高中生物新课标苏教版教研中心(第一节 ATP和酶)

教研中心
教学指导
一、课标要求
1.简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的分子简式。

2.解释ATP在能量代谢中的作用。

3.解释ATP是细胞内的能量通货，举例说明酶的特性和酶促反应的过程。

4.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

5.探究影响酶活性的因素，学会控制自变量，观察和检验因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

二、教学建议
本节课内容需1课时完成。

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？可以用这些问题引入新课的学习。

本节课的标题为“细胞的能量‘通货’——ATP”，教师可以围绕着这个标题展开教学。

教学时教师若善作比喻会使本节内容易于被学生理解。

教师可以告诉学生我们的日常生活每天都需要必要的开销，这些消费要通过我们手里的流通货币。

但是如果我们总是拿出大额面值的钞票进行交易会很麻烦，比如我们不必要在买一根冰棒、一串糖葫芦或一管牙膏时拿出百元大钞，相反如果我们把百元大钞换成100张一元小票，在进行交易时就会很方便。

细胞利用能量也是如此，在细胞中的“百元大钞”相当于储存能量的有机物大分子，ATP分子就是那个可以在细胞内流通的“小票”，即能量的通货。

在介绍ATP时，可以将ATP分子的化学成分以及结构图片展示给学生，不必让学生记忆ATP分子的结构式，只是通过了解ATP分子结构的特点，让学生对其能够作为细胞的能量通货有所理解。

尤其是对于ATP的简式以及所表示的含义，要让学生清楚ATP三个磷酸键的不同，可以利用多媒体或形象的图画让学生了解何谓“高能磷酸键”。

关于ATP与ADP的相互转化是本节的重点也是难点，教师可以继续利用前面的比喻，将细胞中的能量通货比作我们日常生活中的零用钱，它会随着每天的花销而减少，因此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充，细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物。

在有机物分解时释放出的能量能被用来合成ATP，这个过程通过ATP与ADP的相互转化来实现。

教师在介绍这部分内容时可以充分利用教材上的图解，告诉学生ATP水解时，远离腺苷的磷酸键断裂时释放出较多的能量，是一种放能的过程，所以当ADP与磷酸再次结合形成ATP时，必然从周围吸收相同的能量，而且这个过程在细胞中时刻发生，这就是为什么ATP 可以作为一种能量的“小票”而在细胞中流通使用的原因。

学生对酶的认识有限但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以利用学生对无机催化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入新课学习。

可以介绍几种无机催化剂的作用，让学生说出无机催化剂催化的特点和条件，然后让学生思考生命活动是一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？学生比较容易想到细胞内的环境是一个常温常压的状态，在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂——酶，由此引入酶的学习。

既然学生们知道无机催化剂的作用，就让学生通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别。

教师可以给学生一些具体数字，加深学生的印象，在做实验时感悟酶作
验需要设置实验组和对照组，建议教师利用直观的手段（绘图或电子幻灯等）将实验的装置特别是实验组和对照组的装置分别向学生展示，以增加学生实验操作和讨论的效率。

关于酶的概念，课程标准要求层次为理解，这就意味着学生能够对酶的概念进行阐述、解释。

这就需要教师在将酶的概念阐述清楚的基础之上，通过实验和生活生产实践中的实例让学生体会酶的概念，落实课标的要求。

在学习酶的特性时，学生对于酶已经有了一定的认识基础了，在这个基础上让学生判断酶作为生物催化剂催化化学反应时应具备哪些特点。

这里需要提醒学生的是，绝大多数的酶是蛋白质，从蛋白质的特性上去思考酶的特性。

通过前面的实验，学生已经对酶的催化效率有了感性认识，让学生接着思考酶催化反应是否应在其分子结构上有特定的活性部位，而这个活性部位恰恰就是酶具有专一性的原因。

酶与底物之间具有锁匙关系，一种酶只能催化一种或一类化学反应，这种高度的专一性保证了生命活动有条不紊地进行。

在学习影响酶活性的条件时，教师要重视教材上提供的探究活动，要让学生亲自获得酶的活性受到温度和酸碱度影响的实验证据，还可以通过定量化的探究实验认识酶活性的范围，当然，这是较高层次的要求。

资源参考
知识拓展
萤火虫发光的原理和意义
萤火虫不论雄性的还是雌性的，夏、秋的夜晚都会一闪一闪地发光。

雄虫比雌虫的个体小一些，但发出的闪光却亮一些。

萤火虫发出的闪光，主要是求偶的信号，用来吸引异性前来交尾。

萤火虫有许多种，如平冢萤火虫、姬萤火虫等。

不同种类的萤火虫会发出各自特定的闪光信号。

雌虫看到飞舞着的同种雄虫发出的闪光信号后，就会以特定的闪光信号回应。

雄虫的每一组闪光信号是由几个节奏组成的，每个节奏都包括闪光的次数、闪光的频率和每次闪光的时间，这些都是雌虫能够识别的。

如果雌虫顺利地回应了闪光信号，则雄虫就会前来交尾，以繁衍后代。

有的科学家准确分析出某种雄性萤火虫的闪光规律后，用手电筒模拟这种闪光信号，竟然发现同种的雌虫会迎光而来。

有趣的是，雌虫看到其他种类雄虫的闪光信号后，有时竟能发出该种雌虫的闪光信号，这种闪光信号具有欺骗性，能使该种雄虫误以为可以前去交尾而被雌虫吃掉。

雌虫的这一特性，可以使自己获得丰富的营养。

这种现象被科学家戏称为“死亡拥抱”。

此外，萤火虫发出的荧光还具有一定的警戒作用和照明作用。

萤火虫的发光器官位于腹部后端的下方，该处具有发光细胞。

发光细胞的周围有许多微细的气管，发光细胞内有荧光素和荧光素酶。

荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。

在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。

顺便说到，荧光是一种冷光，其发光效率可高达98%左右，而热光发光效率则低得多，如太阳的发光效率只有35%左右。