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时间:2018-10-13
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1、第2节细胞的能量“通货”──ATP第2节细胞的能量“通货”──ATP第2节细胞的能量“通货”──ATP第2节细胞的能量“通货”──ATP 一、教学目标 1.简述ATP的化学组成和特点。 2.写出ATP的分子简式。 3.解释ATP在能量代谢中的作用。 二、教学重点和难点 1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。 2.ATP与ADP的相互转化。 三、教学方法 探究法、讲述法 四、课时安排 1 五、教学过程 〖引入〗生命活动需要能量,这些能量来自哪里呢?学生在前面的学习中了解到生命活动需要的能量来自细胞中
2、的有机物。可以让学生想一想,燃烧一匙葡萄糖,能观察到什么现象?燃烧葡萄糖可以观察到放出的热和光,说明葡萄糖中蕴含着能量。但是细胞内的各种化学反应均需要温和的条件,那么细胞中的能量以什么形式释放出来?又是如何被利用的呢? 〖问题探讨〗学生思考讨论回答,教师提示。 〖提示〗见P89。 1.萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号,以便交尾、繁衍后代。 2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素,是其特有的发光物质。 3.有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能,只有在转变成光能时,萤火虫才能发光。 〖问题〗以“本节聚焦”再次引
3、起学生的思考,注意。 〖板书〗一、ATP分子中具有高能磷酸键 〖讲述〗ATP的结构特性 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点是:它的高能磷酸键(也即酸酐键,用“~”表示),水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上(一般>20.92kJ/mol)。这里需要说明的是,化学中使用的“键能”和生物化学中使用的“高能键”,含义是完全不同的。化学中“键能”的含义是指断裂一个化学键所需要提供的能量;生物化学中所说的“高能键”是指该键水解时能释放出大量能量。 ATP是由一分
4、子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起,依次分别称为α、β、γ磷酸基团。ATP的结构式是: 分析ATP的结构式可以看出,腺嘌呤与核糖结合形成腺苷,腺苷通过核糖中的第5位羟基,与3个相连的磷酸基团结合,形成ATP。ATP分子中的γ磷酸基团水解时,能释放30.5kJ/mol的能量,而6-磷酸葡萄糖水解时释放的能量只有13.8kJ/mol。需要指出的是,ATP分子既可以水解一个磷酸基团(γ磷酸基团),而形成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi);又可以同时水解两个磷酸基团(β磷酸基团和γ磷
5、酸基团),而形成一磷酸腺苷(AMP)(腺嘌呤核糖核苷酸)和焦磷酸(PPi)。后一种水解方式在某些生物合成中具有特殊意义。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下,由ATP提供一个磷酸基团而 酶 形成ADP,ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP。 〖板书〗ATP:A—P~P~PA—P~P+30.5kJ/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分子既可以水解一个磷酸基团,而形成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi),30.5kJ/mol。 〖板书〗二、ATP与ADP可以相互转化 酶
6、1 酶2 A—P~P~PA—P~P+30.5kJ/mol (物质可逆,能量和酶不可逆) 补充: 〖讲述〗ATP是活细胞内一种特殊的能量载体,在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在着,并不断与ADP相互转化而形成ATP系统。ATP在细胞内的含量是很少的。但是,ATP与ADP在细胞内的相互转化却是十分迅速的。一般地说,ATP在细胞内形成后不到1min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,24h内竟有40kg的ATP发生转化;在紧张活动的情况下,AT
7、P的消耗可达0.5kg/min。总之,在活细胞中,ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的,其消耗与再生的速度是相对平衡的,ATP的含量因而维持在一个相对稳定的、动态平衡的水平。可见,细胞内ATP系统处在动态平衡之中,这对于构成细胞内稳定的供能环境具有十分重要的意义。 〖板书〗三、ATP的利用 吸能反应:需要消耗能量,是吸能反应。(如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应,)这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。 放能反应:能够释放能量,是放能反应。(如丙酮酸的氧化分解,)这一反应所释放的能量除以热能形式散失外,用于A
8、DP转化为ATP的反应,储存在ATP中。 〖讲述(黑体字是板书
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