师:同学们,今天我们一起复习ATP与细胞呼吸,这是本节课的学习目标。首先看ATP,关于ATP的结构要明确三点:ATP的化学组成、中文名称和结构简述。ATP的化学组成包括腺嘌呤、碱基核糖和磷酸基团,其中腺嘌呤和核糖脱水缩合形成腺嘌呤核糖核苷酸,简称为腺苷。腺苷再与三个磷酸集团相连,所以它的中文名称叫腺嘌呤核苷三磷酸,英文缩写为ATP。其中A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸基团。在结构简式中,短线代表普通化学键,波浪线代表特殊的化学键。来看一个例题:在下列6种化合物的化学组成中,圈中所对应的含义最接近的是?

  生:小炫,一圈内表示腺嘌呤核糖核苷酸,小圈2的圈内表示的是腺嘌呤碱基。小圈3中含有DNA特有的碱基胸腺嘧啶T,因而圈内表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。小圈4中含有RNA特有的碱基尿嘧啶,小圈5表示的是腺嘌呤核糖核苷酸,小圈5表示的是腺嘌呤核糖核苷,也就是腺苷。小圈6表示的也是腺嘌呤和核糖核苷,所以选择D选项。

  师:ATP和ADP的相互转化是指ATP既可以在ATP水解酶的作用下水解为ADP和磷酸并释放出能量,同时ADP和磷酸又可以在能量的驱动下经ATP合酶催化形成ATP。ATP在细胞内的含量高吗?

  生:ATP在细胞内的含量很少,但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速。

  师:这里提醒三点。第一,ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生,并且处于动态平衡之中,这是保证细胞内稳定供能环境的基础。第二,ATP和ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的,这从能量转化的角度说明生物界具有统一性。第三,合成ATP所需的能量来自光合作用和细胞呼吸。ATP水解释放的能量是细胞生命活动的直接能源。ATP的合成能写成ADP + 磷酸 + 能量生成ATP和水吗?

  生:ATP和磷酸之间脱去一个水,通常水被略去。

  师:ATP的功能机理以钙离子的主动运输为例,首先是ATP水解释放能量使载体蛋白磷酸化,接着磷酸化的载体蛋白空间结构发生变化,进一步引起载体蛋白活性改变,从而使钙离子得以通过细胞膜实现主动运输。ATP的合成、水解与吸能反应和放能反应的关系,ATP的合成一般与放能反应相联系,ATP的水解一般与吸能反应相联系。正是由于能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通,因而把ATP比喻为细胞的能量货币。

  来看例2,有关DNA分子的研究中,常用磷32标记DNA分子,用α、β和γ表示ATP或dATP上三个磷酸基团所处的位置。(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把磷32标记到DNA末端上,那么带有磷32的磷酸基团应该在ATP的什么位上?

  生:该空考察ATP的结构。ATP的末端磷酸基团具有较高的转移势,远离腺苷的那个特殊的化学键,容易断裂,也容易重新形成。所以这个空应该填γ。

  师:(2)若用带有磷32标记的dATP作为DNA生物合成的原料,把磷32标记到新合成的DNA分子上,则带有磷32的磷酸基团应在dATP的什么位上?

  生:这是考察DNA的基本组成单位和dATP的关系。dATP水解掉两个磷酸基团以后得到腺嘌呤脱氧核苷酸,它是组成DNA的基本单位之一,所以该空填α。

  师:ATP这一部分我们可以从两个方面来进行小结:一是ATP的结构,包括它的中文名称和结构简式,能从中文名称联想到其化学组成;二是ATP的功能。ATP是生命活动的直接能源物质,细胞通过ATP与ADP的迅速相互转化来保证细胞内稳定的供能环境。因为能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通,所以把ATP比喻为细胞的能量货币。

  关于细胞呼吸,先看探究酵母菌呼吸方式的实验。这个实验的实验材料是酵母菌,酵母菌为兼性厌氧菌。产物的检测:一是二氧化碳的检测,可通过澄清石灰水变混浊或溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄来检测。而比较二氧化碳产生的多少,可通过澄清石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短得出。酒精的检测是用橙色的酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色,说明酒精的存在。检测酒精为什么要耗尽酵母菌培养液中的葡萄糖?

  生:由于葡萄糖具有还原性,也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。

  师:实验装置分有氧呼吸和无氧呼吸两种情况。实验的自变量是氧气的有无。有氧条件是通过橡皮球或气泵间歇泵入空气得以满足,而无氧条件则是将盛有酵母菌培养液的锥形瓶放置一段时间,再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶。这个实验的因变量是细胞产物的不同,无关变量包括酵母菌的种类、活性、温度、葡萄糖溶液的浓度、体积等。该实验的实验组是哪一个?

  生:两个都是实验组,这是对比实验,也叫相互对照实验。

  师:大家回顾一下我们学过的对比实验,还有淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用、T2噬菌体侵染细菌的实验,以及鲁宾和卡门用标记的二氧化碳或水得出光合作用释放的氧气来自水的实验。通过探究酵母菌细胞呼吸方式的实验,我们可以得出酵母菌既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸。来看一个例题:探究酵母菌细胞呼吸方式实验中错误的是?

  生:选择C选项,不管酵母菌进行有氧呼吸还是无氧呼吸,都能产生二氧化碳,使石灰水变浑浊。

  师:有关细胞呼吸的概念,一是理解。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳和其他产物,同时释放能量生成ATP的过程。细胞呼吸与呼吸作用关系如何?

  生:呼吸是机体与外界进行气体交换的过程,是物理变化,而呼吸作用发生在细胞内,也叫细胞呼吸。

  师:二是领悟细胞呼吸的实质。细胞呼吸是氧化分解有机物、释放能量的过程。三是理解细胞呼吸的意义。细胞呼吸为细胞的生命活动提供能量,是细胞代谢的枢纽。

  具体到有氧呼吸,一,真核细胞有氧呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体,强调不能漏掉细胞质基质。线粒体是有氧呼吸的主要场所,但不是全部场所。二,线粒体由哪几部分组成?

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《生物 必修1 ATP和呼吸作用 逐字稿-4,759字 第5版》.docx
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