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| 高中-分子与细胞-新陈代谢与ATP
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作者： 刘真
发表时间： 2006-4-21 文章出处： 新思考网
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教学内容：人教版高中生物第一册， 第三章第二节， 新陈代谢与ATP
教学目标：
1、 写出ATP的结构简式，指出高能磷酸键的位置
2、 画示意图说明ATP与ADP的相互转化
3、 能说出，并举例说明
4、列出ATP的形成途径
教学重点：
1、 ATP的结构简式
2、 ATP与ADP的相互转化示意图
3、 新陈代谢所需能量的直接来源是ATP
教学难点：
让学生理解到新陈代谢所需能量的直接来源是ATP
板书设计：
第二节 新陈代谢与ATP
一、ATP的结构简式：A-P~P~P
二、ATP和ADP相互转化
（两个反应方程式； 画书上ATP、ADP相互转化示意图）
三、ATP的含量
1、 少
2、 动态平衡
四、形成途径
动物、植物————呼吸作用
植物———————光合作用
教学进程：
今天我们就来学习第二节，新陈代谢与ATP。
板书：第二节 新陈代谢与ATP
我们现在一起来回忆一下上节课的内容。新陈代谢的概念是什么？——生物体内所有有序化学反应的总称…几乎所有的化学反应都在什么的催化下进行的？——酶。上节课我们讲了酶的特性，三点分别是：高效性、专一性、需要适宜的条件。酶还有别的性质。大家想想，酶在生化反应前后有变化吗？它是反应物吗？——不是。酶是催化剂，反应前后不变。第二点，几乎所有的生化反应都需要酶的催化，都是在酶的催化下进行的。即使是最简单的反应，比如大家熟悉的二氧化碳+水=碳酸，这个反应也有酶的催化，是碳酸苷酶。在体内的每个活细胞中都在进行着，如果在没有酶的情况下，这种水和反应的速度远远不能满足机体的需要。而一个碳酸苷酶分子一秒钟能使107个二氧化碳分子水和。也就是说，酶在生物体内具有普遍性。
这些化学反应不仅发生物质的变化，更重要的是其中能量的转化。生命系统必须依靠物质和能量来维持，我们的全部生命都伴随有能量的获取，储存，释放，利用和散失。
大家可以举几个例子说明生物体内的能量转化吗？（用“能量的获取，储存，释放，利用和散失”来提示同学）
附板书：
那这些能量是不是直接转化的呢？比如说，光能是不是直接转化成有机物中的化学能的？拿光一照水和二氧化碳就有有机物产生了？肯定没有那么简单，要不然我们就不用依赖植物为我们提供食物了，自己就可以生产。那分解有机物之后能量是不是直接用于生命活动的？比如说腺体的分泌，肌肉的收缩，神经传导？好像可以啊？让我们先来复习一下经济学的一个概念——
货币是怎样产生的？很久以前人么都是自己生产一些东西，再拿到集市上去，跟别人的物品交换已获得自己需要的东西。比如说
附板书：一只羊——十袋米 一只羊——2把斧头
如果有个人有一只羊，他想换回家一些米做饭，还想带回家一把斧头用来砍柴。他算了算，他可以换5袋米和1把斧头，正好啊。种地的人和铁匠都很想跟他交换，可是谁都不想要半只死羊。羊的主人想，那我先跟种地的人换10袋米，在拿5袋米跟铁匠换一把斧头吧。结果铁匠说他不想要米，同样，种地的也不想要斧头。这里存在两个问题。第一，为什么不能用半只羊去换？因为羊的价值太大，分割之后就没有价值了，用整只去换就是一种浪费。第二，大家有不同的需要，很难都满足。他们需要怎样解决这个问题呢？他们需要一种价值小的，大家都认同有统一标准的物品作为交换的中介，或者说交换媒介，于是就出现了最早的货币，贝壳。贝壳具有什么性质呢？第一，它的价值小，一只羊先换成100个贝壳，再用相应的数量换取其他东西。第二，大家达成共识，都用贝壳作为交换媒介，用贝壳跟你换你不能不要。
那么，生物体内能量的转化利用也存在这个问题。1mol葡萄糖分解产生的能量是2854kj，不过1molNa+主动运输只需要几十kj的能量。这是什么问题？是不是类似整只羊分不了，这种大股的能量是一种浪费，剩余的部分只能以热量的形式散失掉，而生物是尽量节约能量的，不能这样浪费。而刚才大家提到的那么多种能量形式，化学能，光能，电能，动能等等，它们之间能够直接互相转化吗？这就类似于大家的需要不一样，要做到互相都能满足就比较难。生物体也有类似“能量货币”的物质：ATP。ATP跟贝壳一样，首先，ATP相对于葡萄糖来说价直小，1molATP水解产生的能量是30.54kj，新陈代谢的所有反应都达成共识，说好了都用ATP水解放出的能量，用1个ATP，两个ATP,……新陈代谢所需要的能量是由细胞内的ATP直接提供的，ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。就像货币一样，我们直接用来换取其他各种东西。
我们先来认识ATP。它是一种有机物，称为三磷酸腺苷——英文缩写为ATP。A表示腺苷，T表示三，P表示磷酸盐。Adenosine tri-phosphate。它是一种各种活细胞中普遍存在的高能磷酸化合物。
ppt: ATP结构式；用指针绘图笔带大家复习：腺嘌呤、核糖、腺苷、腺苷酸、三磷酸腺苷
ppt: ATP药品
它的结构简式是A-P~P~P
板书：一、ATP的结构简式：A-P~P~P
——三磷酸腺苷。（指示各个字母）。注意写法，……~表示一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，蕴含着的各种新陈代谢都能利用的化学能。ATP的水解实际上就是高能磷酸键的水解。科学研究表明，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键在一定的条件下很容易水解，磷酸基团脱离开，形成磷酸。1molATP水解释放能量30.54kj。化学反应表示为ATP——ADP（二磷酸腺苷）+Pi(磷酸)+能量，这个反应由一种专一性的酶催化。
ADP也可以接受能量，同时与一个磷酸结合，从而转化成ATP，这个反应由另外一种酶催化。（强调Pi中的i，强调酶不一样，反应不是可逆反应）
ppt ATP合成酶
我们把两个反应用一个图来表示怎么表示呢？
板书：二、ATP和ADP相互转化
（带着同学一起画书上50页ATP、ADP相互转化示意图）
ATP在活细胞内的含量是多还是少呢？
板书：三、ATP的含量
1、 少
2、 动态平衡
虽然ATP是新陈代谢能量的直接提供着，可是ATP的含量是相对少的，就相当于大家口袋里的零花钱，零花钱可以随时用，钱不多，花掉多少还可以补充多少，是一种动态平衡。此时此刻口袋里不多，可是一年下来要花掉很多钱。大家知道的一种毒药叫氰化钾，它阻断呼吸作用中电子传递链，因而阻止了ATP的合成，一般氰化钾中毒会在3-6分钟左右死亡，也就是说人体细胞内存留的ATP只够用3-6分钟的，即细胞中的ATP存量很少，正常情况下细胞不断地利用（消耗）ATP又不断地形成ATP。书上有一个小资料，大家一起看看。ATP在细胞内形成后不到1分钟的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的，例如：一个成年人在静止的状态下，24小时内有40公斤的ATP发生转化，比有些同学还要重。可见ATP含量少，转化快，ATP的含量总是处在一种动态平衡的之中，对于构成生物体内部稳定的供能环境，具有重要意义。（解释“稳态”，ATP含量稳定是稳态的一部分）
请同学们谈谈，细胞的哪些生命活动直接消耗ATP？
放ppt
如：细胞分裂（染色体的运动）、根吸收矿质元素（主动运输）、肌肉收缩、化学合成、萤火虫儿发光、电鳗放电等。
那么ATP的合成又有哪些途径呢？
板书：四、ATP的形成途径
请大家看书上的图（图上方的文字），三条途径。
做练习
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