第三章生物的新陈代谢第二节新陈代谢与ATP

第三章 生物的新陈代谢 第二节 新陈代谢与 ATP教 学 目 的1 ATP 的 生 理 功 能 和 结 构 简 式 （ C： 理 解 ） 。2 ATP 与 ADP 的 相 互 转 化 以 及 ATP 的 形 成 途 径 （ C： 理 解 ） 。3 培 养 学 生 思 维 能 力 ， 理 论 联 系 实 际 的 能 力 。教 学 重 点1 ATP 的 生 理 功 能 。2 ATP 和 ADP 的 相 互 转 化 以 及 ATP 的 形 成 途 径 。教 学 难 点ATP 和 ADP 的 相 互 转 化 过 程 中 的 能 量 来 源 和 去 路 。教 学 用 具医 用 ATP 的 注 射 液 和 ATP 片 剂 ， ATP 和 ADP 相 互 转 化 的 示 意 图 （ 或 计 算 机 教 学 软 件 ） ， ATP 形 成 途 径 挂 图 （ 或 计 算 机 教 学 软 件 ） ， 计 算 机 ， 电 视 机 。教 学 方 法讲 述 法 ， 谈 话 与 观 察 、 提 问 相 结 合 。课 时 安 排 课 时 。复 习 提 问 ： 1 首 先 请 同 学 们 回 忆 一 下 ， 我 们 在 第 一 章 中 学 习 了 哪 些 有 机 化 合 物 ？（ 回 答 ： 糖 类 ： 单 糖 、 双 糖 、 多 糖 ； 脂 类 ： 脂 肪 、 类 脂 。 固 醇 ； 蛋 白 质 ； 核 酸 。 ）2 哪 一 类 有 机 化 合 物 是 细 胞 的 主 要 能 源 物 质 呢 ？ （ 回 答 ： 糖 类 。 ）3 脂 类 中 的 哪 一 种 化 合 物 是 生 物 体 内 储 存 能 量 的 主 要 物 质 呢 ？（ 回 答 ： 脂 肪 。 ）讨 论 ： （ 师 生 共 同 参 与 ） 好 ， 现 在 大 家 已 经 了 解 到 糖 类 、 脂 肪 等 有 机 物 中 储 存 着 能 量 ； 那 这些 能 量 又 是 从 哪 儿 获 取 的 ？ 怎 样 储 存 的 呢 ？ 同 学 们 可 以 讨 论 （ 教 师 提 示 ： 想 一 想 初 中 学 习 过 的 有关 光 合 作 用 的 知 识 ） 。（ 回 答 ： 能 量 来 源 于 光 能 ， 通 过 绿 色 植 物 的 光 合 作 用 ， 把 光 能 以 化 学 能 的 形 式 储 存 在 糖 类 、脂 肪 等 有 机 物 中 。 ）讨 论 ： 有 机 物 中 储 存 的 能 量 又 是 怎 样 释 放 的 呢 ？ （ 教 师 提 示 ： 想 想 初 中 学 习 过 的 有 关 呼 吸 作用 的 知 识 。 ）（ 回 答 ： 生 物 体 可 以 通 过 呼 吸 作 用 分 解 体 内 有 机 物 ， 并 释 放 其 中 的 能 量 ， 用 于 生 命 活 动 。 ）讲 述 ： 对 ， 有 机 物 中 的 能 量 在 细 胞 中 可 以 随 着 有 机 物 的 逐 步 氧 化 分 解 而 释 放 出 来 ， 用 于 生 命活 动 。 那 释 放 出 来 的 能 量 能 不 能 直 接 被 生 物 体 利 用 呢 ？ 答 案 是 不 能 。 为 什 么 呢 ？ 因 为 从 有 机 物 中释 放 出 来 的 能 量 需 要 转 化 成 一 种 活 跃 的 化 学 能 ， 各 种 能 量 只 有 转 化 成 这 种 活 跃 的 化 学 能 以 后 才 能用 于 各 项 生 命 活 动 ， 这 种 活 跃 的 化 学 能 是 什 么 呢 ？ 就 是 三 磷 酸 腺 苷 ， 简 称 为 ATP（ 副 板 书 ）它 是 一 种 含 有 高 能 磷 酸 键 的 有 机 化 合 物 。 好 ， 今 天 我 们 就 来 一 起 研 究 “新 陈 代 谢 与 ATP”的有 关 内 容 。 （ 板 书 ）观 察 ： 下 面 请 几 位 同 学 上 讲 桌 前 来 看 看 ， 我 拿 的 是 什 么 东 西 呢 ？ （ 请 这 几 位 同 学 代 表 大 家 观察 ATP 片 剂 或 ATP 的 注 射 液 实 物 ， 由 一 位 同 学 给 其 他 同 学 读 出 所 看 到 实 物 的 名 称 。 ）（ 回 答 ： 这 是 ATP 片 剂 ， 这 是 ATP 注 射 液 。 ）接 下 来 ， 再 请 生 物 小 组 的 同 学 介 绍 一 下 ATP 在 医 学 方 面 的 用 途 。 （ 回 答 ： 纯 净 的 ATP 是 白 色 粉 未 状 ， 能 够 溶 于 水 ， 可 作 为 一 种 药 品 ， ATP 片 剂 可 以 口服 ， 而 ATP 注 射 液 可 以 肌 肉 注 射 或 静 脉 滴 注 。 主 要 是 用 于 辅 助 治 疗 肌 肉 萎 缩 、 脑 溢 血 后 遗 症 、 心肌 炎 等 疾 病 ， ATP 可 以 提 供 能 量 ， 起 到 改 善 患 者 新 陈 代 谢 状 况 的 作 用 。 ）讲 述 ： 从 他 们 的 介 绍 中 ， 我 们 了 解 到 储 存 在 ATP 中 的 能 量 是 可 以 被 生 物 体 直 接 利 用 的 ，那 么 ， 生 物 体 进 行 新 陈 代 谢 所 需 要 的 能 量 ， 也 就 可 以 由 细 胞 内 的 ATP 直 接 提 供 ， 这 样 看 来 ， ATP 也 就 是 生 物 体 新 陈 代 谢 所 需 能 量 的 直 接 来 源 。 （ 板 书 ）讲 述 ： 好 ， 下 面 我 们 进 一 步 来 研 究 有 关 ATP 的 内 容 ， 首 先 是 ATP 的 分 子 简 式 （ 板 书 ） 。请 同 学 们 翻 开 课 本 第 二 节 ， 在 小 资 料 中 介 绍 了 ATP 的 英 文 全 称 和 分 子 结 构 式 。 （ 略 ）ATP 是 活 细 胞 内 普 遍 存 在 的 一 种 高 能 磷 酸 化 合 物 。 我 们 之 所 以 把 它 叫 做 高 能 磷 酸 化 合 物 ， 不仅 是 它 的 分 子 结 构 中 含 有 磷 酸 ， 还 因 为 它 在 水 解 时 释 放 的 能 量 在 20 92kj mol（ 千 焦 每 摩尔 ） 以 上 ， 一 般 将 水 解 时 ， 能 够 释 放 20 92kj mol 能 量 的 化 合 物 都 叫 做 高 能 化 合 物 。 ATP水 解 时 释 放 的 能 量 是 30 54kj mol， 所 以 ATP 叫 做 高 能 磷 酸 化 合 物 。ATP 的 分 子 简 式 是 ： AP P P（ 板 书 ） ， A： 代 表 腺 苷 （ 腺 苷 是 由 腺 瞟 吟 和 核 糖 组 成 的 ，有 关 腺 膘 吟 的 知 识 将 在 以 后 的 学 习 中 再 研 究 ） ； P： 代 表 磷 酸 基 团 ； ： 代 表 高 能 磷 酸 键 ， 是一 种 特 殊 的 化 学 键 。 ATP 的 水 解 实 际 上 是 指 ATP 分 子 中 高 能 磷 酸 键 的 水 解 ， 高 能 磷 酸 键 水 解时 释 放 的 能 量 是 一 般 磷 酸 键 水 解 时 释 放 能 量 的 两 倍 以 上 。ATP 是 如 何 释 放 其 中 的 能 量 的 呢 ？ 接 下 来 我 们 就 研 究 这 个 问 题 ， 即 ： ATP 与 ADP 的 相互 转 化 （ 板 书 ） ， ADP 是 二 磷 酸 腺 苷 的 英 文 缩 写 。观 察 ： 好 ， 请 同 学 们 看 挂 图 （ 或 计 算 机 教 学 软 件 ） 。问 题 ： ATP 在 有 关 酶 的 催 化 作 用 下 是 哪 一 个 高 能 磷 酸 键 首 先 进 行 水 解 的 ？（ 回 答 ： 远 离 A 的 那 个 高 能 磷 酸 键 。 ）讲 述 ： 对 了 ， 在 一 定 的 条 件 下 ， ATP 分 子 中 远 离 A 的 那 个 高 能 磷 酸 键 很 容 易 水 解 ， 远 离A 的 那 个 磷 酸 基 团 脱 离 开 ， 形 成 磷 酸 （ Pi） ， 同 时 ， 将 储 存 在 这 个 高 能 磷 酸 键 中 的 能 量 释 放 出来 ， 三 磷 酸 腺 苷 也 就 转 化 成 了 二 磷 酸 腺 苷 （ ADP） 。 问 题 ： 大 家 继 续 观 察 ADP 又 是 如 何 转 化 成 ATP 的 呢 ？（ 回 答 ： 需 要 另 一 种 酶 的 催 化 作 用 ， 需 要 磷 酸 （ Pi） 和 能 量 ， ADP 就 可 转 化 成 ATP。 ）讲 述 ： 对 ， ADP 在 一 定 的 条 件 下 ， 也 很 容 易 重 新 形 成 ATP， 将 能 量 储 存 在 ATP 中 。提 问 ： 细 胞 中 ATP 水 解 时 释 放 的 能 量 都 有 什 么 用 途 呢 ？ 能 举 出 一 些 实 例 吗 ？ 大 家 一 起 讨 论讨 论 。（ 回 答 ： 用 于 生 命 活 动 ， 如 肌 肉 收 缩 、 细 胞 分 裂 等 。 ）讲 述 ： 对 ， 还 有 吸 收 、 分 泌 、 生 物 电 等 等 ， 从 这 些 可 以 知 道 ATP 水 解 释 放 的 能 量 是 各 种生 命 活 动 所 需 能 量 的 直 接 来 源 。 另 外 ， 细 胞 内 的 ATP 含 量 却 总 是 保 持 相 对 稳 定 的 状 态 ， 这 是为 什 么 呢 ？ 请 大 家 打 开 课 本 ， 在 小 资 料 中 介 绍 了 ATP 在 细 胞 内 的 转 化 是 十 分 迅 速 的 ， ATP在 细 胞 内 形 成 后 不 到 1 min 的 时 间 就 要 发 生 转 化 ， 这 样 可 使 生 物 体 内 部 总 保 持 一 种 稳 定 的 供 能环 境 。好 ， 我 们 来 总 结 一 下 ATP 和 ADP 之 间 的 相 互 转 化 关 系 ： （ 板 书 ）大 家 已 经 知 道 ATP 水 解 后 释 放 的 能 量 ， 可 用 于 完 成 各 种 生 命 活 动 ， 这 些 被 利 用 的 能 量 还 能回 收 吗 ？（ 回 答 ： 不 能 。 ）讲 述 ： 对 ， 由 ATP 水 解 后 释 放 出 来 的 能 量 是 不 可 逆 转 的 ， 这 些 能 量 是 不 能 再 被 利 用 而 形 成ATP， 但 Pi 却 可 以 再 次 被 利 用 。大 家 再 想 一 想 ， 反 应 式 中 的 ANP 在 另 一 种 酶 的 作 用 下 ， 又 转 化 成 ATP， 这 个 过 程 中 的 能量 又 是 从 哪 里 来 的 呢 ？好 ， 下 面 我 们 就 来 继 续 研 究 这 个 问 题 ， 即 ATP 的 形 成 途 径 。（ 板 书 ） 观 察 ： 大 家 仔 细 观 察 挂 图 （ 或 计 算 机 教 学 软 件 ） ， 对 动 物 和 人 体 内 的 活 细 胞 中 ， ADP转 化 成 ATP 时 所 需 要 的 能 量 主 要 是 来 自 哪 儿 呢 ？（ 回 答 ： 呼 吸 作 用 。 ）问 题 ： 呼 吸 作 用 的 主 要 场 所 在 哪 儿 呢 ？（ 回 答 ： 线 粒 体 。 ）讲 述 ： 对 动 物 和 人 来 说 ， ADP 转 化 成 ATP 所 需 要 的 能 量 ， 主 要 来 自 线 粒 体 内 呼 吸 作 用 中分 解 有 机 物 释 放 出 来 的 量 。 （ 板 书 ）观 察 ： 绿 色 植 物 体 内 的 活 细 胞 ， ADP 转 化 成 ATP 时 所 需 要 的 能 量 又 来 自 哪 里 呢 ？（ 回 答 ： 主 要 来 自 呼 吸 作 用 、 光 合 作 用 。 ）问 题 ： 无 论 是 动 物 、 人 还 是 绿 色 植 物 ， 将 ADP 转 化 成