生物教案：新陳代謝與ATP

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面

　　1、理解ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　2、理解ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)細(xì)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(xué)生通過(guò)分析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及其對(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(wèn)題的能力。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面

　　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(guò)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)學(xué)生對(duì)身邊的科學(xué)（RLS）這一理念的理解。

教學(xué)建議

教材分析

　　1、對(duì)于ATP的分子結(jié)構(gòu)，教材首先介紹了ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，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，然后從比較高能磷酸化合物釋放能量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和ATP釋放能量的數(shù)值入手，使學(xué)生很信服地認(rèn)識(shí)到ATP的確是一種高能磷酸化合物。

　　2、對(duì)于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，教材中首先介紹了ATP水解和重新合成的過(guò)程：ATP與ADP的轉(zhuǎn)化中，ATP的第二個(gè)和第三個(gè)磷酸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(lái)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，使ADP又轉(zhuǎn)化為ATP。在ATP與ADP的轉(zhuǎn)化過(guò)程中都需要酶的參與，活細(xì)胞內(nèi)這個(gè)過(guò)程是永無(wú)休止地循環(huán)進(jìn)行的。

　　同時(shí)還介紹了ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的，ATP在細(xì)胞中的含量是很少的，如肌細(xì)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(xué)生討論ADP-ADP循環(huán)的意義，同時(shí)可使學(xué)生加強(qiáng)ATP是生物體維持各項(xiàng)生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源的觀點(diǎn)。

　　3、對(duì)于ATP的形成途徑，教材是在介紹了ADP-ATP循環(huán)的基礎(chǔ)上，從動(dòng)物（包括人體）和綠色植物兩方面進(jìn)行了闡述。對(duì)動(dòng)物而言，產(chǎn)生ATP途徑是是氧化磷酸化，即呼吸作用；對(duì)植物而言，產(chǎn)生ATP的過(guò)程包括氧化磷酸化（呼吸作用）和光合磷酸化（光合作用）。

　　4、對(duì)于ATP的生理功能，教材先分析了生物體內(nèi)糖類(lèi)、脂肪等物質(zhì)具有儲(chǔ)存能量的特點(diǎn)，指出新陳代謝不僅需要酶，還需要能量，糖類(lèi)是細(xì)胞的主要能源之一，脂肪是生物體內(nèi)重要的儲(chǔ)能物質(zhì)，但這些有機(jī)物中的能量都不能直接被生物利用，它們的能量只有在細(xì)胞中隨著有機(jī)物的逐步分解而釋放出來(lái)，且儲(chǔ)存到ATP中才能被生物體利用，從而使學(xué)生易于理解為什么ATP是新陳代謝所需能量的直接來(lái)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(xué)生對(duì)ATP的生理功能以及ADP-ATP相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)，即伴隨著ATP的水解與合成的過(guò)程，發(fā)生著能量的釋放與儲(chǔ)存，從而推動(dòng)新陳代謝順利進(jìn)行。

教法建議

　　本節(jié)教學(xué)內(nèi)容中，ATP的分子簡(jiǎn)式、ATP的生理功能是重點(diǎn)，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變?cè)谛玛惔x中的作用，既是教學(xué)重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

　　1．引入本節(jié)課時(shí)，首先要讓學(xué)生明確以下事實(shí)，即生物體的生存不僅僅要依靠物質(zhì)上的支持，同時(shí)還必須有能量的維持，在生物體內(nèi)發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)，必定伴隨著能量的獲取、儲(chǔ)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(shí)，還是先從學(xué)生較為熟悉的能量形式入手比較容易被學(xué)生接受。比如，可先從宏觀上引導(dǎo)學(xué)生分析綠色植物的光合作用過(guò)程把光能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在糖類(lèi)、脂肪等有機(jī)物中；動(dòng)植物又通過(guò)呼吸作用分解體內(nèi)的有機(jī)物而獲取生命活動(dòng)所需的能量。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析出：光能只有轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，才能被綠色植物利用；同樣，動(dòng)、植物通過(guò)呼吸作用分解有機(jī)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(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，才能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。那么這種活躍的、隨時(shí)可以利用的化學(xué)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(zhì)。

　　3．ATP的分子結(jié)構(gòu)不宜講授得過(guò)于深入。學(xué)生只要了解ATP中具有不穩(wěn)定的高能磷酸鍵，ATP水解時(shí)釋放其能量，形成ATP時(shí)需要能量就可以了，應(yīng)把學(xué)生討論的重點(diǎn)放在ATP釋放出的能量用于哪些生理過(guò)程，及形成ATP的高能磷酸鍵時(shí)，能量來(lái)自哪些生理過(guò)程，以便使學(xué)生易于理解ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)變?cè)诩?xì)胞中能量的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和利用中的作用。

　　4．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及這種轉(zhuǎn)化在能量的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和利用中的作用，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。為使學(xué)生的討論順利進(jìn)行，教師應(yīng)適時(shí)給學(xué)生以下提示：其一，細(xì)胞內(nèi)ATP的含量是相對(duì)穩(wěn)定的；其二，ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的，其三，細(xì)胞內(nèi)的糖類(lèi)、脂類(lèi)等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用，ATP的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(lái)源；其四，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。最終應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到ATP與ADP之間高效、迅速的轉(zhuǎn)化是處于動(dòng)態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細(xì)胞能量代謝的"通用貨幣"。

　　5．ATP的形成途徑也不宜太深入，因?yàn)楣夂献饔谩⒑粑饔玫木唧w過(guò)程還沒(méi)學(xué)到。注意引導(dǎo)學(xué)生分析出綠色植物通過(guò)光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能，并將ATP中的化學(xué)能最終儲(chǔ)存在糖類(lèi)等有機(jī)物中，即光合作用過(guò)程中固定的光能是綠色植物、動(dòng)物和人形成的ATP的能量源泉。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

　　【課題】 第二節(jié) 新陳代謝與ATP

【教學(xué)重點(diǎn)】ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、ATP和ADP之間的.相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)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

【教學(xué)難點(diǎn)】ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義