用分解有机物释放出的能量，除了一部分以热能的形式散失或维持体温外，其余的都要转化成一种活跃的化学能，才能用于各项生命活动。那么这种活跃的、随时可以利用的化学能是什么呢?这样自然而然地就引出ATP这一生物体的直接能源物质。

　3．ATP的分子结构不宜讲授得过于深入。学生只要了解ATP中具有不稳定的高能磷酸键，ATP水解时释放其能量，形成ATP时需要能量就可以了，应把学生讨论的重点放在ATP释放出的能量用于哪些生理过程，及形成ATP的高能磷酸键时，能量来自哪些生理过程，以便使学生易于理解ATP和ADP的相互转变在细胞中能量的储存、转移和利用中的作用。
4．ATP与ADP的相互转化及这种转化在能量的储存、转移和利用中的作用，是本节学习的难点。为使学生的讨论顺利进行，教师应适时给学生以下提示：其一，细胞内ATP的含量是相对稳定的；其二，ATP在细胞内的含量是极少的，其三，细胞内的糖类、脂类等能源物质不能被细胞直接利用，ATP的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；其四，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。最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的，ATP是生物体的直接能源，是细胞能量代谢的"通用货币"。
5．ATP的形成途径也不宜太深入，因为光合作用、呼吸作用的具体过程还没学到。注意引导学生分析出绿色植物通过光合作用，将光能转化成ATP中的化学能，并将ATP中的化学能最终储存在糖类等有机物中，即光合作用过程中固定的光能是绿色植物、动物和人形成的ATP的能量源泉。

教学设计示例

第二节新陈代谢与ATP
ATP的分子简式及其结构特点、ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、ATP的形成途径、ATP是新陈代谢的直接能源，能理解ATP作为“能量通用货币”的含义
ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、理解ATP作为“能量通用货币”的含义
1课时
板图、挂图、多媒体课件

1、引言
设计1：通过学生列举生活实例引入ATP这一高能化合物。
新陈代谢的物质变化过程中，必定伴随着能量的转化。为了使学生对能量的转化有一个感性的认识，教师应鼓励学生从自己的生活中找一些能量转化的实例，比如可以提问：

（1）“你能举出几个生物体内发生的诸如能量转化、或能量的吸收储存、或能量的释放利用的例子来吗？”
（2）“绿色植物能把光能直接用于有机物的合成吗?”或“生物体通过呼吸作用把有机物中的能量释放出来，这些能量能直接被细胞利用吗？”
不能，光能必须要转化为一种活跃的化学能才能用于有机物的合成；有机物中的能量通过呼吸作用释放出来后，也必须转化为一种活跃的化学能才能用于生物体的各项生命活动，携带这种活跃的化合能的物质就是一种高能化合物，即ATP，这样很自然地引入了ATP这个概念。
设计2：从细胞中能量利用存在的矛盾入手，设计相关的问题串引入ATP这一高能化合物。
（1）“细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？”
线粒体的呼吸作用氧化分解有机物释放能量
（2）“细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？”
细胞分裂、细胞核中DNA的复制、核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输、高尔基体合成分泌等需要能量
（3）“细胞内产能与用能很明显地存在着空间上的隔离，细胞是怎样解决这一矛盾的呢?”
（4）“细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解决这一矛盾的呢？”
这样就可自然地引入ATP这种储能少、不稳定、可为所有生理活动供能的高能化合物。
2、ATP的分子简式及其结构特点
在引导学生讨论ATP的分子结构简式及其特点时，可从ATP的英文名称中的三个字母含义、中文名称、ATP是高能化合物等方面入手，使学生易于理解ATP的结构特点及其生理作用。

　需要向学生解释清楚高能化合物的概念，即高能磷酸键水解过程中，释放的能量是一般的共价键的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸时，释放出的能量约30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol。这种键称为高能键，常以“~”符号表示。含有高能键的化合物统称为高能化合物。
然后让学生自己分析ATP的结构简式的含义，如ATP中两个磷酸基团之间（P和P之间用“~“表示）的化学键是高能磷酸键。
细胞内释放能量的反应，如呼吸作用常会伴随ADP转变成ATP；而耗能的反应，如蛋白质的合成等，需要用ATP水解成ADP再将能量释放出来，以推动需能代谢反应的进行。
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。
3、ATP和ADP之间的相互转变及其意义
在引导学生讨论ATP和ADP之间的相互转变时，需强调细胞内ATP的含量是相对稳定的；ATP在细胞内的含量是极少的，细胞内的糖类、脂类等能源物质不能被细胞直接利用，ATP的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。最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的，ATP是生物体的直接能源，是细胞能量代谢的“通用货币”。
4、在讨论了ATP和ADP之间相互转变及其意义后，在小结ATP在细胞内能量的转换、运输、利用中的关键作用时，可结合本节所讲的内容，提一些与ATP有关的综合性问题供学生讨论，让学生在讨论中加深对ATP这一生物体直接能源物质的理解。比如，可以讨论下面几个问题：
（1）众多能源物质中，ATP这种绝对含量极少的物质为什么成为直接能源？
葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，这些都可作为生物体的能源物质，但生物体不能利用这些能源物质中的能量，这些物质中储存的能量必须要转移给ATP中。生物体直接从ATP中获得生命活动所需的各种形式的能量，如ATP可转化为机械能、电能、渗透能、化学能、光能和热量等。
（2）为什么ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质，成为生物的直接能源呢？
我们来看看葡萄糖和ATP分子中储存能量的差异就明白了。ATP末端磷酸基团水解时，释放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解时释放20.92kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可见ATP是高能化合物，而且其能量与某些高能化合物（如磷酸肌酸）相比，要低一些，因此磷酸肌酸中的能量可在不需额外供能的情况下转移给ATP。而葡萄糖分子彻底氧化为二氧化碳和水后，释放出2870kJ/mol的能量。结果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在银行里的钱，而储存在ATP分子中的能量则像“零钱”，它更容易在细胞中被使用，因此还有的说ATP是能量的“通用货币”就是这个道理。
（3）ATP对生命的维持是极其重要的，试想：当产生ATP的过程停止时，会发生什么？
举一个例子，学生可能知道氰化物可以在非常短的时间内使人死亡，其毒理就是阻挡ATP的形成。当人体ATP合成受阻后，机体没有ATP，神经细胞和其他细胞中的细胞活动就不能继续，人在3-6分钟内就会失去知觉。
（4）还有一个问题值得一提，就是ATP在生物体中的绝对含量是极小的，但生物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着ATP，但在正常情况下，生物体内的ATP量可满足机体的要求，奥妙何在呢？
生物体可把其它能源物质的能量高速地转移给ATP，以补充ATP的消耗，即ATP—ADP循环速度是很快的。

人教版高中高二生物上册《新陈代谢与ATP》教案二

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，有效的提高课堂的教学效率。你知道怎么写具体的教案内容吗？下面是小编精心收集整理，为您带来的《人教版高中高二生物上册《新陈代谢与ATP》教案二》，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

人教版高中高二生物上册《新陈代谢与ATP》教案二

教学设计示例

第二节新陈代谢与ATP
ATP的分子简式及其结构特点、ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、ATP的形成途径、ATP是新陈代谢的直接能源，能理解ATP作为“能量通用货币”的含义
ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、理解ATP作为“能量通用货币”的含义
1课时
板图、挂图、多媒体课件

1、引言
设计1：通过学生列举生活实例引入ATP这一高能化合物。
新陈代谢的物质变化过程中，必定伴随着能量的转化。为了使学生对能量的转化有一个感性的认识，教师应鼓励学生从自己的生活中找一些能量转化的实例，比如可以提问：
（1）“你能举出几个生物体内发生的诸如能量转化、或能量的吸收储存、或能量的释放利用的例子来吗？”
（2）“绿色植物能把光能直接用于有机物的合成吗?”或“生物体通过呼吸作用把有机物中的能量释放出来，这些能量能直接被细胞利用吗？”
不能，光能必须要转化为一种活跃的化学能才能用于有机物的合成；有机物中的能量通过呼吸作用释放出来后，也必须转化为一种活跃的化学能才能用于生物体的各项生命活动，携带这种活跃的化合能的物质就是一种高能化合物，即ATP，这样很自然地引入了ATP这个概念。
设计2：从细胞中能量利用存在的矛盾入手，设计相关的问题串引入ATP这一高能化合物。
（1）“细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？”
线粒体的呼吸作用氧化分解有机物释放能量
（2）“细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？”
细胞分裂、细胞核中DNA的复制、核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输、高尔基体合成分泌等需要能量
（3）“细胞内产能与用能很明显地存在着空间上的隔离，细胞是怎样解决这一矛盾的呢?”
（4）“细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解决这一矛盾的呢？”
这样就可自然地引入ATP这种储能少、不稳定、可为所有生理活动供能的高能化合物。
2、ATP的分子简式及其结构特点
在引导学生讨论ATP的分子结构简式及其特点时，可从ATP的英文名称中的三个字母含义、中文名称、ATP是高能化合物等方面入手，使学生易于理解ATP的结构特点及其生理作用。
需要向学生解释清楚高能化合物的概念，即高能磷酸键水解过程中，释放的能量是一般的共价键的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸时，释放出的能量约30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol。这种键称为高能键，常以“~”符号表示。含有高能键的化合物统称为高能化合物。
然后让学生自己分析ATP的结构简式的含义，如ATP中两个磷酸基团之间（P和P之间用“~“表示）的化学键是高能磷酸键。
细胞内释放能量的反应，如呼吸作用常会伴随ADP转变成ATP；而耗能的反应，如蛋白质的合成等，需要用ATP水解成ADP再将能量释放出来，以推动需能代谢反应的进行。
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。
3、ATP和ADP之间的相互转变及其意义
在引导学生讨论ATP和ADP之间的相互转变时，需强调细胞内ATP的含量是相对稳定的；ATP在细胞内的含量是极少的，细胞内的糖类、脂类等能源物质不能被细胞直接利用，ATP的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。最终应使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的，ATP是生物体的直接能源，是细胞能量代谢的“通用货币”。
4、在讨论了ATP和ADP之间相互转变及其意义后，在小结ATP在细胞内能量的转换、运输、利用中的关键作用时，可结合本节所讲的内容，提一些与ATP有关的综合性问题供学生讨论，让学生在讨论中加深对ATP这一生物体直接能源物质的理解。比如，可以讨论下面几个问题：
（1）众多能源物质中，ATP这种绝对含量极少的物质为什么成为直接能源？
葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，这些都可作为生物体的能源物质，但生物体不能利用这些能源物质中的能量，这些物质中储存的能量必须要转移给ATP中。生物体直接从ATP中获得生命活动所需的各种形式的能量，如ATP可转化为机械能、电能、渗透能、化学能、光能和热量等。
（2）为什么ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质，成为生物的直接能源呢？
我们来看看葡萄糖和ATP分子中储存能量的差异就明白了。ATP末端磷酸基团水解时，释放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解时释放20.92kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可见ATP是高能化合物，而且其能量与某些高能化合物（如磷酸肌酸）相比，要低一些，因此磷酸肌酸中的能量可在不需额外供能的情况下转移给ATP。而葡萄糖分子彻底氧化为二氧化碳和水后，释放出2870kJ/mol的能量。结果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在银行里的钱，而储存在ATP分子中的能量则像“零钱”，它更容易在细胞中被使用，因此还有的说ATP是能量的“通用货币”就是这个道理。
（3）ATP对生命的维持是极其重要的，试想：当产生ATP的过程停止时，会发生什么？
举一个例子，学生可能知道氰化物可以在非常短的时间内使人死亡，其毒理就是阻挡ATP的形成。当人体ATP合成受阻后，机体没有ATP，神经细胞和其他细胞中的细胞活动就不能继续，人在3-6分钟内就会失去知觉。
（4）还有一个问题值得一提，就是ATP在生物体中的绝对含量是极小的，但生物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着ATP，但在正常情况下，生物体内的ATP量可满足机体的要求，奥妙何在呢？
生物体可把其它能源物质的能量高速地转移给ATP，以补充ATP的消耗，即ATP—ADP循环速度是很快的。

新陈代谢与酶

第一节新陈代谢与酶
（一）学习内容：
第三章《生物的新陈代谢》的第一节《新陈代谢与酶》，第二节《新陈代谢与ATP》；通过实验《比较过氧化氢酶和的催化效率》，《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影响淀粉酶活性的条件》总结归纳作为酶所具备的特点。

（二）学习重点：
1.酶的概念、酶的催化作用特点
2.酶的特性实验完成
3.理解酶的特性与新陈代谢的关系

（三）学习难点：
1.酶的性质及其实验验证
2.酶的性质验证试验设计

（四）学习过程：
1.新陈代谢：是活细胞中全部有序的化学变化的总称。
理解：新陈代谢是生物最基本的特征，是生物与非生物最本质的区别。要将新陈代谢同普通的物理变化和化学变化区分开。这一点主要体现在三点上：①新陈代谢是活细胞中发生的过程；②是有序的化学反应，是受控过程；③新陈代谢的本质是化学反应，涉及物质变化和能量变化；对细胞、对生物体而言，这种有序变化是其存在的基础，是以生物体表现出生长、发育、遗传和变异的特征。细胞才以活的姿态出现，表现出生长、分裂、完成生命活动等特征。
2.酶
（1）发现1783年，意大利科学家，斯巴兰让尼鹰的消化实验
实验目的：区分鸟类的胃的消化过程，是进行物理性消化，还是存在化学性消化。
实验设计：将肉块放入小巧的金属笼，让鹰将金属笼吞入，既保证肉块不受物理性消化的影响，同时胃液可流入笼内。
实验结果：隔一段时间后，将小笼子取出，发现笼内的肉块消失了。
结果分析：胃内具有化学性消化作用
1836年，德国科学家施旺，从胃液中提取出消化蛋白质的物质（蛋白酶）
1926年，美国萨姆纳从刀豆种子中提出脲酶结晶，并证实脲酶是一种蛋白质。
20世纪30年代，酶是一类具有生物催化作用的蛋白质
20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具生物催化作用。
（2）本质：酶，是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物
理解：绝大多数酶是蛋白质成分，即一些具有生物催化作用的有机物，如RNA并非是蛋白质成分，它们具有生物酶的特点：①是活细胞可以合成的；②能够催化反应进行；③是生物体内的有机物，所以，有几点要注意：a.不是酶的本质都是蛋白质，少数RNA也是酶；b.不是蛋白质都能称为酶，只有是活细胞中产生具有催化作用的蛋白质才称为酶，催化作用仅为蛋白质多种功能之一；c.酶是活细胞产生，但不一定只在活细胞内才能发挥作用，在体外条件合适情况下一样能发挥催化作用。
（3）特性
酶的特点在化学中已经学到，所有的酶在一定的条件下都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身不发生变化，但酶有别于无机化学催化剂。
①酶具有“高效性”
过氧化氢酶，与相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多。通常情况下，酶的催化效率是无机催化剂的倍。也就是说，酶的催化效率是极高的，比如：
每个碳酸酐酶分子每秒能够催化个，使其与相同数量的结合，形成，是非酶催化的一百万倍。
②酶具有“专一性”
一种酶只能作用于一种底物，或一类分子结构相似的底物：
淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖不起催化作用
二肽酶可以水解任何两种氨基酸组成的二肽
所以，每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。进一步讲，生物体内发生的化学反应很多，在同一时刻，机体内部不同部位不同细胞，或同一细胞不同的位置发生着千万种反应，而反应的进行依赖于酶的存在，所以，可以推论酶具有“多样性”。大多数酶的本质是蛋白质，蛋白质也是具有多样性特点的。特别是蛋白质的空间结构是酶发挥作用的重要基础之一。
③酶需要适宜的条件
每一种酶活性的发挥都离不开特定的环境条件，通常酶在一定的范围内才具有活性，有催化能力，超过了这个范围，就不再有催化能力，即酶失活；酶即使在活性范围内，催化能力也有高低之分，酶在改变某一环境条件下，活性也改变，当酶活性最高时，该环境条件称为最适条件，在此条件两侧，酶活性都将降低。影响因素常有：a.温度：一定范围内，酶的催化能力随温度升高而增强（）但超过60℃，绝大多数酶就会失去活性，低温使活性降低，但分子结构未破坏，可恢复活性。b.pH酶对环境中的pH十分敏感，酶只有在一定的pH范围内才能表现出活性，随pH不同，酶的活性波动很大，一般最适pH常在4－8之间，不同酶情况不一样。

酶最适pH
过氧化氧酶（肝）
唾液淀粉酶
脂肪酶
胰蛋白酶
胃蛋白酶6.8
6.8
8.3
8.0-9.0
1.5-2.2
过酸，过碱和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低至失活，通常是使酶分子结构遭到破坏而导致失活。
高温常破坏酶的分子结构而导致失活，低温也能使酶活性急剧下降，但酶的分子结构未被破坏，当温度恢复到适宜湿度时，酶活性可恢复。
这两种作用下，作为维持酶空间结构的化学键或次级键被破坏，主要是肽键，离子键，氢键，二硫键被破坏，导致酶被水解。
（4）酶工程：
盛有酶的容器——酶反应器中，利用酶的生物催化作用生产产品。
——淀粉酶用于高果糖浆的生产淀粉→麦芽糖→葡萄糖→果糖
利用猪胰岛素生产人胰岛素等。
（5）新陈代谢与酶
自然界的一切生命现象都与酶的活动有关，活细胞内全部的生物化学反应，都是在酶的催化作用下进行的，生命系统既是一个需要维持稳态的系统，又是一个瞬间就会发生一系列合成分解运动着的系统，是一个矛盾的统一体。新陈代谢中的各种化学反应是在温度、酸碱度等相对稳定的条件下进行的。要想在常态下迅速而高效地进行反应，并且尽可能地降低能量阈，这就需要生物催化剂——酶，离开了酶，新陈代谢就不能进行，生命就会停止。

第二节新陈代谢与ATP
（一）学习内容：
1.ATP的生理功能2.ATP的结构简式
3.ATP与ADP的相互转化4.ATP的形成途径

（二）学习重点：
1.ATP的生理功能
2.ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径

（三）学习难点：
1.ATP的结构和生理功能
2.ATP的形成与转化

（四）学习过程：
新陈代谢中的一系列变化过程需要有酶的催化作用，同时，这些过程伴随着能量的转变与转移。
糖类是细胞的主要能源物质，脂肪是生物体内储存能量的物质。这些能源物质的最终来源都是太阳能。是通过复杂的过程转变并转移而储存在这些物质内的，并且终将以特殊形式，转化、转变才能被生物体利用，它们都不能被生物体直接利用，实际上，有机物中的能量不是绿色植物直接转移用于有机物的合成的，在所有这些变化过程中，无论是能量的储存转移，还是释放都离不开ATP这种特殊形式，新陈代谢所需能由细胞内的ATP直接提供，ATP是代谢能量的直接来源。
1.ATP的结构简式
（1）概念：ATP——三磷酸腺苷的英文缩写，是存在于生物体内的高能磷酸化合物。
高能磷酸化合物：指水解时释放的能量在以上的磷酸化合物。ATP水解时释放的能量高达。
（2）结构简式：A—P～P～P
A：代表腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）
P：代表磷酸基团。
～：代表高能磷酸键
（3）水解过程：
高能磷酸键水解时，生成磷酸并且释放出大量的能量。
2.ATP与ADP的相互转化
ATP分子中远离A的那个高能磷酸键，在一定条件下很容易水解；也容易生成。此过程伴随能量的储存与释放，ADP为二磷酸腺苷，含一个高能磷酸键。
ATP在细胞内的含量是很少的；ATP在细胞内的转化十分迅速；胞内的ATP的含量总处在动态平衡中，不断消耗，不断生成，保证胞内稳定供能环境。ATP水解时释放的能量，是生物体维持细胞分裂，根吸收矿质元素和肌肉收缩，维持体温等生命活动所需能量的直接来源。
3.ATP的形成途径
对人和动物来说，ADP转化成ATP所需能量来自呼吸作用，对绿色植物而言，则来自呼吸作用和光合作用
对于生命而言，能量是其能正常进行的根本，有了能量就可以完成各种活动。生物体所有的能量几乎都来自太阳能，绿色植物通过光合作用，将光能转变成有机物中的稳定化学能，其它生物则直接或间接地以植物为食，在进食后，将食物中的能量转移到自身，合成有机物或利用，在所有这些过程中，伴随着ATP与ADP的转变，完成能量的转移、转换、储存和释放。这种不停顿的动态平衡，是生命系统的稳态性的具体表现之一，而ATP
则象是在各种细胞间，流通着的“能量货币”，保证了各种生命活动的正常进行。

1.胃液中的蛋白酶，进入小肠后，催化活性大大降低，由于（）
A.酶的催化作用只能发挥一次B.小肠内的温度高于胃内温度
C.肠内的pH值比胃内pH值高D.小肠内的pH值比胃内pH值低
2.在不损伤植物细胞内部结构的情况下，去除其细胞壁最好的方法是（）
A.B.C.淀粉酶D.纤维素酶
3.关于酶的性质，下列表述中错误的一项是（）
A.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变
B.一但离开活细胞，酶就失去催化能力
C.酶是活细胞产生的具有催化能力的一类特殊有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
D.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱条件影响
4.根据反应式：以下说法正确的是（）
A.物质和能量都是可逆的B.物质是可逆的，能量是不可逆的
C.物质是不可逆的，能量是可逆的D.两者均不可逆
5.下列关于人体细胞内ATP的叙述，正确的是（）
A.人体细胞内贮有大量ATP，以备生理活动需要
B.ATP水解成ADP的反应是可逆的
C.ATP只能在线粒体中生成
D.ATP中含有两个高能磷酸键
6.下图中能表示动物肌细胞内ATP含量与供给之间关系的曲线是（）
A.aB.bC.cD.d
7.关于酶的特性实验装置如下图，取标号为A、B、C，三支试管各加入稀释淀粉糊
（1）在三支试管内各滴入革兰氏碘液，摇匀，可见试管内溶液呈_____色。
（2）再在A管内加入胰液，B管内加入煮沸唾液，C管内加入唾液，然后将这三支试管放入37－40℃水浴锅中，15－20分钟后，三支试管内溶液确切变化分别是（）
A管______________因为_______________
B管______________因为_______________
C管______________因为_______________
8.下面为绿色植物体内ATP与ADP的互换式
问：（1）A代表________，P代表_______，～代表________，Pi代表_______。
（2）当反应从左向右进行时，释放的能量供给_______。
当反应从右向左进行时，所需能量来源于__________和__________。
9.加酶洗衣粉中含蛋白酶，这种洗衣粉为什么能很好地除去衣物上的奶渍和血渍？使用这种洗衣粉时为什么需要温水？
10.下图是人体内某个化学反应示意图，图中哪个英文字母代表酶，若B代表的是二肽，CD代表什么？若B代表的是蔗糖，CD代表什么？