小學(xué)衛(wèi)生與健康教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-27細(xì)胞與能量。
輔導(dǎo)教案導(dǎo)學(xué)誘思
一、能量的轉(zhuǎn)化
1.化學(xué)能:活細(xì)胞中的各種分子具有的勢(shì)能通常被稱作化學(xué)能,是細(xì)胞內(nèi)最主要的能量形式。
2.能量的轉(zhuǎn)化
(1)能量在生物體內(nèi)或細(xì)胞中進(jìn)行各種形式的相互轉(zhuǎn)變。
(2)生物體和細(xì)胞是開放系統(tǒng),生物體要與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換。
(3)細(xì)胞的有序狀態(tài)的維持需要利用能量。
二、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)
1.吸能反應(yīng):產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物分子中的勢(shì)能高,即為吸能反應(yīng)。如:光合作用。
2.放能反應(yīng):產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物中的勢(shì)能低,即為放能反應(yīng)。如:細(xì)胞呼吸。
三、ATP是細(xì)胞中的能量通貨
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A—P~P~P
(1)ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A—P~P~P,其中,A代表腺苷,T代表三,P代表磷酸基,“—”代表磷酸鍵,“~”代表高能磷酸鍵。ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。
(2)名稱:腺苷三磷酸。
(3)ATP特點(diǎn):ATP有2個(gè)高能磷酸鍵,每摩爾高能磷酸鍵斷裂釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol;遠(yuǎn)離腺苷A的高能磷酸鍵易斷裂也易合成。
提示:你的一說一笑、一蹦一跳都需要?jiǎng)恿Γ@個(gè)動(dòng)力來自肌肉的收縮,但是肌肉的收縮也需要?jiǎng)恿Γ@個(gè)動(dòng)力就是能量,那么肌肉收縮的直接能源物質(zhì)是什么?
趣味思考:是細(xì)胞的能量“通貨”——ATP。
2.ATP—ADP循環(huán)
通過ATP的合成和水解使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程,稱為ATP—ADP循環(huán)。
ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式:
提示:電鰻能放電,其一次的放電量足以擊昏一頭水牛,你如果下水不小心也會(huì)被它擊昏,但是如果掌握一定的技巧也能把它捕捉。電鰻能放電,其能量的直接能源物質(zhì)是什么?如何捕捉電鰻?
趣味思考:能量的直接來源是ATP,電鰻放電一次要消耗大量的ATP,在剛放電后去捕捉它它就不能立即放電,因?yàn)轶w內(nèi)補(bǔ)充的ATP還不足,所以可以快速捕捉它,若慢了還會(huì)放電把你擊昏。?
核心解讀
1.ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化是不可逆反應(yīng)
生物體內(nèi)ADP與ATP可以相互轉(zhuǎn)化,但是反應(yīng)是不可逆的。
特別提醒
(1)酶不同:ATP的分解是一種水解反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶應(yīng)屬于水解酶;而ATP的合成是一種合成反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶應(yīng)屬于合成酶。酶具有專一性,因此酶不同。
(2)能量來源不同:ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能,而合成ATP的能量主要有化學(xué)能和太陽(yáng)能,因此能量的來源不同。
(3)ATP合成與分解的場(chǎng)所不同:ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,而ATP水解的場(chǎng)所較多。因此其合成與分解的場(chǎng)所不盡相同。
2.ATP中的能量是如何利用的?
ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì),生物體的一切生命活動(dòng)所需能量幾乎都要靠ATP提供。但是ATP只是作為細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”,ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)換為其他各種形式的能量,用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。這些能量形式主要有:機(jī)械能、電能、化學(xué)能、光能、熱能、滲透能等。
題例領(lǐng)悟
題型一 ATP的合成與利用
“ATPADP+Pi+能量”中的能量不可能用于()
A.物質(zhì)合成B.肌肉收縮
C.水分吸收D.離子吸收和唾液的分泌
解析:水分吸收不消耗能量,A、B、D三項(xiàng)生理過程均需要消耗ATP水解釋放的能量。
答案:C
反思感悟
絕大多數(shù)生命活動(dòng)所需的能量都是由ATP直接供應(yīng)的,但是也有一些生命活動(dòng)不需要ATP供應(yīng)能量,如水分吸收和運(yùn)輸,其動(dòng)力來自蒸騰作用產(chǎn)生的拉力。
題型二 ATP與ADP的轉(zhuǎn)化
在活細(xì)胞中,下圖ATP—ADP循環(huán)過程永不停止地進(jìn)行著,請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析回答下面ATP與ADP循環(huán)中的有關(guān)問題:
(1)ATP作為生物體生命活動(dòng)的________物質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________,在②過程中,是由于____________鍵的斷裂而釋放出能量。
(2)在綠色植物的根細(xì)胞內(nèi),與①相應(yīng)的生理活動(dòng)主要是在細(xì)胞內(nèi)的________中進(jìn)行的。
(3)A1和A2分別起什么作用?二者相同嗎?
(4)①中能量E1的來源有哪些?②中能量E2的去向有哪些?
解析:ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),ATP在水解時(shí)遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵斷裂釋放出能量。ATP的水解和合成分別由水解酶和合成酶催化。植物根細(xì)胞產(chǎn)生ATP的部位主要是線粒體。在光合作用的光反應(yīng)階段和呼吸作用的過程中ADP轉(zhuǎn)化為ATP,所需的能量分別來自色素吸收轉(zhuǎn)化的光能和糖類等有機(jī)物分解釋放的能量,ATP水解后,能量轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量,用于生物的各項(xiàng)生命活動(dòng)。主要有化學(xué)能、機(jī)械能、電能、滲透能等。
答案:(1)直接能源 A—P~P~P 遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸
(2)線粒體
(3)A1起催化作用,催化ATP的水解,是水解酶;A2起催化作用,催化ATP的合成,是合成酶。二者不相同。
(4)植物細(xì)胞中E1中能量來自于色素吸收轉(zhuǎn)化的光能和糖類等有機(jī)物分解釋放的能量,動(dòng)物細(xì)胞中E1中的能量來自于呼吸作用中糖類等有機(jī)物分解釋放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。E2中能量的去向是轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量,用于生物的各項(xiàng)生命活動(dòng),主要有化學(xué)能、機(jī)械能、電能、滲透能等。
反思感悟
高等植物體內(nèi)不同部位的細(xì)胞產(chǎn)生ATP的生理過程有差異:
(1)含有葉綠體的細(xì)胞可通過光合作用、細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。但是,在無光的條件下,只能通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。
(2)不含葉綠體的細(xì)胞通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。
隨堂訓(xùn)練
1.一個(gè)ATP分子中含有腺苷、磷酸基和高能磷酸鍵的個(gè)數(shù)依次是()
A.1、3、3B.3、2、1
C.1、3、2D.1、1、2
解析:ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P~P~P,由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式即可得出答案。
答案:C
2.ADP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP時(shí)需要()
A.Pi、酶、腺苷和能量
B.Pi、能量
C.能量、腺苷和酶
D.Pi、能量和酶
答案:D
3.ATP中的A、T、P依次代表()
A.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基
B.胸腺嘧啶、三個(gè)、磷酸基
C.腺苷、三個(gè)、磷酸基
D.腺苷、三個(gè)、腺嘌呤
答案:C
4.下列關(guān)于ATP的敘述中,正確的是()
A.ATP分子中所有化學(xué)鍵都儲(chǔ)存著大量的能量,所以被稱為高能磷酸化合物
B.腺苷三磷酸可簡(jiǎn)寫為A~P~P~P
C.ATP中大量的能量都儲(chǔ)存在腺苷和磷酸基團(tuán)中
D.ATP中大量的能量?jī)?chǔ)存在高能磷酸鍵中
解析:腺苷三磷酸的分子式可簡(jiǎn)寫為A—P~P~P,其中,P與P之間的高能磷酸鍵儲(chǔ)存著大量的能量,所以稱為高能磷酸化合物。
答案:D
相關(guān)閱讀
高二生物細(xì)胞與能量27
第三章細(xì)胞的代謝
第一節(jié)細(xì)胞與能量
一、教學(xué)目標(biāo)
1.舉例說明細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)化。
2.區(qū)別吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)及其相互聯(lián)系。
3.闡明ATP是細(xì)胞中的能量通貨。
1.通過閱讀培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、表述能力;利用課件,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力等。
2.通過分析ATP-ADP的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)供能的意義,初步訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)際問題的能力。
通過讓學(xué)生認(rèn)識(shí)醫(yī)用ATP的注射液和ATP片劑,讓學(xué)生在分析自己身體內(nèi)發(fā)生的ATP-ADP循環(huán)及其重要意義過程中,體驗(yàn)到生物學(xué)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的價(jià)值,加強(qiáng)對(duì)身邊的科學(xué)的理解。
二、教材分析
教材開始就以學(xué)生熟悉的動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,引出在細(xì)胞內(nèi)也存在著能量的轉(zhuǎn)化,并強(qiáng)調(diào)能量只能以一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式,既不會(huì)被消滅,也不會(huì)被創(chuàng)造。接著交代清楚什么是吸能反應(yīng)、什么是放能反應(yīng),為理解ATP-ADP循環(huán)時(shí)的放能和吸能做鋪墊。
對(duì)于ATP是細(xì)胞中的能量通貨,教材首先介紹ATP的分子結(jié)構(gòu),說明ATP是腺嘌呤核苷的衍生物,并用圖解說明它的結(jié)構(gòu)。分子簡(jiǎn)式為A-P~P~P,其中A代表腺苷,T代表三個(gè),P代表磷酸基,~代表高能磷酸鍵,而且說明在兩個(gè)相鄰磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定,為后面的ATP水解作鋪墊。
對(duì)于ATP-ADP的循環(huán),教材中首先介紹了ATP水解的過程:ATP的第二個(gè)和第三個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵對(duì)于細(xì)胞中能量的捕獲、貯存和釋放都是很重要的。第二個(gè)高能磷酸鍵的末端,能很快地水解斷裂,于是ATP轉(zhuǎn)換為ADP,能量隨之釋放出來以用于各項(xiàng)生命活動(dòng);同樣,在提供能量的條件下,也容易加上第三個(gè)磷酸基,使ADP又轉(zhuǎn)化為ATP。在ATP與ADP的轉(zhuǎn)化過程中都需要酶的參與,活細(xì)胞內(nèi)這個(gè)過程是永無休止地循環(huán)進(jìn)行的。
教材中指明ATP是細(xì)胞中普遍使用的能量載體,在細(xì)胞中的含量不多,從而易于引發(fā)學(xué)生討論ADP-ADP循環(huán)的意義,同時(shí)可使學(xué)生加強(qiáng)ATP是細(xì)胞中的“能量通貨”的理解。
1.教學(xué)重點(diǎn):ATP的分子結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)、ATP的分子簡(jiǎn)式、分析ATP-ADP的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義,能理解ATP作為“能量通貨”的含義。
2.教學(xué)難點(diǎn):ATP-ADP的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義,理解ATP作為“能量通貨”的含義。在教師的引導(dǎo)下,利用多媒體課件,結(jié)合同學(xué)之間的相互討論分析等形式,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)ATP的水解,ATP-ADP的循環(huán)過程及其重要意義。
醫(yī)用ATP的注射液和ATP片劑。ATP的結(jié)構(gòu)、ATP水解過程、ATP-ADP循環(huán)課件。
三、學(xué)情分析
對(duì)于能量可以相互轉(zhuǎn)化,學(xué)生并不陌生,在物理、化學(xué)學(xué)科中早就有所認(rèn)識(shí),在生活中也所處可見。而對(duì)于細(xì)胞與能量的關(guān)系,在細(xì)胞內(nèi)要發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化,學(xué)生是所知不多的。學(xué)生對(duì)于ATP的認(rèn)識(shí)幾乎是空白,并且ATP是一種存在于細(xì)胞內(nèi)的能量物質(zhì),看不見摸不著,事先準(zhǔn)備好醫(yī)用ATP的注射液和ATP片劑,能使學(xué)生對(duì)ATP有個(gè)感官上的認(rèn)識(shí)。
ATP的分子結(jié)構(gòu)、ATP的水解、ATP-ADP的循環(huán)等內(nèi)容,只以教材中的插圖還不能使學(xué)生有較深刻的認(rèn)識(shí),所以可以制作多媒體課件,通過課件的展示既可以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以通過學(xué)生的觀察和分析,突破教學(xué)的難點(diǎn),達(dá)到較好的教學(xué)效果。
四、教學(xué)設(shè)計(jì)
首先聯(lián)系生活實(shí)際,讓學(xué)生從身邊去發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)存在著能量的轉(zhuǎn)化。不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且可以迅速的導(dǎo)入新課。能量的轉(zhuǎn)化、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng),內(nèi)容比較簡(jiǎn)單,所以就發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)作用,以閱讀提問的方式進(jìn)行。ATP是細(xì)胞中的能量通貨是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),首先展示事先準(zhǔn)備好的醫(yī)用ATP的注射液和ATP片劑,讓學(xué)生對(duì)ATP有個(gè)感官的認(rèn)識(shí),然后利用多媒體課件,以談話法進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生對(duì)ATP分子的結(jié)構(gòu)、ATP的水解、ATP-ADP的循環(huán)進(jìn)行逐步的學(xué)習(xí)。小結(jié)中設(shè)計(jì)了幾個(gè)問題由學(xué)生做出問答,這些問題的提出,目的是及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解的缺陷,對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行梳理,以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí),使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到ATP在細(xì)胞代謝中的重要地位。
教學(xué)流程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖
導(dǎo)入新課新陳代謝是生物的基本特征。新陳代謝中一系列的物質(zhì)變化,必定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。生命系統(tǒng)必須依靠物質(zhì)和能量來維持,能量的獲取、儲(chǔ)存、釋放、利用和散失,伴隨著全部生命活動(dòng)。
你能舉出幾個(gè)生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化(或吸收儲(chǔ)存、或釋放利用)的例子來嗎?
能量是做功的“力量源泉”。那么在生物體內(nèi),是什么物質(zhì)為生命活動(dòng)供能的呢?
討論、回答。
聯(lián)系生活,調(diào)動(dòng)思維,激發(fā)興趣。
第一節(jié)細(xì)胞與能量
一、能量的轉(zhuǎn)化能量是可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化的。例如書本中所舉例的勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化。
你還能舉例說明能量是可以轉(zhuǎn)化的嗎?
什么是化學(xué)能?
㈠化學(xué)能:活細(xì)胞中的各種分子具有的勢(shì)能通常被稱作化學(xué)能,是細(xì)胞內(nèi)最主要的能量形式。
能量會(huì)消滅嗎?能創(chuàng)造嗎?
㈡能量的轉(zhuǎn)化
1.能量在生物體內(nèi)或細(xì)胞中進(jìn)行各種形式的相互轉(zhuǎn)變。
2.生物體和細(xì)胞是開放系統(tǒng),生物體要與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換。
怎樣維持一個(gè)系統(tǒng)的有序性?
3.細(xì)胞的有序狀態(tài)的維持需要消耗能量。
細(xì)胞中的能量是從何而來?能量是如何釋放的呢?閱讀課本44頁(yè)能量的轉(zhuǎn)化第一至第四段。
討論、回答。
閱讀課本44頁(yè)第五、六段。培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力。
提出問題,引起思考,在原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上構(gòu)建新知識(shí)。
二、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)什么是吸能反應(yīng)?請(qǐng)舉例說明。
產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物中的勢(shì)能高,即為吸能反應(yīng)。
舉例:略。
什么是放能反應(yīng)?請(qǐng)舉例說明。
產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物中的勢(shì)能低,即為放能反應(yīng)。
舉例:略。
細(xì)胞中有許多吸能反應(yīng),它們所需的能量來自于細(xì)胞中的放能反應(yīng)。那么細(xì)胞中放能反應(yīng)所產(chǎn)生的能量是怎樣被吸能反應(yīng)利用的呢??jī)烧咧g的紐帶就是ATP。
醫(yī)用ATP的注射液和ATP片劑。
那么什么是ATP呢?閱讀課本4.5頁(yè)吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。
討論、回答。
請(qǐng)同學(xué)代表大家觀察ATP片劑和ATP的注射液實(shí)物,由一位同學(xué)給其他同學(xué)讀出所看到實(shí)物的名稱及治療作用。通過自學(xué)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知、歸納、表述能力。
使學(xué)生對(duì)ATP建立具體的直觀的認(rèn)識(shí),并初步了解其生理作用。
三、ATP是細(xì)胞中的能量通貨㈠ATP的結(jié)構(gòu)
展示課件:ATP的結(jié)構(gòu)。
ATP是腺苷三磷酸的英文縮寫,它是普遍存在于各種活細(xì)胞中的一種高能磷酸化合物。
核糖磷酸基團(tuán)
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
A-P~P~P
式中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),~代表一種特殊的化學(xué)鍵,稱為高能磷酸鍵;ATP分子中大量的化學(xué)能就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中;兩個(gè)相鄰磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定;ATP分子的水解本質(zhì)上就是ATP分子中高能磷酸鍵的水解,也就是高能磷酸鍵斷裂后釋放出大量的能量。
2.ATP的水解反應(yīng):
展示課件:ATP的水解。
腺苷三磷酸
水解
++能
腺苷二磷酸(ADP)
ATP水解時(shí),是哪個(gè)化學(xué)鍵斷裂?
水解后有哪些產(chǎn)物?這是個(gè)吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)過程?釋放的能量被如何利用了呢?
細(xì)胞利用這種能量的方法是將ATP水解這一放能反應(yīng)所釋放的能量用于另一吸能反應(yīng)。也就是用于細(xì)胞中的各種生命活動(dòng)。
引導(dǎo)學(xué)生分析課本46頁(yè)圖3-2ATP推動(dòng)細(xì)胞做功。
細(xì)胞中的ATP含量很少,如肌細(xì)胞中的ATP只能維持肌肉收縮2~3鈔鐘左右。不過ATP在細(xì)胞中易于再生,在本章第四節(jié)中將學(xué)習(xí)。那么ATP是又什么物質(zhì)合成的呢?
3.ATP-ADP循環(huán)
ATP與ADP之間為什么能夠進(jìn)行循環(huán)?
(點(diǎn)評(píng)學(xué)生的回答,并進(jìn)行歸納)
ATP水解形成ADP后,利用細(xì)胞內(nèi)釋放能量的反應(yīng),如呼吸作用釋放的能量,ADP吸收能量又和磷酸結(jié)合轉(zhuǎn)變成ATP,而這一過程的進(jìn)行與兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵的特點(diǎn)直接相關(guān),那個(gè)高能磷酸鍵即容易水解斷裂,又容易重新合成。
通過ATP的合成和水解使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程稱為ATP-ADP循環(huán)。
ATP-ADP循環(huán)的意義是什么?
ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不停地轉(zhuǎn)化中,且處于動(dòng)態(tài)平衡之中,能夠?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)不斷的提供能量。
4.ATP是細(xì)胞中的“能量通貨”
細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂質(zhì)等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用,ATP水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動(dòng)的直接能量來源,呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用,只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP,且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。ATP是細(xì)胞中普遍適應(yīng)的能量載體,ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的,像小額鈔票一樣,便于流通使用,是細(xì)胞能量代謝的“能量通貨”。
觀察ATP的結(jié)構(gòu),認(rèn)識(shí)各種符號(hào)的含義。
觀看ATP水解的動(dòng)畫演示。
討論、回答。
舉例說明。
閱讀課本46頁(yè)圖3-3ATP-ADP循環(huán)。
思考、回答。
討論、回答。
通過教師的講解使學(xué)生對(duì)ATP的認(rèn)識(shí)逐漸清晰。
明確ATP放能的部位,對(duì)兩個(gè)相鄰磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定形成直觀的認(rèn)識(shí)。
及時(shí)聯(lián)系剛學(xué)習(xí)的吸能和放能反應(yīng),使前后知識(shí)密切聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
用通俗易懂的比喻使學(xué)生理解ATP在生命活動(dòng)中的的作用。
小結(jié)通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們知道能量是相互轉(zhuǎn)化的,既不會(huì)消失也不會(huì)憑空創(chuàng)造。在生物體的細(xì)胞內(nèi)也發(fā)生著能量的相互轉(zhuǎn)化-吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。
細(xì)胞中糖類等有機(jī)物分解所釋放的能量是怎樣被吸能反應(yīng)利用的呢?
眾多能源物質(zhì)中,ATP這種含量極少的物質(zhì)為什么成為“能量通貨”?
學(xué)生回答后整理:ATP中連接兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定,水解后形成ADP,釋放出的能量供細(xì)胞中的吸能反應(yīng);而ADP吸收其他能源物質(zhì)釋放的能量后又可以迅速轉(zhuǎn)化為ATP。
強(qiáng)調(diào):ADP合成ATP所需的能量不是來自ATP的放能反應(yīng)。
當(dāng)產(chǎn)生ATP的過程停止時(shí),會(huì)發(fā)生什么?
大家可能知道氰化物可以在非常短的時(shí)間內(nèi)使人死亡,其毒理就是阻擋ATP的形成。當(dāng)人體ATP合成受阻后,機(jī)體沒有ATP,神經(jīng)細(xì)胞和其他細(xì)胞中的細(xì)胞活動(dòng)就不能繼續(xù),人在3~6分鐘內(nèi)就會(huì)失去知覺。因此ATP對(duì)生命的維持是極其重要的。
回答:ADP吸能后和磷酸結(jié)合形成ATP。
討論、回答。
討論、回答。
以提問的方式進(jìn)行小結(jié),及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解的缺陷,對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行梳理,以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí),使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到ATP在細(xì)胞代謝中的重要地位。
1、生物體的細(xì)胞內(nèi)普遍存在一種能量載體,叫做,簡(jiǎn)稱ATP,它是細(xì)胞中各種生命活動(dòng)所需的。ATP的分子式可簡(jiǎn)寫成,ATP分子中大量的化學(xué)能儲(chǔ)存在內(nèi)。
2、ATP分子中不穩(wěn)定的高能磷酸鍵是,伴隨著ATP-ADP的循環(huán),存在著反應(yīng)和反應(yīng),ATP的這一特點(diǎn),使它與生物體的新陳代謝有密切的關(guān)系。
3、下列物質(zhì)水解后所釋放出的能量可直接用于肌肉收縮的是()。
A.肝糖元B.肌糖元C.葡萄糖D.三磷酸腺苷
4、ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量及其生成是()。
A.很多、很快 B.很少、很慢C.很多、很慢 D.很少、很快
參考答案:1、腺苷三磷酸能量通貨A—P~P~P高能磷酸鍵2、兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵放能吸能3、D4、D
五、相關(guān)鏈接
1.腺苷三磷酸(adenosinetriphosphate)
腺苷三磷酸是腺苷酸(AMP)的磷酸衍生物。腺苷酸的末端磷酸基團(tuán)再連結(jié)一個(gè)磷酸基團(tuán)為腺苷二磷酸(ADP),腺苷二磷酸再連結(jié)一個(gè)磷酸基團(tuán)即為腺苷三磷酸(ATP)。ATP是生物體內(nèi)最重要的高能磷酸化合物,每摩爾ATP水解生成ADP及磷酸時(shí)可釋放出自由能7.3千卡(約30.5千焦)。線粒體和葉綠體是細(xì)胞制造ATP的主要場(chǎng)所。在線粒體內(nèi)ATP通過氧化磷酸化作用生成。在葉綠體內(nèi)ATP通過光合磷酸化作用生成。從低等的單細(xì)胞生物到高等生物人類,能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用均以ATP為中心。ATP水解釋放的能量可直接用于做機(jī)械功(細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和收縮),生物發(fā)光(螢火蟲、螢光細(xì)菌),生物發(fā)電(電鰻、電鯰),物質(zhì)的運(yùn)輸(離子或分子由低濃度向高濃度中流動(dòng)),糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的生物合成等。體內(nèi)某些代謝反應(yīng)需要一些其他的核苷三磷酸直接供能。如尿苷三磷酸(UTP)對(duì)于多糖的生物合成,胞苷三磷酸(CTP)對(duì)于磷脂的生物合成,鳥苷三磷酸(GTP)對(duì)于蛋白質(zhì)的生物合成都是必需的;這些核苷三磷酸也是通過消耗ATP生成的。此外ATP還是合成RNA、腺苷酸的衍生物、糖的磷酸酯、磷酸膽鹼等重要物質(zhì)的原料。
2.醫(yī)用ATP片劑的作用
純凈的ATP是白色粉末狀,能夠溶于水,可作為一種藥品,ATP片劑可以口服,而ATP注射液可以肌肉注射或靜脈滴注。主要是用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病,ATP可以提供能量,起到改善患者新陳代謝狀況的作用。
高二生物細(xì)胞與能量26
《細(xì)胞與能量》的教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析
本章節(jié)為浙教版普通課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材書《生物學(xué)必修1分子與細(xì)胞》的第三章細(xì)胞的代謝的第一節(jié)細(xì)胞與能量。本章節(jié)主要分三個(gè)內(nèi)容:能量的轉(zhuǎn)化,吸能反應(yīng)和放能反應(yīng),ATP是細(xì)胞中的能量通貨。教材開始就以學(xué)生熟悉的動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,引出在細(xì)胞內(nèi)也存在著能量的轉(zhuǎn)化,并強(qiáng)調(diào)能量能量守恒。接著交代清楚什么是吸能反應(yīng)、什么是放能反應(yīng),為理解ATP-ADP循環(huán)時(shí)的放能和吸能做鋪墊。對(duì)于ATP是細(xì)胞中的能量通貨,教材通過對(duì)ATP的分子結(jié)構(gòu)的圖解,使學(xué)生明白A、T、P分別代表什么,以及高能磷酸鍵的意義;對(duì)于ATP-ADP的循環(huán),教材則是通過ATP和ADP的循環(huán)組圖。使學(xué)生構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。同時(shí)教材還指明ATP是細(xì)胞中普遍使用的能量載體,在細(xì)胞中的含量不多,從而易于引發(fā)學(xué)生討論ADP-ADP循環(huán)的意義,同時(shí)可使學(xué)生加強(qiáng)ATP是細(xì)胞中的“能量通貨”的理解。
本章處于細(xì)胞的結(jié)構(gòu)之后,在學(xué)生清楚得認(rèn)識(shí)到細(xì)胞是所有生物的基本組成以及所有生化反應(yīng)都是在細(xì)胞中完成后,本章節(jié)再進(jìn)行呼吸作用、光合作用等反應(yīng)的具體講解。有助于學(xué)生在細(xì)胞的基礎(chǔ)上建立一個(gè)完整的細(xì)胞內(nèi)新陳代謝循環(huán)。而細(xì)胞與能量這一部分的學(xué)習(xí),可以讓學(xué)生細(xì)胞在進(jìn)行新陳代謝中時(shí),也在進(jìn)行著能量的轉(zhuǎn)化和遷移。是學(xué)生學(xué)習(xí)高中生物的一個(gè)基礎(chǔ)性知識(shí)。
二、學(xué)情分析
本學(xué)期學(xué)生剛剛接觸高中生物知識(shí),而且通過前兩章節(jié)分別對(duì)細(xì)胞的分子組成和細(xì)胞的結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅有一定的學(xué)習(xí)熱情,也有了一定的基礎(chǔ)知識(shí)。本章節(jié)所要講述的細(xì)胞代謝,同時(shí)也是學(xué)生比較熟悉的內(nèi)容。因此,學(xué)生對(duì)于今天的教學(xué)內(nèi)容有比較良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和比較積極的學(xué)習(xí)思想。
且高一學(xué)生已經(jīng)具備一定的自學(xué)能力、語(yǔ)言組織表達(dá)能力和合作意識(shí)。因此在本堂課中可使教學(xué)目標(biāo)順利達(dá)成。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.學(xué)生能夠舉例說明細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)化,并能利用能量守恒定律對(duì)給出例子進(jìn)行說明。
2.學(xué)生能夠記住吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的幾個(gè)代表性例子,并記住他們之間的紐帶是ATP。
3.學(xué)生能夠基本具體理解ATP的三個(gè)結(jié)構(gòu)組成和他們的分別代表意義。
4.大部分學(xué)生能夠自行畫出ATP和ADP之間的簡(jiǎn)單循環(huán)組圖。
5.學(xué)生能夠大體明白ATP是細(xì)胞中的能量通貨(直接供能物質(zhì))。
1.通過閱讀培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、表述能力;利用課件,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力等。
2.學(xué)生圍繞問題展開討論,培養(yǎng)質(zhì)疑精神、提問習(xí)慣和歸納思維能力。
3.通過分析ATP-ADP的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)供能的意義,初步訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)際問題的能力。
通過讓學(xué)生認(rèn)識(shí)醫(yī)用ATP的注射液和ATP片劑,讓學(xué)生在分析自己身體內(nèi)發(fā)生的ATP-ADP循環(huán)及其重要意義過程中,體驗(yàn)到生物學(xué)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的價(jià)值,加強(qiáng)對(duì)身邊的科學(xué)的理解。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn):ATP的分子結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)、ATP的分子簡(jiǎn)式、分析ATP-ADP的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義,能理解ATP作為“能量通貨”的含義。
2.教學(xué)難點(diǎn):ATP-ADP的循環(huán)及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義,理解ATP作為“能量通貨”的含義。在教師的引導(dǎo)下,利用多媒體課件,結(jié)合同學(xué)之間的相互討論分析等形式,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)ATP的水解,ATP-ADP的循環(huán)過程及其重要意義。
五、教學(xué)準(zhǔn)備
相應(yīng)的多媒體課件制作、ATP片劑
六、教學(xué)策略
由于本章節(jié)內(nèi)容相對(duì)較難,而且本章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)要求學(xué)生做具體掌握,所以對(duì)于本堂內(nèi)容,我主要是以傳統(tǒng)的教師講解,學(xué)生聽講的形式來開展本堂課。充分體現(xiàn)出教師的引導(dǎo)作用,使得學(xué)生能夠在有限的時(shí)間內(nèi)得以掌握相對(duì)較大的知識(shí)容量。而且通過對(duì)實(shí)物“ATP片劑”的講解,使得學(xué)生能夠從生活中自我發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。在本章節(jié)我主要采用了“圖片引入新課講解課堂小結(jié)
鞏固練習(xí)”的傳授式教學(xué)。
七、教學(xué)過程
教學(xué)流程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
導(dǎo)入新課
展示圖片,總結(jié)出生物體生存要獲取能量而我們?cè)跓o時(shí)無刻的生命活動(dòng)中又在消耗能量。討論、回答。圖文結(jié)合,激發(fā)興趣,調(diào)動(dòng)思維。第一節(jié)細(xì)胞與能量
一、能量的轉(zhuǎn)化
那么我們?cè)诓粩嗟墨@取能量,消耗能量,那么能量之間,是否可以相互轉(zhuǎn)化?那么你可否具體說明,當(dāng)劉翔在跑步時(shí),他體內(nèi)的能量是如何轉(zhuǎn)化的?能量會(huì)消滅嗎?能創(chuàng)造嗎?一、能量的轉(zhuǎn)化1.能量守恒:能量在生物體內(nèi)或細(xì)胞中進(jìn)行各種形式的相互轉(zhuǎn)變。2.生物體和細(xì)胞是開放系統(tǒng)聯(lián)系實(shí)際,回答問題。討論、回答。閱讀課本44頁(yè)第五、六段。提出問題,引起思考,在原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上構(gòu)建新知識(shí)。二、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)
請(qǐng)學(xué)生自行閱讀書上“吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)”內(nèi)容。什么是化學(xué)能,吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的定義?細(xì)胞中有許多吸能反應(yīng),它們所需的能量來自于細(xì)胞中的放能反應(yīng)。那么細(xì)胞中放能反應(yīng)所產(chǎn)生的能量是怎樣被吸能反應(yīng)利用的呢??jī)烧咧g的紐帶就是ATP。ATP片劑。那么什么是ATP呢?閱讀課本4.5頁(yè)吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。討論、回答。請(qǐng)同學(xué)代表大家觀察ATP片劑,由一位同學(xué)給其他同學(xué)讀出所看到實(shí)物的名稱及治療作用。
通過自學(xué)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知、歸納、表述能力。使學(xué)生對(duì)ATP建立具體的直觀的認(rèn)識(shí),并初步了解其生理作用。
三、ATP是細(xì)胞中的能量通貨
㈠ATP的結(jié)構(gòu)展示課件:ATP的結(jié)構(gòu)。展示視頻材料ATP中的A、T、P分別代表什么,為什么ATP被稱為高能磷酸物?
P
P
P
~
~
腺嘌呤
核糖
磷酸基團(tuán)
(二)ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化
水解酶
+能量展示課件:ATP的水解。
合成酶
ATP
ADP+PiATP水解時(shí),是哪個(gè)化學(xué)鍵斷裂?水解后有哪些產(chǎn)物?這是個(gè)吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)過程?ATP水解形成ADP后,利用細(xì)胞內(nèi)釋放能量的反應(yīng),如呼吸作用釋放的能量,ADP吸收能量又和磷酸結(jié)合轉(zhuǎn)變成ATP,而這一過程的進(jìn)行與兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵的特點(diǎn)直接相關(guān),那個(gè)高能磷酸鍵即容易水解斷裂,又容易重新合成。
ATP與ADP間的轉(zhuǎn)化過程是否是可逆反應(yīng)?ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的來源于哪里?三、ATP的利用釋放的能量被如何利用了呢?細(xì)胞利用這種能量的方法是將ATP水解這一放能反應(yīng)所釋放的能量用于另一吸能反應(yīng)。也就是用于細(xì)胞中的各種生命活動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生分析課本46頁(yè)圖3-2ATP推動(dòng)細(xì)胞做功。細(xì)胞中的ATP含量很少,如肌細(xì)胞中的ATP只能維持肌肉收縮2~3鈔鐘左右。不過ATP在細(xì)胞中易于再生,在本章第四節(jié)中將學(xué)習(xí)。那么ATP是又什么物質(zhì)合成的呢?ATP與ADP之間為什么能夠進(jìn)行循環(huán)?(點(diǎn)評(píng)學(xué)生的回答,并進(jìn)行歸納)通過ATP的合成和水解使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程稱為ATP-ADP循環(huán)。ATP-ADP循環(huán)的意義是什么?ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不停地轉(zhuǎn)化中,且處于動(dòng)態(tài)平衡之中,能夠?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的各項(xiàng)生命活動(dòng)不斷的提供能量。
細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂質(zhì)等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用,ATP水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動(dòng)的直接能量來源,呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用,只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP,且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。ATP是細(xì)胞中普遍適應(yīng)的能量載體,ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的,像小額鈔票一樣,便于流通使用,是細(xì)胞能量代謝的“能量通貨”。觀察ATP的結(jié)構(gòu),認(rèn)識(shí)各種符號(hào)的含義。觀看ATP水解的動(dòng)畫演示。學(xué)生分小組討論,并完成表格。討論、回答。舉例說明。閱讀課本46頁(yè)圖3-3ATP-ADP循環(huán)。思考、回答。討論、回答。通過教師的講解使學(xué)生對(duì)ATP的認(rèn)識(shí)逐漸清晰。明確ATP放能的部位,對(duì)兩個(gè)相鄰磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定形成直觀的認(rèn)識(shí)。及時(shí)聯(lián)系剛學(xué)習(xí)的吸能和放能反應(yīng),使前后知識(shí)密切聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。用通俗易懂的比喻使學(xué)生理解ATP在生命活動(dòng)中的的作用。
小結(jié)
通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們知道能量是相互轉(zhuǎn)化的,既不會(huì)消失也不會(huì)憑空創(chuàng)造。在生物體的細(xì)胞內(nèi)也發(fā)生著能量的相互轉(zhuǎn)化-吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。細(xì)胞中糖類等有機(jī)物分解所釋放的能量是怎樣被吸能反應(yīng)利用的呢?眾多能源物質(zhì)中,ATP這種含量極少的物質(zhì)為什么成為“能量通貨”?學(xué)生回答后整理:ATP中連接兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定,水解后形成ADP,釋放出的能量供細(xì)胞中的吸能反應(yīng);而ADP吸收其他能源物質(zhì)釋放的能量后又可以迅速轉(zhuǎn)化為ATP。強(qiáng)調(diào):ADP合成ATP所需的能量不是來自ATP的放能反應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生ATP的過程停止時(shí),會(huì)發(fā)生什么?
大家可能知道氰化物可以在非常短的時(shí)間內(nèi)使人死亡,其毒理就是阻擋ATP的形成。當(dāng)人體ATP合成受阻后,機(jī)體沒有ATP,神經(jīng)細(xì)胞和其他細(xì)胞中的細(xì)胞活動(dòng)就不能繼續(xù),人在3~6分鐘內(nèi)就會(huì)失去知覺。因此ATP對(duì)生命的維持是極其重要的?;卮穑篈DP吸能后和磷酸結(jié)合形成ATP。討論、回答。討論、回答。以提問的方式進(jìn)行小結(jié),及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解的缺陷,對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行梳理,以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí),使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到ATP在細(xì)胞代謝中的重要地位。八、教學(xué)反饋
1、菠菜根毛細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是()
A、葉綠體B、線粒體
C、液泡D、葉綠體、線粒體
2、ATP的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫為()
A、A-P-P~PB、A-P~P~P
C、A~P~P-PD、A~P~P~P
3、生物體內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)、主要能源物質(zhì)和最終能源依次是()
A、太陽(yáng)能糖類ATP
B、ATP糖類脂肪
C、ATP脂肪太陽(yáng)能
D、ATP糖類太陽(yáng)能
4、ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量及其生成是()。
A.很多,很快B.很少,很慢
C.很多,很慢D.很少,很快
5、對(duì)于反應(yīng)式:ATPADP+Pi+能量,以下提法正確的是()
A、物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的
B、物質(zhì)和能量都是可逆的
C、物質(zhì)和能量都是不可逆的
D、物質(zhì)是不可逆的,能量是可逆的
6.ATP分子中大量的化學(xué)能儲(chǔ)存在__________內(nèi)。
ATP
含量
O2供給量
a
b
c
d
7.如圖所示,能表
示動(dòng)物肌細(xì)胞內(nèi)ATP
含量與氧供給關(guān)系的
曲線是()
A、aB、b
C、cD、d
參考答案:BBDDA高能磷酸鍵D
通過以上由淺到深的問題設(shè)計(jì),使得學(xué)生在檢測(cè)本節(jié)課的知識(shí)掌握程度時(shí),再次進(jìn)行知識(shí)的灌輸。
九、板書設(shè)計(jì)
3.1細(xì)胞與能量
一、能量的轉(zhuǎn)化能量守恒
二、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)
紐帶ATP吸能反應(yīng)——光合作用
放能反應(yīng)——呼吸作用
腺苷三磷酸集團(tuán)
ATP的全稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A-T-P~P~PATP與ADP的轉(zhuǎn)化是否可逆,為什么?
合成酶
ATP
ADP+Pi
+能量
水解酶
四、ATP的利用
細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用
第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用
第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
一、教學(xué)目標(biāo)
1.說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。
2.通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料,認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。
3.進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究,學(xué)會(huì)控制自變量,觀察和檢測(cè)因變量的變化,以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
酶的作用、本質(zhì)和特性。
2.教學(xué)難點(diǎn)
(1)酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。
(2)控制變量的科學(xué)方法。
三、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)演示法、探究法、講授法
四、課時(shí)安排
2
五、教學(xué)過程
〖復(fù)習(xí)及板書〗
1.消化:在消化道內(nèi)將食物分解成可以吸收的成分的過程,叫做~~。
2.物理消化:通過牙齒的咀嚼、舌的攪拌和胃的蠕動(dòng),將食物磨碎、攪拌并與消化液混合,這叫~~。
3.化學(xué)消化:通過各種消化液、消化酶的作用,使食物中各種成分分解為可吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這叫~~。
〖引入〗以“問題探討”引入,學(xué)生思考討論回答,教師提示。
〖提示〗1.這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決的問題是:鳥類的胃是否只有物理性消化,沒有化學(xué)性消化?
2.是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。
3.收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì),看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。
〖問題〗以“本節(jié)聚焦”再次引起學(xué)生的思考,注意。
〖板書〗一、酶的作用和本質(zhì)
細(xì)胞代謝:細(xì)胞每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)。
㈠酶在細(xì)胞代謝中的作用
〖演示實(shí)驗(yàn)〗比較過氧化氫在不同條件下的分解。教師邊做邊讓學(xué)生完成“討論”。
〖提示〗1.2號(hào)試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解,提高反應(yīng)速率。
2.不能。
3.說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的
氯化鐵溶液1滴
生物催化劑:過氧化氫酶所含酶的相對(duì)數(shù)量:1無機(jī)催化劑:Fe3+
Fe3+的相對(duì)數(shù)量:25萬(wàn)
4.4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng),這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行,只有酶能夠滿足這樣的要求,所以說酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。
〖板書〗活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。
〖講述〗
在20℃測(cè)得的過氧化氫分解的活化能
條件活化能/kJmol-1
沒有催化劑催化
用膠態(tài)鉑催化
用過氧化氫酶催化75
54
29
催化效率:同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,效率更高。
〖板書〗㈡酶的本質(zhì)
〖資料分析〗學(xué)生閱讀分析討論回答,教師提示。
〖提示〗1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的,但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的;李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的,但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。
2.提示:巴斯德是微生物學(xué)家,特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用;李比希是化學(xué)家,傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上,使科學(xué)研究更加有的放矢。
3.畢希納的實(shí)驗(yàn)說明,酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細(xì)胞中一樣。
4.薩姆納歷時(shí)9年用正確的科學(xué)方法,堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神,將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。
5.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA等。
〖小結(jié)〗略。
〖作業(yè)〗練習(xí)一二。
〖提示〗基礎(chǔ)題
1.巴斯德:發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān),發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用。
李比希:引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì),但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。
畢希納:酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細(xì)胞中一樣。
薩姆納:酶是蛋白質(zhì)。
2.(1)細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng),這些化學(xué)反應(yīng)需要高效率地進(jìn)行,酶的催化效率比無機(jī)催化劑高得多。
(2)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓、酸堿度適中等溫和條件下進(jìn)行,無機(jī)催化劑常常需要輔助以高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈條件才能有較高的催化效率。
3.D。
拓展題
1.可用第2章中學(xué)過的鑒定蛋白質(zhì)的方法。在薩姆納之前,之所以很難鑒定酶的本質(zhì),主要是因?yàn)榧?xì)胞中酶的提取和純化非常困難。
2.(1)如四膜蟲的rRNA前體具有催化活性。(2)目前已有發(fā)現(xiàn)具催化活性的DNA的報(bào)道。
二、酶的特性
酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA等。
〖問題〗以“本節(jié)聚焦”發(fā)問,引起學(xué)生的思考和注意。
〖講述〗酶催化作用的特點(diǎn)
生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng),幾乎都是由酶催化的。酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物。經(jīng)反應(yīng)生成的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。酶作為生物催化劑,與一般催化劑有相同之處,也有其自身的特點(diǎn)。
相同點(diǎn):
(1)改變化學(xué)反應(yīng)速率,本身不被消耗;
(2)只能催化熱力學(xué)允許進(jìn)行的反應(yīng);
(3)加快化學(xué)反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡時(shí)間,但不改變平衡點(diǎn);
(4)降低活化能,使速率加快。
不同點(diǎn):
(1)高效性,指催化效率很高,使得反應(yīng)速率很快;
(2)專一性,任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物,這就是酶對(duì)底物的專一性;
(3)多樣性,指生物體內(nèi)具有種類繁多的酶;
(4)易變性,由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),因而會(huì)被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞;
(5)反應(yīng)條件的溫和性,酶促反應(yīng)在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行;
(6)酶的催化活性受到調(diào)節(jié)、控制;
(7)有些酶的催化活性與輔因子有關(guān)。
〖板書〗
㈠酶具有高效性
㈡酶具有專一性
㈢酶的作用條件較溫和(〖探究〗影響酶活性的條件,教師做實(shí)驗(yàn),學(xué)生邊觀察便得出酶的作用條件。)
酶的催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間(每分)內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來表示。
〖講述〗影響酶作用的因素
酶的催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間(每分)內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來表示。研究某一因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響時(shí),應(yīng)在保持其他因素不變的情況下,單獨(dú)改變研究的因素。
影響酶促反應(yīng)的因素常有:酶的濃度、底物濃度、pH值、溫度、抑制劑、激活劑等。其變化規(guī)律有以下特點(diǎn)。
(1)酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響在底物足夠,其他條件固定的條件下,反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時(shí),酶促反應(yīng)的速率與酶濃度成正比。
(2)底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響在底物濃度較低時(shí),反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快,反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比;在底物濃度較高時(shí),底物濃度增加,反應(yīng)速率也隨之加快,但不顯著;當(dāng)?shù)孜餄舛群艽?,且達(dá)到一定限度時(shí),反應(yīng)速率就達(dá)到一個(gè)最大值,此時(shí)即使再增加底物濃度,反應(yīng)速率幾乎不再改變。
(3)pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響每一種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)活性,超過這個(gè)范圍酶就會(huì)失去活性。在一定條件下,每一種酶在某一個(gè)pH時(shí)活力最大,這個(gè)pH稱為這種酶的最適pH。
(4)溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響酶促反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快;但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí),酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。在一定條件下,每一種酶在某一溫度時(shí)活力最大,這個(gè)溫度稱為這種酶的最適溫度。
(5)激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響激活劑可以提高酶活性,但不是酶活性所必需的。激活劑大致分兩類:無機(jī)離子和小分子化合物。
(6)抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響抑制劑使酶活性下降,但不使酶變性。抑制劑作用機(jī)制分兩種:可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。
〖小結(jié)〗
㈠酶具有高效性
㈡酶具有專一性
㈢酶的作用條件較溫和
〖作業(yè)〗練習(xí)一二。
〖提示〗基礎(chǔ)題
1.B。2.B。
3.這個(gè)模型中A代表某類酶,B代表反應(yīng)底物,C和D代表反應(yīng)產(chǎn)物。這個(gè)模型的含義是:酶A與底物B專一性結(jié)合,催化反應(yīng)的發(fā)生,產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個(gè)模型揭示了酶的專一性。
拓展題
1.(1)A點(diǎn):隨著反應(yīng)底物濃度的增加,反應(yīng)速率加快。B點(diǎn):反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。C點(diǎn):反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高,維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。
(2)如果A點(diǎn)時(shí)溫度升高10℃,曲線上升的幅度變小。因?yàn)閳D中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度,反應(yīng)速率都會(huì)變慢。
(3)該曲線表明,B點(diǎn)的反應(yīng)底物的濃度足夠大,是酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的提高,這時(shí)加入少量的酶,會(huì)使反應(yīng)速率加快(圖略)。
5.2細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽課,使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的5.2細(xì)胞的能量“通貨”——ATP,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
第2節(jié)細(xì)胞的能量通貨ATP一、知識(shí)結(jié)構(gòu)
二、教學(xué)目標(biāo)
1、簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。
2、寫出ATP的分子簡(jiǎn)式。
3、解釋ATP在能量代謝中的作用。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法
1、教學(xué)重點(diǎn)及解決方法
[教學(xué)重點(diǎn)]
⑴ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用。
⑵ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
[解決方法]
⑴將ATP分子的化學(xué)成分以及結(jié)構(gòu)圖片展示給學(xué)生,認(rèn)知ATP的特點(diǎn)、作用。
⑵利用比喻來講解ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
2、教學(xué)難點(diǎn)及解決方法
[教學(xué)難點(diǎn)]
ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
[解決方法]
利用形象的比喻來講解ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
四、課時(shí)安排
1課時(shí)
五、教學(xué)方法
講解法
六、教具準(zhǔn)備
課件或圖片
七、學(xué)生活動(dòng)
⑴指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,找出需了解的知識(shí)點(diǎn)。
⑵通過具體實(shí)例,讓學(xué)生懂得ATP是細(xì)胞的能量通貨,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,ATP的生理功能等。
八、教學(xué)程序
引言:我們把一匙葡萄糖點(diǎn)燃,能觀察到什么現(xiàn)象?細(xì)胞內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)均需要溫和的條件,那么細(xì)胞中的能量以什么形成釋放出來?又是如何被利用的呢?
[問題探討]討論:1、螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么?2、螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎?3、螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎?
(一)ATP分子中具有高能磷酸鍵
教師將ATP分子的化學(xué)成分以及結(jié)構(gòu)圖片展示給學(xué)生。
1、ATP是什么英文名稱的縮寫?
2、ATP結(jié)構(gòu)式是什么?
3、A代表什么含義?P代表什么含義?~代表什么?
4、ATP分子中大量的能量?jī)?chǔ)存在何處?
5、ATP的生理功能是什么?
6、為什么說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物?
(二)ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化
教師結(jié)合教材P8889相關(guān)內(nèi)容講解。
ATPADP+Pi+能量
1、ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵很容易釋放能量,轉(zhuǎn)化成ADP。
2、在有關(guān)酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同時(shí)與一個(gè)游離的Pi結(jié)合,重新形成一個(gè)ATP。
3、對(duì)細(xì)胞的正常生活來說,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。
4、ATP的再生途徑。
5、此反應(yīng)中物質(zhì)可逆,酶、場(chǎng)所、能量不可逆。
6、利用比喻來講解,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。
(三)ATP的利用
1、細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有些是吸能反應(yīng),有些是放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解供能;放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
2、形象地把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量通貨。
3、ATP的用途如肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)及生物電,合成代謝、吸收、分泌等。
[思考與討論]教材P90
(四)總結(jié)
(五)作業(yè)布置
教材P90練習(xí)
(六)板書設(shè)計(jì)
一、ATP分子中具有高能磷酸鍵
1、ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
2、A、T、P、、~的含義
3、ATP的生理功能
二、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化
2、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的原因
3、ATP的再生途徑
三、ATP的利用
1、主動(dòng)運(yùn)輸
2、生物發(fā)電、發(fā)光
3、肌肉收縮
4、合成物質(zhì)
5、神經(jīng)活動(dòng)