高中生物教案：《細胞的能量》

高中生物教案：《細胞的能量》

　　作為一位杰出的老師，時常要開展教案準備工作，教案是備課向課堂教學轉化的關節點。教案應該怎么寫才好呢？以下是小編為大家收集的高中生物教案：《細胞的能量》，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。

　　高中生物教案：《細胞的能量》 篇1

　　【教學目標】

　　1.知識與技能

　　(1)簡述ATP的化學組成和特點

　　(2)寫出ATP的分子簡式

　　(3)解釋ATP在能量代謝中的作用

　　2.過程與方法

　　通過學生閱讀教材和分析教材，培養學生的閱讀能力和分析能力

　　3.情感、態度與價值觀

　　激發學生的學習興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育

　　【教學重點】

　　1、ATP化學組成的特點

　　2、ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用

　　3、ATP與ADP的相互轉化

　　【教學難點】

　　ATP與ADP的相互轉化

　　【課時安排】

　　1課時

　　【教學方法】

　　指導閱讀、探究法、講練結合

　　【教學過程】

　　(一)、新課引入

　　1、創設情境、激發學生興趣，導入新課

　　[導入]提問：屏幕上的昆蟲是什么?

　　相傳，我國晉朝時有個青年叫車胤，他酷愛學習，但由于家貧買不起蠟燭，不能讀書，于是就捉了很多螢火蟲，裝在薄薄的布袋子里。四五十只螢火蟲發出的光真能抵得上一支點燃的蠟燭呢!他就借著螢火蟲的光刻苦學習，后來成為一位有大學問的人。螢火蟲像電燈一樣可以發出光亮。那么，它發光原理是什么?

　　講解螢火蟲發光的原理，指出螢火蟲發光需要消耗能量，復習主要的能源物質，重要的儲能物質，提出問題這些物質能為螢火蟲發光直接供能嗎?

　　2、實驗設計

　　(1)利用多媒體播放幻燈片，展示“螢火蟲發光器實驗”過程

　　(2)問題：能為螢火蟲發光直接提供能量的物質是什么?是葡萄糖還是ATP?

　　(3)結論：ATP是生物體生命活動的直接能源物質。

　　(4)比喻：在細胞中糖類、脂肪等有機物儲存有大量的能量，但不能被直接利用，可以比喻為存折，生活中存折不能直接流通，ATP分子能被直接利用可以比喻為貨幣，生活中貨幣可以直接流通，這樣使學生更容易理解標題，并能激發學習興趣。

　　ATP能直接供能與它的結構密切相關，那么ATP分子的結構有什么特點呢?

　　(二)、ATP分子的結構：

　　1學生按小組討論以下問題：

　　ATP的中文名稱?

　　答：三磷酸腺苷

　　ATP的結構簡式為?

　　答：A—P～P～P

　　ATP簡式中A、P、“—”與“～”分別代表什么?

　　答：A代表腺苷，P代表磷酸基團“—”代表普通化學鍵，“～”代表高能磷酸鍵

　　2展示資料：一般將水解時，能夠釋放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物. ATP在水解時釋放的能量是30.54kJ/mol，ATP的水解釋放的能量是一般磷酸鍵水解時釋放能量的兩倍以上。

　　結論：ATP是一種高能磷酸化合物

　　(三)ATP的水解過程

　　展示ATP的水解反應：：ATP ADP + Pi +能量

　　問題：ATP作為高能磷酸化合物，在供能時，如何釋放能量?

　　答：ATP的化學性質不穩定，遠離A的那個高能磷酸鍵容易水解，遠離A的.那個P脫離開來，形成游離的Pi，同時，釋放大量的能量。

　　2、ATP供能過程中，可形成哪些產物?

　　答：ADP、Pi、能量

　　(四)ATP、ADP相互轉化

　　1、利用多媒體創設問題情境：

　　一個成人一天在靜止狀態下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達0.5kg/min。而細胞內ATP、ADP的總量僅有2-10mg。人體細胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP，這意味著每個ATP分子每天要被重復利用20xx-3000次。

　　通過以上資料，你能得到什么信息?

　　學生分析資料可知ATP在生物體內存在特點是：轉化快，含量低，且含量相對穩定。

　　2、展示ATP與ADP的相互轉化

　　ATP ADP + Pi +能量ADP + Pi +能量ATP

　　3、討論ATP與ADP的相互轉化的條是否是可逆的?

　　學生代表回答：酶、能量來源、場所不同。在學生回答的基礎上總結

　　ADP+Pi+能量ATP即物質可逆，能量不可逆注意：酶的種類不同，能量的來源

　　高中生物教案：《細胞的能量》 篇2

　　一、教學目標

　　1.簡述ATP的化學組成和特點。

　　2.寫出ATP的分子簡式。

　　3.解釋ATP在能量代謝中的作用。

　　二、教學重點和難點

　　1.ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。

　　2.ATP與ADP的相互轉化。

　　三、教學方法

　　探究法、講述法

　　四、課時安排

　　1

　　五、教學過程

　　〖引入生命活動需要能量，這些能量來自哪里呢？學生在前面的學習中了解到生命活動需要的能量來自細胞中的有機物。可以讓學生想一想，燃燒一匙葡萄糖，能觀察到什么現象？燃燒葡萄糖可以觀察到放出的熱和光，說明葡萄糖中蘊含著能量。但是細胞內的各種化學反應均需要溫和的條件，那么細胞中的能量以什么形式釋放出來？又是如何被利用的呢？

　　〖問題探討學生思考討論回答，教師提示。

　　〖提示見P89。

　　1.螢火蟲發光的生物學意義主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。

　　2.螢火蟲腹部后端細胞內的熒光素，是其特有的發光物質。

　　3.有。螢火蟲腹部細胞內一些有機物中儲存的化學能，只有在轉變成光能時，螢火蟲才能發光。

　　〖問題以“本節聚焦”再次引起學生的思考，注意。

　　〖板書一、ATP分子中具有高能磷酸鍵

　　〖講述ATP的結構特性

　　ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特點是：它的高能磷酸鍵（也即酸酐鍵，用“～”表示），水解時釋放出的化學能是正常化學鍵釋放化學能的2倍以上（一般＞20.92 kJ/mol）。這里需要說明的是，化學中使用的“鍵能”和生物化學中使用的“高能鍵”，含義是完全不同的。化學中“鍵能”的含義是指斷裂一個化學鍵所需要提供的能量；生物化學中所說的“高能鍵”是指該鍵水解時能釋放出大量能量。

　　ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個相連的磷酸基團構成的。這三個磷酸基團從與分子中腺苷基團連接處算起，依次分別稱為 α、β、γ磷酸基團。ATP的結構式是：

　　分析ATP的結構式可以看出，腺嘌呤與核糖結合形成腺苷，腺苷通過核糖中的第5位羥基，與3個相連的磷酸基團結合，形成ATP。ATP分子中的γ磷酸基團水解時，能釋放30.5 kJ/mol的能量，而6-磷酸葡萄糖水解時釋放的能量只有13.8 kJ/mol。需要指出的是，ATP分子既可以水解一個磷酸基團（γ磷酸基團），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同時水解兩個磷酸基團（β磷酸基團和γ磷酸基團），而形成一磷酸腺苷（AMP）（腺嘌呤核糖核苷酸）和焦磷酸（PPi）。后一種水解方式在某些生物合成中具有特殊意義。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一個磷酸基團而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基團而形成ATP。

　　〖板書ATP：A―P～P～P A―P～P＋30.5 kJ/mol

　　ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。ATP分子既可以水解一個磷酸基團，而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi），30.5 kJ/mol。

　　〖板書二、ATP與ADP可以相互轉化

　　A―P～P～P A―P～P＋30.5 kJ/mol

　　（物質可逆，能量和酶不可逆）

　　補充：

　　〖講述ATP是活細胞內一種特殊的能量載體，在細胞核、線粒體、葉綠體以及細胞質基質中廣泛存在著，并不斷與ADP相互轉化而形成ATP系統。ATP在細胞內的含量是很少的。但是，ATP與ADP在細胞內的相互轉化卻是十分迅速的。一般地說，ATP在細胞內形成后不到1 min的時間就要發生轉化。這樣累計下來，生物體內ATP轉化的總量是很大的。例如，一個成年人在靜止的狀態下，24 h內竟有40 kg的ATP發生轉化；在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達0.5 kg/min。總之，在活細胞中，ATP末端磷酸基團的周轉是極其迅速的，其消耗與再生的速度是相對平衡的，ATP的含量因而維持在一個相對穩定的、動態平衡的水平。可見，細胞內ATP系統處在動態平衡之中，這對于構成細胞內穩定的供能環境具有十分重要的意義。

　　〖板書三、ATP的利用

　　吸能反應：需要消耗能量，是吸能反應。（如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應，）這一反應所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。

　　放能反應：能夠釋放能量，是放能反應。（如丙酮酸的氧化分解，）這一反應所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉化為ATP的反應，儲存在ATP中。

　　〖講述（黑體字是板書）ATP中的"能量可以直接轉化成其他各種形式的能量，用于各項生命活動。這些能量的形式主要有以下6種。

　　①滲透能細胞的主動運輸是逆濃度梯度進行的，物質跨膜移動所做的功消耗了能量，這些能量叫做滲透能。

　　②機械能細胞內各種結構的運動都是在做機械功，所消耗的就是機械能。例如，肌細胞的收縮，草履蟲纖毛的擺動，精子鞭毛的擺動，有絲分裂期間染色體的運動，腺細胞對分泌物的分泌等。

　　③電能大腦的思考──神經沖動在神經纖維上的傳導，以及電鰩、電鰻等動物體內產生的生物電等，它們所做的電功消耗的就是電能。

　　④化學能細胞內物質的合成需要化學能，如小分子物質合成為大分子物質時，必須有直接或間接的能量供應。另外，細胞內物質在分解的開始階段，也需要化學能來活化，成為能量較高的物質（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以說在細胞內的物質代謝中，到處都需要由ATP轉化而來的化學能做功。

　　⑤光能目前關于生物發光的生理機制還沒有完全弄清楚，但是已經知道，生物體用于發光的能量直接來自ATP，如螢火蟲的發光。

　　⑥熱能有機物的氧化分解釋放的能量，一部分用于生成ATP，大部分轉化為熱能通過各種途徑向外界環境散發，其中一小部分熱能作用于體溫。通常情況下，熱能的形成往往是細胞能量轉化和傳遞過程中的副產品。此外，ATP釋放的能量中，一部分能量也能用于動物的.體溫的提升和維持。

　　〖思考與討論學生思考討論回答，教師提示。

　　〖提示1.1分子葡萄糖所含的能量，約是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP轉化為ADP時釋放的能量）。

　　2.有道理。糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩定，不能被細胞直接利用。這些穩定的化學能只有轉化成ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞直接利用。

　　〖作業練習

　　〖提示基礎題

　　1.B。

　　2.提示：吸能反應：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應，需要消耗能量，是吸能反應。這一反應所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。放能反應：如丙酮酸的氧化分解，能夠釋放能量，是放能反應。這一反應所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉化為ATP的反應，儲存在ATP中。

　　3.在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點：一是ATP分子中含有的化學能比較少，一分子ATP轉化為ADP時釋放的化學能大約只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活躍的化學能，而葡萄糖分子中所含的是穩定的化學能。葡萄糖分子中穩定的化學能只有轉化為ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞利用。

　　拓展題

　　植物、動物、細菌和真菌等生物的細胞內都具有能量“通貨”──ATP，這可以從一個側面說明生物界具有統一性，也反映種類繁多的生物有著共同的起源。

　　高中生物教案：《細胞的能量》 篇3

　　教學目標

　　1.知識與技能

　　(1)簡述ATP的化學組成和特點。

　　(2)寫出ATP的分子簡式。

　　(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。

　　2.過程與方法

　　(1)通過ATP與ADP相互轉化關系的多媒體動畫,認識ATP在細胞中作為能量流通的原因。

　　(2)通過分析,比較在生物體生命活動中,ATP如何生成又如何消耗,找出能量代謝的規律。

　　3.情感態度與價值觀

　　(1)激發學生的學習興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。

　　(2)通過對課本P90圖5-7進行補充和完善,以調動學生學習積極性,培養主動參與的學習態度,培養用準確的科學術語闡述觀點和進行合作學習的態度

　　教學重難點

　　1、ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。

　　2、ATP與ADP的相互轉化。

　　教學過程

　　【導入】細胞的能量“通貨”——ATP

　　創設情境,導入新課用杜牧的《七夕》和圖片展示發光的螢火蟲并列出討論題:①螢火蟲發光的生物學意義是什么?②螢火蟲發光螢火蟲體內有特別的發光物質嗎?

　　【情境資料】螢火蟲發光器位于腹部后端的下方,該處含有幾千個發光細胞,細胞里含有熒光素和熒光素酶,熒光素接受能量后被激活,在熒光素酶作用下,催化激活的熒光素和氧氣發生化學反應,形成氧化熒光素并且發出熒光。引導學生思考討論,導入新課。

　　【講授】細胞的能量“通貨”——ATP

　　1.ATP分子結構特點

　　學生閱讀課本P88相關內容后,教師講解:

　　(1)展示ATP結構式圖片,向學生介紹腺嘌呤、核糖(兩者結合而成腺苷)、磷酸。

　　(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名稱的縮寫。ATP分子的結構可以簡寫成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團,T代表三.代表一種特殊的化學鍵,叫做高能磷酸鍵,ATP分子中大量的能量就儲存在高能磷酸鍵中。ATP水解時高能磷酸鍵可以水解放出大量的能量,達到30.54kJ/mol。所以說,ATP是細胞內的高能磷酸化合物。

　　問:1.ATP作為高能磷酸化合物,在供能時,如何釋放能量?

　　2.ATP供能過程中,可形成哪些產物?

　　2.ATP與ADP相互轉化

　　(1)學生閱讀課本P88~P89頁相關內容,回答問題

　　(2)教師講解:ATP的化學性質不穩定。在有關酶的催化作用下,ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解脫離開來,形成游離的Pi(磷酸),同時,儲存在這個高能磷酸鍵中的能量釋放出來,ATP就轉化成ADP(二磷酸腺苷的英文名稱的縮寫)。請學生黑板寫出ATP水解反應的反應式。

　　資料1、一個人在劇烈運動狀態下,每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量,供運動所需。一個成年人在安靜的狀態下,24h內竟有40kg的ATP被水解。

　　問:ATP在細胞內大量存在?

　　2、人體在安靜狀態時,肌肉內ATP含量約2mg—10mg,只能供肌肉收縮1~2s所需的能量。

　　問:ATP是怎樣來解決這一矛盾的?

　　問:人體細胞中ATP有什么特點?

　　利用情境引導學生發現ATP在細胞中含量低,但是需要不斷生成更多的ATP才能滿足生命活動需要。

　　問:安靜狀態一天消耗40千克,運動呢?(計算720)說明?(安靜狀態ATP轉化快而運動轉化慢)但不管怎樣肌肉細胞中ATP含量始終保持在一個范圍,說明?ATP和ADP的相互轉化是時刻不停發生且處于動態平衡的。

　　那么,細胞是如何生成ATP的?需要哪些條件呢?(請學生寫出合成反應式)

　　教師歸納,生物體利用細胞中的磷酸和ADP,在ATP合成酶的作用下重新生成高能磷酸鍵,生成新的ATP,在這個過程中儲存能量。細胞中的糖類等有機物在分解過程中釋放“穩定能量”,其中一部分可用來合成ATP,這樣就轉化為可“靈活利用”的能量。生成ATP的能量,主要來自兩個方面,一方面來自呼吸作用(真菌、動物和人),另一方面來自呼吸作用和光合作用(綠色植物)。

　　思考:ATP與ADP相互轉化過程是可逆反應嗎?(可逆反應的特點:正逆反應都在同一條件下進行。)

　　從反應條件看:ATP的分解是一種水解反應,催化該反應的酶屬于水解酶;ATP的合成是一種合成反應,催化該反應的酶屬于合成酶,酶具有專一性,因此反應條件不同。

　　從合成與分解場所看:ATP合成的場所是細胞質基質、線粒體和葉綠體;ATP分解的場所相對較多。因此合成與分解的場所不同。

　　從能量來源看:ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵中的化學能,用于生命活動;合成ATP的'能量來自生物體內有機物中的化學能和太陽光能。因此能量來源不同(能量不可逆,而物質可逆)

　　當反應自下而上進行時所需的能量來源于?(光合作用和呼吸作用),呼吸作用的過程中生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,釋放出能量,釋放的能量儲存在ATP中。光合作用是將太陽能轉化為ATP中活躍的化學能,所以說放能反應總是和ATP的合成相聯系。當反應自上而下進行時釋放的能量來源于ATP遠離腺苷的高能磷酸鍵,那釋放的能量有哪些用途?接下來我們學習第三部分內容ATP的利用。

　　通過學生讀圖(圖5-7,ATP的利用舉例),小組合作概括ATP的利用途徑:在ATP水解釋放出的能量可以用于多種生命活動,如下:

　　主動運輸(滲透能)

　　生物發電(電鰻放電)

　　肌肉細胞收縮(機械能)

　　螢火蟲發光(光能)

　　葡萄糖和果糖合成蔗糖這一化學反應是吸能反應

　　教師講解:細胞中的吸能反應總是與ATP水解的反應相聯系,由ATP水解提供能量;放能反應總是與ATP的合成相聯系,釋放的能量儲存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環流通。

　　我們的日常生活每天都需要必要的開銷,這些消費要通過我們手里的流通貨幣。但是如果我們總是拿出大額面值的支票進行交易會很麻煩,相反如果我們把支票換成100張一元小票,在進行交易時就會很方便。細胞利用能量也是如此,在細胞中的“支票”相當于儲存能量的有機物大分子,ATP分子就是那個可以在細胞內流通的“小票”。

　　所以說ATP是細胞的能量通貨。