高中生物学人教版必修一：ATP的结构与供能机制.docx

教学设计

名称

ATP的结构与供能机制

知识点来源

?学科：生物学?年级：高一年级

?教材版本：生物学必修1《分子与细胞》

?所属章节：第五章第2节

设计思路

教学设计

内容

教学目的

1.依据ATP的结构式说出ATP的化学组成与特点。

2.结合ATP的结构特点理解ATP的供能机制。

教学重点难点

教学重点：理解ATP化学组成与特点。

教学难点：理解ATP的供能机制。

教学过程

一、问题导学，初识ATP

运动是人体每天需要进行的活动。运动是通过肌肉的收缩与舒张实现的，肌肉的收缩过程需要消耗能量，那么直接为生命活动提供能源的物质是什么呢？

我们学习过的能源物质有糖类、脂肪等有机物，它们都储存着化学能，但直接给细胞生命活动提供能量的却是另一种有机物---ATP。ATP为什么能作为肌肉收缩的直接能源物质呢？这与它的结构特点密不可分。

展示ATP的结构式，引导学生思考以下问题：

1、ATP由哪些元素构成？

2、ATP中的A、T、P三个字母有什么含义？

二、模型构建，理解ATP

教师带领学生分析ATP的结构式，可以发现它由一份子腺嘌呤，一份子核糖和三分子的磷酸基团构成，其组成和RNA的基本组成单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸相似。

教师给出RNA的基本单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸的结构简图，引导学生类比腺嘌呤核糖核苷酸结构简图，构建出ATP的结构简图。

教师指出ATP的结构简图中磷酸基团之间的化学键是一种特殊的化学键，用“~”表示。

教师结合ATP的结构简图提问：

1、腺嘌呤和腺苷有什么区别？

2、类比腺苷三磷酸的简图，腺苷连接两个磷酸基团和连接一个磷酸基团形成的化合物又分别叫什么？

ATP、ADP和腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）的区别

功能解析，再识ATP

引导学生分析ATP结构特点，思考以下问题：

为什么ATP能够携带能量？

2、ATP如何将能量释放出来？

教师讲解：ATP中的磷酸基团带有负电荷，同种电荷之间相互排斥，因此将3个带负电荷的磷酸基团压缩在一起，需要能量来克服磷酸基团间的斥力。ATP就如同一个被压缩了的弹簧，分子内部具有较高的转移势能。当高能键断裂，就如同压缩的弹簧松开，此时能量被释放。

小结：ATP是一种高能磷酸化合物，末端的磷酸基团具有较高的转移势能，能够为肌肉收缩等生命活动供能。

ATP是如何为生命活动供能的呢？

教师播放“ATP为主动运输供能”视频。

教师追问：那在肌肉的收缩过程中，ATP是如何被利用的呢？

肌肉的存在可以让我们完成奔跑、写字等各种各样的动作，骨骼肌是体内最多的肌肉组织，约占体重的40%。

骨骼肌肌肉是由很多肌纤维束组成，肌纤维束又由很多肌纤维组成，肌纤维又由很多肌原纤维组成，肌原纤维中的结构单位是肌小节（如下图）。一个个收缩单位肌小节在收缩，导致肌原纤维收缩，肌原纤维收缩就会导致肌纤维收缩，从而肌纤维束收缩导致肌肉收缩。

播放“ATP为肌肉收缩供能”视频。教师进行分步讲解：肌肉中存在两种蛋白，肌球蛋白和肌动蛋白，肌球蛋白就通过ATP水解释放的磷酸基团进行空间结构的改变，肌球蛋白的头部每‘刨’一次肌动蛋白，肌动蛋白就会被拽动，从而导致肌肉收缩。

小结ATP供能机制：ATP水解释放的磷酸基团可以使蛋白质等分子磷酸化，空间结构发生变化，活性也被改变，从而参与各种化学反应。

概念构建，小结ATP

迁移应用

1、ATP既然能为肌肉收缩提供能量，那它能否应用在体育竞技中以帮助运动员取得更好的成绩呢？如果能，那ATP是不是兴奋剂呢？

2、ATP制剂在实际中有哪些应用？查阅资料进行说明。