小學教學教案

《新陳代謝與ATP》教學設計。

《新陳代謝與ATP》教學設計

教學目標：
知識目標：1、理解ATP的生理功能和結構簡式。
2、理解ATP與ADP的相互轉化以及ATP的形成途徑。
能力目標：1、培養(yǎng)學生利用各種媒體收集和處理科學信息的能力。
2、培養(yǎng)學生分析和處理實驗數(shù)據(jù)得出合理結論的能力。
3、培養(yǎng)學生思維能力，語言表達能力。
4、培養(yǎng)學生運用學到的生物學知識解決某些實際問題的能力。
情感目標：1、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。
2、養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度，養(yǎng)成勇于創(chuàng)新、不斷探索與合作額精神。
重點：1、ATP的生理功能。
2、ATP與ADP的相互轉化以及ATP的形成途徑。
難點：1、ATP和ADP相互轉化過程中的能量來源和去路。
課前準備：準備關于ATP與ADP相互轉化的掛圖。
復習、有關能量與代謝的關系、預習新課。

一、教學設計：
學習內容學生活動教師活動
ATP的生理功能#9312;復習新陳代謝有關同化作用、異化作用的知識，明白新陳代謝需要能量。
#9313;理解只有當能量被儲存于ATP中才可以被利用。#9312;提問學生回顧新陳代謝的兩種類型。
#9313;揭示生物體各項生命活動所需能量的直接來源是ATP。
ATP的結構#9312;理解ATP的分子式。
#9313;掌握ATP的結構簡式，實際各個部分的名稱以及功能。
#9314;高能磷酸鍵的斷裂釋放多少能量。#9312;ATP的分子組成。
#9313;ATP的結構簡式，將各個部分講解清楚。
#9314;理解ATP如何提供能量。
ATP與ADP的相互轉化#9312;從反應條件下，可知：ATP的分解是一種水解反應。ATP的合成是一種合成反應。
#9313;能量來源不同。
#9314;ATP合成場所是細胞質基質、線粒體、葉綠體。
#9315;認識到ATP與ADP的相互轉化是不可逆的兩個反應。#9312;從反應條件分析下，正方向與反方向的條件的差異。
#9313;從能量上分析，正方向與反方向所需能量的來源。
#9314;從場所上分析、ATP的合成以及ATP的分解場所不一樣。
#9315;總結ATP與ADP的轉化不是可逆反應，物質可逆，能量不可逆。
ATP的形成途徑#9312;理解與掌握動、植物體內ATP的形成途徑的不同。#9312;分析動、植物體內ATP的形成途徑。

二、授課背景：
學校：六盤水市第一實驗中學
主講教師：黃敏
授課班級：高二（七）班
班級人數(shù)：80人
授課時間：2008年9月18日
三、課堂實錄：
教學主體教學過程板書以及內容要點
新陳代謝的類型有同化作用和異化作用，其分別是指什么？復習
同化作用：將外界物質轉變成自身物質，并儲存能量。
異化作用：將部分自身物質分解，以代謝廢物排出體外，并釋放能量。回顧知識
無論是同化作用還是異化作用都包括了物質代謝和能量代謝。即新陳代謝需要能量，那么什么物質可以供給新陳代謝所需要能量呢？直接供能？間接供能？主要能源？儲能物質？
請大家閱讀第1自然段，回答這些問題:思考問題
#9312;糖類、脂類、蛋白質、ATP。
#9313;ATP
#9314;糖類、脂類、蛋白質
#9315;糖類
#9316;脂肪答案的總結
同學們都認真地看了書，回答得大部分對：
下面我們一起來分析和明確一下：
#9312;哪些物質可以為新陳代謝提供能量？
只要這些物質能夠在體內被分解，釋放能量，供給生命活動，就可以為新陳代謝提供能量。
答：糖類、脂類、蛋白質、磷酸肌酸、ATP、陽光等。
#9313;直接能源：ATP
雖說為新陳代謝提供能量的物質挺多，但是有機物中的能量都不能直接被生物體利用。它們只有在細胞中隨著這些有機物逐步氧化分解而釋放出來，并且儲存在ATP中才能被生物體利用，所以，ATP是新陳代謝所需能量的直接能源。
#9314;主要能源：糖類
生命活動所利用的能量大約70%左右是由糖類提供的，其他儲能有機物中的能量都轉移到ATP中才能被利用。
#9315;儲備能源：脂肪、淀粉
脂肪儲存能源的效率最高，1g脂肪儲存的能量是蛋白質和糖類的兩倍多，在進化過程中，動物體選擇脂肪作為長期儲存能量的物質，植物體內的儲能物質是淀粉。糖元可以短期地儲備能源物質。
另：因脂肪分子中C、H原子比例較高，因而脂肪耗氧量最大，產能最多，形成的CO2、H2O也較多。
例：“駱駝耐渴”也是由于體內脂肪較多，產生代謝水較多之緣故。
#9316;最終能源：太陽能
地球上所有生物體進行生命活動所需的能量，幾乎全部來源于綠色植物的光合作用所固定的太陽能，所以生物體生命活動的最終能源是太陽能。針對學生的答案進行突破分析
生物體內消耗能源物質的順序：糖類——脂肪——蛋白質補充知識
請閱讀P49第二、三段，思考以下問題：
#9312;ATP的分子簡式。
#9313;ATP的化學性質。
#9314;ATP的名稱。設置任務
#9312;A-P～P～P
#9313;高能磷酸化合物
#9314;三磷酸腺苷討論問題
問：A-P～P～P各部分的名稱？ATP的功能是如何體現(xiàn)的？設問
A-P～P～P
#9312;A:腺苷
#9313;P:磷酸基團
#9314;-：普通磷酸鍵
#9315;～：高能磷酸鍵
#9316;ATP的功能：為新陳代謝所需能量提供直接能源，是通過ATP水解方式實現(xiàn)的。板書要求設計
其本質是什么？即如何水解，釋放能量的？提問
由于ATP是直接供能者。大家都知道，只有分解反應，才會釋放出能量，此乃其一；其二：由于新陳代謝需要大量的能量，所以斷裂的應是儲存更多能量的高能磷酸鍵。其三；由于遠離A的那個高能磷酸鍵不穩(wěn)定，容易斷裂，釋放出其鍵中儲存的能量，從而供給新陳代謝之能量所需。
即：
針對學生提問分析
A-P～P～P有三個磷酸鍵，所以叫“三磷酸腺苷”。
A-P～P有2個磷酸鍵，所以叫“二磷酸腺苷”（ADP）
A-P有一個磷酸鍵，所以叫“腺嘌呤核糖核苷酸”。知識補充
A-P～P→A-P+Pi+能量
ATP是一種高能磷酸化合物，平常高能磷酸化合物水解釋放的能量為20.92KJ/mol,而ATP則釋放30.54KJ/mol,即在一個高能磷酸鍵里儲存的能量為30.54KJ/mol。
如果需要916.2KJ的能量，請問需要多少mol的ATP?設問
30mol
由于體內的ATP是一定量的，而新陳代謝又在不斷進行，那么能量供給如何滿足的呢？過渡
（方程式1）
ATP不斷被消耗，形成ADP，而新陳代謝又源源不斷地需要能量所以細胞內就有必須ATP源源不斷地生成。
科學研究表明，第二個高能磷酸鍵容易斷裂，也容易生成。
ADP可以接受能量，同時與一個磷酸結合，形成ATP.
所以，（方程式2）
這2個方程式是可逆反應嗎？ATP與ADP在體內的相互轉化
從4個方面分析這2個方程式:
#9312;從反應條件：
方程式1：水解反應，水解酶
方程式2：合成反應，合成酶
#9313;場所上：
ATP的分解：細胞質膜（供主動運輸消耗能量）
葉綠體基質（三碳化合物的還原）
細胞核（DNA的復制、RNA的合成）
ATP的合成：細胞質基質（呼吸作用）
線粒體（有氧呼吸）
葉綠體基粒（光反應）
#9314;能量：ATP的分解：產生的能量，皆用于各項生命活動，以轉化成各種形式的能量（滲透能、機械能、電能、化學能、光能、熱能）。
ATP的合成：能量主要來自于有機物中的化學能和太陽能。
終上所述：可知，這2個方程式中物質可逆，但能量不可逆，因此為不可逆反應。
為什么體內ATP很少，也能滿足新陳代謝能量所需？設問
答：因為ATP與ADP在體內相互轉化很快，如此，細胞內的ATP的含量總是處在動態(tài)平衡之中，這對于構成生物體內部穩(wěn)定的供能環(huán)境，有重要意義?？磿饐?br> 看書思考ATP的形成途徑？ATP的形成途徑
1、植物體：光合作用、呼吸作用。
2、動物體：呼吸作用看書答問
光合作用生成ATP，光和磷酸化。
呼吸作用生成ATP，氧化磷酸化。
當然無氧呼吸也會產生ATP。
提問：洋蔥根尖是通過什么方式來形成ATP的？補充提問
光合作用、呼吸作用點評
同學對題目未理解：對象是根尖，無葉綠體，不進行光合作用，只能通過呼吸作用。
新陳代謝與ATP的關系？
#9312;ATP是新陳代謝的直接供能者。
#9313;ATP在細胞內動態(tài)平衡。
#9314;ATP是“能量貨幣”?？偨Y
四、課堂小結：
1、ATP的結構簡式。
2、ATP與ADP的相互轉化。
3、ATP是如何形成的。
五、布置作業(yè)：
課后復習題一、二。

六、板書設計：
sect;3.2新陳代謝與ATP
#12832;生物界及生物體的能源物質
1、直接能源：ATP
2、主要能源：糖類
3、儲備能源：脂肪、淀粉、糖元
4、最終能源：太陽能
#12833;ATP的結構簡式
1、A-P～P～P
A:腺苷P:磷酸基團-：普通磷酸鍵～：高能磷酸鍵
2、ADP:二磷酸腺苷AMP：腺嘌呤核糖核苷酸
#12834;ATP與ADP的相互轉化
1、反應條件
2、場所
3、能量來源和去路
#12835;ATP的形成途徑
1、植物：光合作用、呼吸作用
2、動物：呼吸作用
七、教學反思：
1、本節(jié)知識較為簡單，識記部分較少。
2、通過相關練習，使學生掌握該掌握的知識。
3、著重分析ATP與ADP相互轉化，強調學生主動分析，教師在點撥、總結。
4、相關有聯(lián)系的知識點可以略有補充。

相關知識

第二節(jié)新陳代謝與ATP

第二節(jié)新陳代謝與ATP

教學目標：
1.ATP的生理功能
2.ATP的結構簡式
3.ATP與ADP的相互轉化以及ATP的形成途徑
教學重點：ATP的與ADP的轉化ATP形成途徑
教學難點：ATP與ADP的轉化

教學過程：
一、ATP的生理功能
比較：ATP是新陳代謝所需能量的直接來源
糖類是生物體生命活動的主要能源物質
脂肪是生物體的儲能物質
光能是生物體生命活動的最終能量來源
二、ATP的結構簡式
1.ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫符號，它是各種活細胞內普遍存在的一種"能量貨幣"。
2.ATP的結構式可以簡寫成A-P~P~P。
說明：簡式中的A代表腺苷，P代表磷酸，~代表高能磷酸鍵。
ATP分子中大量的化學能就儲存在高能磷酸鍵中。
三、ATP與ADP的相互轉化
1.ATP分子中遠離A的高能磷酸鍵，在一定條件下容易水解，也很容易重新形成，水解時伴隨有能量的釋放，重新形成時伴隨有能量的儲存。
2.在酶的催化作用下，ATP分子中遠離A的那個磷酸基團脫離開，形成ADP，同時儲存在高能磷酸鍵中的能量釋放出來，三磷酸腺苷在轉化成A-P~P（英文縮寫ADP）；在酶的催化作用下，ADP分子可以接受能量，同時與磷酸結合，從而轉化成ATP。
3.ATP在細胞內的含量很少，但在細胞內轉化是十分迅速的。這樣，細胞內ATP的總量總是處在動態(tài)平衡之中，這對于構成生物體內部供能環(huán)境有重要意義，是生物體進行一切生命活動所需能量的直接來源，ATP是生物體細胞內流通著的"能量貨幣"
4.ATP形成途徑：
（1）人和動物，形成ATP的能量來源是呼吸作用。
（2）綠色植物，形成ATP的能量來源是光合作用和呼吸作用。

高二生物《新陳代謝與ATP》教案

高二生物《新陳代謝與ATP》教案

教學目標

知識方面
1、理解ATP的分子簡式及其結構特點
2、理解ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞中能量代謝中的意義
3、理解ATP的形成途徑
4、掌握ATP是新陳代謝的直接能源，并理解ATP作為"能量通用貨幣"的含義

能力方面
學生通過分析ATP與ADP的相互轉化及其對細胞內供能的意義，初步訓練學生分析實際問題的能力。

情感、態(tài)度、價值觀方面
讓學生在分析自己身體內發(fā)生的ATP-ADP循環(huán)及其重要意義過程中，體驗到生物學原理在生產實踐中的價值，加強學生對身邊的科學（RLS）這一理念的理解。

教學建議

教材分析
1、對于ATP的分子結構，教材首先介紹了ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，分子簡式為A-P~P~P，其中A代表腺苷，T代表三個，P代表磷酸基，~代表高能磷酸鍵，然后從比較高能磷酸化合物釋放能量的標準數(shù)值和ATP釋放能量的數(shù)值入手，使學生很信服地認識到ATP的確是一種高能磷酸化合物。
2、對于ATP與ADP的相互轉化，教材中首先介紹了ATP水解和重新合成的過程：ATP與ADP的轉化中，ATP的第二個和第三個磷酸之間的高能磷酸鍵對于細胞中能量的捕獲、貯存和釋放都是很重要的。第二個高能磷酸鍵的末端，能很快地水解斷裂，于是ATP轉換為ADP，能量隨之釋放出來以用于各項生命活動；同樣，在提供能量的條件下，也容易加上第三個磷酸，使ADP又轉化為ATP。在ATP與ADP的轉化過程中都需要酶的參與，活細胞內這個過程是永無休止地循環(huán)進行的。
同時還介紹了ATP與ADP的這種相互轉化是十分迅速的，ATP在細胞中的含量是很少的，如肌細胞中的ATP只能維持肌肉收縮2鈔鐘左右。從而易于引發(fā)學生討論ADP-ADP循環(huán)的意義，同時可使學生加強ATP是生物體維持各項生命活動所需能量的直接來源的觀點。
3、對于ATP的形成途徑，教材是在介紹了ADP-ATP循環(huán)的基礎上，從動物（包括人體）和綠色植物兩方面進行了闡述。對動物而言，產生ATP途徑是是氧化磷酸化，即呼吸作用；對植物而言，產生ATP的過程包括氧化磷酸化（呼吸作用）和光合磷酸化（光合作用）。
4、對于ATP的生理功能，教材先分析了生物體內糖類、脂肪等物質具有儲存能量的特點，指出新陳代謝不僅需要酶，還需要能量，糖類是細胞的主要能源之一，脂肪是生物體內重要的儲能物質，但這些有機物中的能量都不能直接被生物利用，它們的能量只有在細胞中隨著有機物的逐步分解而釋放出來，且儲存到ATP中才能被生物體利用，從而使學生易于理解為什么ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。在本節(jié)的最后，教材還用ATP是流通著的"能量貨幣"這一形象的比喻，以加深學生對ATP的生理功能以及ADP-ATP相互轉化的認識，即伴隨著ATP的水解與合成的過程，發(fā)生著能量的釋放與儲存，從而推動新陳代謝順利進行。

教法建議
本節(jié)教學內容中，ATP的分子簡式、ATP的生理功能是重點，ATP與ADP的相互轉變在新陳代謝中的作用，既是教學重點也是難點。
1．引入本節(jié)課時，首先要讓學生明確以下事實，即生物體的生存不僅僅要依靠物質上的支持，同時還必須有能量的維持，在生物體內發(fā)生物質變化的同時，必定伴隨著能量的獲取、儲存、釋放、利用和散失。這樣，引入ATP這一生物體直接能源就順理成章了。
2．引出ATP這一高能化合物時，還是先從學生較為熟悉的能量形式入手比較容易被學生接受。比如，可先從宏觀上引導學生分析綠色植物的光合作用過程把光能以化學能的形式儲存在糖類、脂肪等有機物中；動植物又通過呼吸作用分解體內的有機物而獲取生命活動所需的能量。在此基礎上，引導學生進一步分析出：光能只有轉化成一種活躍的化學能，才能被綠色植物利用；同樣，動、植物通過呼吸作用分解有機物釋放出的能量，除了一部分以熱能的形式散失或維持體溫外，其余的都要轉化成一種活躍的化學能，才能用于各項生命活動。那么這種活躍的、隨時可以利用的化學能是什么呢?這樣自然而然地就引出ATP這一生物體的直接能源物質。

　3．ATP的分子結構不宜講授得過于深入。學生只要了解ATP中具有不穩(wěn)定的高能磷酸鍵，ATP水解時釋放其能量，形成ATP時需要能量就可以了，應把學生討論的重點放在ATP釋放出的能量用于哪些生理過程，及形成ATP的高能磷酸鍵時，能量來自哪些生理過程，以便使學生易于理解ATP和ADP的相互轉變在細胞中能量的儲存、轉移和利用中的作用。
4．ATP與ADP的相互轉化及這種轉化在能量的儲存、轉移和利用中的作用，是本節(jié)學習的難點。為使學生的討論順利進行，教師應適時給學生以下提示：其一，細胞內ATP的含量是相對穩(wěn)定的；其二，ATP在細胞內的含量是極少的，其三，細胞內的糖類、脂類等能源物質不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內各種生命活動的直接能量來源；其四，呼吸作用分解有機物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細胞利用。最終應使學生認識到ATP與ADP之間高效、迅速的轉化是處于動態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細胞能量代謝的"通用貨幣"。
5．ATP的形成途徑也不宜太深入，因為光合作用、呼吸作用的具體過程還沒學到。注意引導學生分析出綠色植物通過光合作用，將光能轉化成ATP中的化學能，并將ATP中的化學能最終儲存在糖類等有機物中，即光合作用過程中固定的光能是綠色植物、動物和人形成的ATP的能量源泉。

教學設計示例

第二節(jié)新陳代謝與ATP
ATP的分子簡式及其結構特點、ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、ATP的形成途徑、ATP是新陳代謝的直接能源，能理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
1課時
板圖、掛圖、多媒體課件

1、引言
設計1：通過學生列舉生活實例引入ATP這一高能化合物。
新陳代謝的物質變化過程中，必定伴隨著能量的轉化。為了使學生對能量的轉化有一個感性的認識，教師應鼓勵學生從自己的生活中找一些能量轉化的實例，比如可以提問：

（1）“你能舉出幾個生物體內發(fā)生的諸如能量轉化、或能量的吸收儲存、或能量的釋放利用的例子來嗎？”
（2）“綠色植物能把光能直接用于有機物的合成嗎?”或“生物體通過呼吸作用把有機物中的能量釋放出來，這些能量能直接被細胞利用嗎？”
不能，光能必須要轉化為一種活躍的化學能才能用于有機物的合成；有機物中的能量通過呼吸作用釋放出來后，也必須轉化為一種活躍的化學能才能用于生物體的各項生命活動，攜帶這種活躍的化合能的物質就是一種高能化合物，即ATP，這樣很自然地引入了ATP這個概念。
設計2：從細胞中能量利用存在的矛盾入手，設計相關的問題串引入ATP這一高能化合物。
（1）“細胞中主要是由什么細胞器來產生能量的？”
線粒體的呼吸作用氧化分解有機物釋放能量
（2）“細胞中有哪些生理過程在不斷地消耗著能量？”
細胞分裂、細胞核中DNA的復制、核糖體合成蛋白質、細胞膜主動運輸、高爾基體合成分泌等需要能量
（3）“細胞內產能與用能很明顯地存在著空間上的隔離，細胞是怎樣解決這一矛盾的呢?”
（4）“細胞內存在有糖類、脂肪等有機物，這些有機物含有大量且穩(wěn)定的能量，但某項生命活動可能不用大量的能量就足以進行，而且糖類、脂肪中儲存的能量又過于穩(wěn)定，不易被生物體利用，細胞又是怎樣解決這一矛盾的呢？”
這樣就可自然地引入ATP這種儲能少、不穩(wěn)定、可為所有生理活動供能的高能化合物。
2、ATP的分子簡式及其結構特點
在引導學生討論ATP的分子結構簡式及其特點時，可從ATP的英文名稱中的三個字母含義、中文名稱、ATP是高能化合物等方面入手，使學生易于理解ATP的結構特點及其生理作用。

　需要向學生解釋清楚高能化合物的概念，即高能磷酸鍵水解過程中，釋放的能量是一般的共價鍵的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸時，釋放出的能量約30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸時，釋放的能量只有13.8kJ/mol。這種鍵稱為高能鍵，常以“~”符號表示。含有高能鍵的化合物統(tǒng)稱為高能化合物。
然后讓學生自己分析ATP的結構簡式的含義，如ATP中兩個磷酸基團之間（P和P之間用“~“表示）的化學鍵是高能磷酸鍵。
細胞內釋放能量的反應，如呼吸作用常會伴隨ADP轉變成ATP；而耗能的反應，如蛋白質的合成等，需要用ATP水解成ADP再將能量釋放出來，以推動需能代謝反應的進行。
ATP和ADP在體內總是處于不停地轉化中，且處于動態(tài)平衡之中。
3、ATP和ADP之間的相互轉變及其意義
在引導學生討論ATP和ADP之間的相互轉變時，需強調細胞內ATP的含量是相對穩(wěn)定的；ATP在細胞內的含量是極少的，細胞內的糖類、脂類等能源物質不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內各種生命活動的直接能量來源，呼吸作用分解有機物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細胞利用。最終應使學生認識到ATP與ADP之間高效、迅速的轉化是處于動態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細胞能量代謝的“通用貨幣”。
4、在討論了ATP和ADP之間相互轉變及其意義后，在小結ATP在細胞內能量的轉換、運輸、利用中的關鍵作用時，可結合本節(jié)所講的內容，提一些與ATP有關的綜合性問題供學生討論，讓學生在討論中加深對ATP這一生物體直接能源物質的理解。比如，可以討論下面幾個問題：
（1）眾多能源物質中，ATP這種絕對含量極少的物質為什么成為直接能源？
葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，這些都可作為生物體的能源物質，但生物體不能利用這些能源物質中的能量，這些物質中儲存的能量必須要轉移給ATP中。生物體直接從ATP中獲得生命活動所需的各種形式的能量，如ATP可轉化為機械能、電能、滲透能、化學能、光能和熱量等。
（2）為什么ATP是細胞內能量釋放、儲存、轉移和利用的中心物質，成為生物的直接能源呢？
我們來看看葡萄糖和ATP分子中儲存能量的差異就明白了。ATP末端磷酸基團水解時，釋放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解時釋放20.92kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可見ATP是高能化合物，而且其能量與某些高能化合物（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額外供能的情況下轉移給ATP。而葡萄糖分子徹底氧化為二氧化碳和水后，釋放出2870kJ/mol的能量。結果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在銀行里的錢，而儲存在ATP分子中的能量則像“零錢”，它更容易在細胞中被使用，因此還有的說ATP是能量的“通用貨幣”就是這個道理。
（3）ATP對生命的維持是極其重要的，試想：當產生ATP的過程停止時，會發(fā)生什么？
舉一個例子，學生可能知道氰化物可以在非常短的時間內使人死亡，其毒理就是阻擋ATP的形成。當人體ATP合成受阻后，機體沒有ATP，神經細胞和其他細胞中的細胞活動就不能繼續(xù)，人在3-6分鐘內就會失去知覺。
（4）還有一個問題值得一提，就是ATP在生物體中的絕對含量是極小的，但生物體中的每一個細胞每時每刻都在消耗著ATP，但在正常情況下，生物體內的ATP量可滿足機體的要求，奧妙何在呢？
生物體可把其它能源物質的能量高速地轉移給ATP，以補充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。

新陳代謝與酶

第一節(jié)新陳代謝與酶
（一）學習內容：
第三章《生物的新陳代謝》的第一節(jié)《新陳代謝與酶》，第二節(jié)《新陳代謝與ATP》；通過實驗《比較過氧化氫酶和的催化效率》，《探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影響淀粉酶活性的條件》總結歸納作為酶所具備的特點。

（二）學習重點：
1.酶的概念、酶的催化作用特點
2.酶的特性實驗完成
3.理解酶的特性與新陳代謝的關系

（三）學習難點：
1.酶的性質及其實驗驗證
2.酶的性質驗證試驗設計

（四）學習過程：
1.新陳代謝：是活細胞中全部有序的化學變化的總稱。
理解：新陳代謝是生物最基本的特征，是生物與非生物最本質的區(qū)別。要將新陳代謝同普通的物理變化和化學變化區(qū)分開。這一點主要體現(xiàn)在三點上：①新陳代謝是活細胞中發(fā)生的過程；②是有序的化學反應，是受控過程；③新陳代謝的本質是化學反應，涉及物質變化和能量變化；對細胞、對生物體而言，這種有序變化是其存在的基礎，是以生物體表現(xiàn)出生長、發(fā)育、遺傳和變異的特征。細胞才以活的姿態(tài)出現(xiàn)，表現(xiàn)出生長、分裂、完成生命活動等特征。
2.酶
（1）發(fā)現(xiàn)1783年，意大利科學家，斯巴蘭讓尼鷹的消化實驗
實驗目的：區(qū)分鳥類的胃的消化過程，是進行物理性消化，還是存在化學性消化。
實驗設計：將肉塊放入小巧的金屬籠，讓鷹將金屬籠吞入，既保證肉塊不受物理性消化的影響，同時胃液可流入籠內。
實驗結果：隔一段時間后，將小籠子取出，發(fā)現(xiàn)籠內的肉塊消失了。
結果分析：胃內具有化學性消化作用
1836年，德國科學家施旺，從胃液中提取出消化蛋白質的物質（蛋白酶）
1926年，美國薩姆納從刀豆種子中提出脲酶結晶，并證實脲酶是一種蛋白質。
20世紀30年代，酶是一類具有生物催化作用的蛋白質
20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具生物催化作用。
（2）本質：酶，是活細胞產生的一類具有生物催化作用的有機物
理解：絕大多數(shù)酶是蛋白質成分，即一些具有生物催化作用的有機物，如RNA并非是蛋白質成分，它們具有生物酶的特點：①是活細胞可以合成的；②能夠催化反應進行；③是生物體內的有機物，所以，有幾點要注意：a.不是酶的本質都是蛋白質，少數(shù)RNA也是酶；b.不是蛋白質都能稱為酶，只有是活細胞中產生具有催化作用的蛋白質才稱為酶，催化作用僅為蛋白質多種功能之一；c.酶是活細胞產生，但不一定只在活細胞內才能發(fā)揮作用，在體外條件合適情況下一樣能發(fā)揮催化作用。
（3）特性
酶的特點在化學中已經學到，所有的酶在一定的條件下都能使生物體內復雜的化學反應迅速地進行，而酶本身不發(fā)生變化，但酶有別于無機化學催化劑。
①酶具有“高效性”
過氧化氫酶，與相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。通常情況下，酶的催化效率是無機催化劑的倍。也就是說，酶的催化效率是極高的，比如：
每個碳酸酐酶分子每秒能夠催化個，使其與相同數(shù)量的結合，形成，是非酶催化的一百萬倍。
②酶具有“專一性”
一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結構相似的底物：
淀粉酶只能催化淀粉水解，對蔗糖不起催化作用
二肽酶可以水解任何兩種氨基酸組成的二肽
所以，每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應。進一步講，生物體內發(fā)生的化學反應很多，在同一時刻，機體內部不同部位不同細胞，或同一細胞不同的位置發(fā)生著千萬種反應，而反應的進行依賴于酶的存在，所以，可以推論酶具有“多樣性”。大多數(shù)酶的本質是蛋白質，蛋白質也是具有多樣性特點的。特別是蛋白質的空間結構是酶發(fā)揮作用的重要基礎之一。
③酶需要適宜的條件
每一種酶活性的發(fā)揮都離不開特定的環(huán)境條件，通常酶在一定的范圍內才具有活性，有催化能力，超過了這個范圍，就不再有催化能力，即酶失活；酶即使在活性范圍內，催化能力也有高低之分，酶在改變某一環(huán)境條件下，活性也改變，當酶活性最高時，該環(huán)境條件稱為最適條件，在此條件兩側，酶活性都將降低。影響因素常有：a.溫度：一定范圍內，酶的催化能力隨溫度升高而增強（）但超過60℃，絕大多數(shù)酶就會失去活性，低溫使活性降低，但分子結構未破壞，可恢復活性。b.pH酶對環(huán)境中的pH十分敏感，酶只有在一定的pH范圍內才能表現(xiàn)出活性，隨pH不同，酶的活性波動很大，一般最適pH常在4－8之間，不同酶情況不一樣。

酶最適pH
過氧化氧酶（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
過酸，過堿和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低至失活，通常是使酶分子結構遭到破壞而導致失活。
高溫常破壞酶的分子結構而導致失活，低溫也能使酶活性急劇下降，但酶的分子結構未被破壞，當溫度恢復到適宜濕度時，酶活性可恢復。
這兩種作用下，作為維持酶空間結構的化學鍵或次級鍵被破壞，主要是肽鍵，離子鍵，氫鍵，二硫鍵被破壞，導致酶被水解。
（4）酶工程：
盛有酶的容器——酶反應器中，利用酶的生物催化作用生產產品。
——淀粉酶用于高果糖漿的生產淀粉→麥芽糖→葡萄糖→果糖
利用豬胰島素生產人胰島素等。
（5）新陳代謝與酶
自然界的一切生命現(xiàn)象都與酶的活動有關，活細胞內全部的生物化學反應，都是在酶的催化作用下進行的，生命系統(tǒng)既是一個需要維持穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng)，又是一個瞬間就會發(fā)生一系列合成分解運動著的系統(tǒng)，是一個矛盾的統(tǒng)一體。新陳代謝中的各種化學反應是在溫度、酸堿度等相對穩(wěn)定的條件下進行的。要想在常態(tài)下迅速而高效地進行反應，并且盡可能地降低能量閾，這就需要生物催化劑——酶，離開了酶，新陳代謝就不能進行，生命就會停止。

第二節(jié)新陳代謝與ATP
（一）學習內容：
1.ATP的生理功能2.ATP的結構簡式
3.ATP與ADP的相互轉化4.ATP的形成途徑

（二）學習重點：
1.ATP的生理功能
2.ATP與ADP的相互轉化以及ATP的形成途徑

（三）學習難點：
1.ATP的結構和生理功能
2.ATP的形成與轉化

（四）學習過程：
新陳代謝中的一系列變化過程需要有酶的催化作用，同時，這些過程伴隨著能量的轉變與轉移。
糖類是細胞的主要能源物質，脂肪是生物體內儲存能量的物質。這些能源物質的最終來源都是太陽能。是通過復雜的過程轉變并轉移而儲存在這些物質內的，并且終將以特殊形式，轉化、轉變才能被生物體利用，它們都不能被生物體直接利用，實際上，有機物中的能量不是綠色植物直接轉移用于有機物的合成的，在所有這些變化過程中，無論是能量的儲存轉移，還是釋放都離不開ATP這種特殊形式，新陳代謝所需能由細胞內的ATP直接提供，ATP是代謝能量的直接來源。
1.ATP的結構簡式
（1）概念：ATP——三磷酸腺苷的英文縮寫，是存在于生物體內的高能磷酸化合物。
高能磷酸化合物：指水解時釋放的能量在以上的磷酸化合物。ATP水解時釋放的能量高達。
（2）結構簡式：A—P～P～P
A：代表腺苷（由腺嘌呤和核糖組成）
P：代表磷酸基團。
～：代表高能磷酸鍵
（3）水解過程：
高能磷酸鍵水解時，生成磷酸并且釋放出大量的能量。
2.ATP與ADP的相互轉化
ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵，在一定條件下很容易水解；也容易生成。此過程伴隨能量的儲存與釋放，ADP為二磷酸腺苷，含一個高能磷酸鍵。
ATP在細胞內的含量是很少的；ATP在細胞內的轉化十分迅速；胞內的ATP的含量總處在動態(tài)平衡中，不斷消耗，不斷生成，保證胞內穩(wěn)定供能環(huán)境。ATP水解時釋放的能量，是生物體維持細胞分裂，根吸收礦質元素和肌肉收縮，維持體溫等生命活動所需能量的直接來源。
3.ATP的形成途徑
對人和動物來說，ADP轉化成ATP所需能量來自呼吸作用，對綠色植物而言，則來自呼吸作用和光合作用
對于生命而言，能量是其能正常進行的根本，有了能量就可以完成各種活動。生物體所有的能量幾乎都來自太陽能，綠色植物通過光合作用，將光能轉變成有機物中的穩(wěn)定化學能，其它生物則直接或間接地以植物為食，在進食后，將食物中的能量轉移到自身，合成有機物或利用，在所有這些過程中，伴隨著ATP與ADP的轉變，完成能量的轉移、轉換、儲存和釋放。這種不停頓的動態(tài)平衡，是生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性的具體表現(xiàn)之一，而ATP
則象是在各種細胞間，流通著的“能量貨幣”，保證了各種生命活動的正常進行。

1.胃液中的蛋白酶，進入小腸后，催化活性大大降低，由于（）
A.酶的催化作用只能發(fā)揮一次B.小腸內的溫度高于胃內溫度
C.腸內的pH值比胃內pH值高D.小腸內的pH值比胃內pH值低
2.在不損傷植物細胞內部結構的情況下，去除其細胞壁最好的方法是（）
A.B.C.淀粉酶D.纖維素酶
3.關于酶的性質，下列表述中錯誤的一項是（）
A.化學反應前后，酶的化學性質和數(shù)量不變
B.一但離開活細胞，酶就失去催化能力
C.酶是活細胞產生的具有催化能力的一類特殊有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA。
D.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿條件影響
4.根據(jù)反應式：以下說法正確的是（）
A.物質和能量都是可逆的B.物質是可逆的，能量是不可逆的
C.物質是不可逆的，能量是可逆的D.兩者均不可逆
5.下列關于人體細胞內ATP的敘述，正確的是（）
A.人體細胞內貯有大量ATP，以備生理活動需要
B.ATP水解成ADP的反應是可逆的
C.ATP只能在線粒體中生成
D.ATP中含有兩個高能磷酸鍵
6.下圖中能表示動物肌細胞內ATP含量與供給之間關系的曲線是（）
A.aB.bC.cD.d
7.關于酶的特性實驗裝置如下圖，取標號為A、B、C，三支試管各加入稀釋淀粉糊
（1）在三支試管內各滴入革蘭氏碘液，搖勻，可見試管內溶液呈_____色。
（2）再在A管內加入胰液，B管內加入煮沸唾液，C管內加入唾液，然后將這三支試管放入37－40℃水浴鍋中，15－20分鐘后，三支試管內溶液確切變化分別是（）
A管______________因為_______________
B管______________因為_______________
C管______________因為_______________
8.下面為綠色植物體內ATP與ADP的互換式
問：（1）A代表________，P代表_______，～代表________，Pi代表_______。
（2）當反應從左向右進行時，釋放的能量供給_______。
當反應從右向左進行時，所需能量來源于__________和__________。
9.加酶洗衣粉中含蛋白酶，這種洗衣粉為什么能很好地除去衣物上的奶漬和血漬？使用這種洗衣粉時為什么需要溫水？
10.下圖是人體內某個化學反應示意圖，圖中哪個英文字母代表酶，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？

高一生物《新陳代謝與ATP》教案分析

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。高中教師要準備好教案，這是老師職責的一部分。教案可以讓上課時的教學氛圍非?；钴S，幫助高中教師緩解教學的壓力，提高教學質量。那么，你知道高中教案要怎么寫呢？下面是小編幫大家編輯的《高一生物《新陳代謝與ATP》教案分析》，相信能對大家有所幫助。

高一生物《新陳代謝與ATP》教案分析

ATP的分子簡式及其結構特點、ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、ATP的形成途徑、ATP是新陳代謝的直接能源，能理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義

ATP和ADP之間的相互轉化及其對細胞內能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義

1課時

板圖、掛圖、多媒體課件

1、引言

設計1：通過學生列舉生活實例引入ATP這一高能化合物。

新陳代謝的物質變化過程中，必定伴隨著能量的轉化。為了使學生對能量的轉化有一個感性的認識，教師應鼓勵學生從自己的生活中找一些能量轉化的實例，比如可以提問：

(1)“你能舉出幾個生物體內發(fā)生的諸如能量轉化、或能量的吸收儲存、或能量的釋放利用的例子來嗎?”

(2)“綠色植物能把光能直接用于有機物的合成嗎?”或“生物體通過呼吸作用把有機物中的能量釋放出來，這些能量能直接被細胞利用嗎?”

不能，光能必須要轉化為一種活躍的化學能才能用于有機物的合成;有機物中的能量通過呼吸作用釋放出來后，也必須轉化為一種活躍的化學能才能用于生物體的各項生命活動，攜帶這種活躍的化合能的物質就是一種高能化合物，即ATP，這樣很自然地引入了ATP這個概念。

設計2：從細胞中能量利用存在的矛盾入手，設計相關的問題串引入ATP這一高能化合物。

(1)“細胞中主要是由什么細胞器來產生能量的?”

線粒體的呼吸作用氧化分解有機物釋放能量

(2)“細胞中有哪些生理過程在不斷地消耗著能量?”

細胞分裂、細胞核中DNA的復制、核糖體合成蛋白質、細胞膜主動運輸、高爾基體合成分泌等需要能量

(3)“細胞內產能與用能很明顯地存在著空間上的隔離，細胞是怎樣解決這一矛盾的呢?”

(4)“細胞內存在有糖類、脂肪等有機物，這些有機物含有大量且穩(wěn)定的能量，但某項生命活動可能不用大量的能量就足以進行，而且糖類、脂肪中儲存的能量又過于穩(wěn)定，不易被生物體利用，細胞又是怎樣解決這一矛盾的呢?”

這樣就可自然地引入ATP這種儲能少、不穩(wěn)定、可為所有生理活動供能的高能化合物。

2、ATP的分子簡式及其結構特點

在引導學生討論ATP的分子結構簡式及其特點時，可從ATP的英文名稱中的三個字母含義、中文名稱、ATP是高能化合物等方面入手，使學生易于理解ATP的結構特點及其生理作用。

需要向學生解釋清楚高能化合物的概念，即高能磷酸鍵水解過程中，釋放的能量是一般的共價鍵的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸時，釋放出的能量約30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸時，釋放的能量只有13.8kJ/mol。這種鍵稱為高能鍵，常以“～”符號表示。含有高能鍵的化合物統(tǒng)稱為高能化合物。

然后讓學生自己分析ATP的結構簡式的含義，如ATP中兩個磷酸基團之間(P和P之間用“～“表示)的化學鍵是高能磷酸鍵。

細胞內釋放能量的反應，如呼吸作用常會伴隨ADP轉變成ATP;而耗能的反應，如蛋白質的合成等，需要用ATP水解成ADP再將能量釋放出來，以推動需能代謝反應的進行。

ATP和ADP在體內總是處于不停地轉化中，且處于動態(tài)平衡之中。

3、ATP和ADP之間的相互轉變及其意義

在引導學生討論ATP和ADP之間的相互轉變時，需強調細胞內ATP的含量是相對穩(wěn)定的;ATP在細胞內的含量是極少的，細胞內的糖類、脂類等能源物質不能被細胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細胞內各種生命活動的直接能量來源，呼吸作用分解有機物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細胞利用。最終應使學生認識到ATP與ADP之間高效、迅速的轉化是處于動態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細胞能量代謝的“通用貨幣”。

4、在討論了ATP和ADP之間相互轉變及其意義后，在小結ATP在細胞內能量的轉換、運輸、利用中的關鍵作用時，可結合本節(jié)所講的內容，提一些與ATP有關的綜合性問題供學生討論，讓學生在討論中加深對ATP這一生物體直接能源物質的理解。比如，可以討論下面幾個問題：

(1)眾多能源物質中，ATP這種絕對含量極少的物質為什么成為直接能源?

葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，這些都可作為生物體的能源物質，但生物體不能利用這些能源物質中的能量，這些物質中儲存的能量必須要轉移給ATP中。生物體直接從ATP中獲得生命活動所需的各種形式的能量，如ATP可轉化為機械能、電能、滲透能、化學能、光能和熱量等。

(2)為什么ATP是細胞內能量釋放、儲存、轉移和利用的中心物質，成為生物的直接能源呢?

我們來看看葡萄糖和ATP分子中儲存能量的差異就明白了。ATP末端磷酸基團水解時，釋放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解時釋放20.92kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可見ATP是高能化合物，而且其能量與某些高能化合物(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額外供能的情況下轉移給ATP。而葡萄糖分子徹底氧化為二氧化碳和水后，釋放出2870kJ/mol的能量。結果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在銀行里的錢，而儲存在ATP分子中的能量則像“零錢”，它更容易在細胞中被使用，因此還有的說ATP是能量的“通用貨幣”就是這個道理。

(3)ATP對生命的維持是極其重要的，試想：當產生ATP的過程停止時，會發(fā)生什么?

舉一個例子，學生可能知道氰化物可以在非常短的時間內使人死亡，其毒理就是阻擋ATP的形成。當人體ATP合成受阻后，機體沒有ATP，神經細胞和其他細胞中的細胞活動就不能繼續(xù)，人在3-6分鐘內就會失去知覺。

(4)還有一個問題值得一提，就是ATP在生物體中的絕對含量是極小的，但生物體中的每一個細胞每時每刻都在消耗著ATP，但在正常情況下，生物體內的ATP量可滿足機體的要求，奧妙何在呢?

生物體可把其它能源物質的能量高速地轉移給ATP，以補充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。