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如何使用贝壳网教学资源

第2节 细胞的能量“通货”──ATP

徐鑫
湘潭县第九中学
高中
生物
必修1
人教版
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    教学准备

    学情分析


    通过《组成细胞的分子》一章的学习,学生对能源物质与能量有了进一步的理解,也为学习ATP这一细胞的直接供能物质奠定了基础。但是ATPADP作为两种看不见摸不着的物质,又是学生新接触的两个概念,学生掌握起来有一定的难度。此外,学生通过物理、化学两学科的学习,已经具备了能量转化的知识,将其转移应用到对ATPADP的相互转化上,来认识细胞内的能量转化,是有帮助作用的。


    教学工具

    白板教学、多媒体课件

    教学设计

    教学目标

    学科核心素养达成目标:

    生命观念: 

        1. 认同能量代谢过程中的“动态的”和“相互联系”的观点。 

        2. 知道ATP在生命活动中的作用 

    理性思维: 

    1.对比ATP和葡萄糖作为能源物质的异同。 

       2.通过“资料”分析获取ATP的特点与作用。寻找ATP是直接能源物质的证据进行论证。 

       3.评价模型的合理及科学性

    科学探究: 养成探究与论证相结合的论证思维

    社会责任: 应用生物能量转换的观点,解决能量应用的问题。


    教学重难点

      教学重点

    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

      教学难点

    ATPADP的相互转化及对“能量通货”的理解。


    教学方法

    合作探究、讨论法

    教学过程

     

    《细胞的能量“通货”——ATP》教学设计

    一、教材内容、地位

        细胞的能量“通货”——ATP》是必修I《分子与细胞》第5章《细胞的能量供应和利用》中第2小节的内容。本节内容主要介绍ATP的分子组成和结构特点、ATPADP的相互转化以及ATP在细胞生命活动中的作用3个方面的内容。本节教学内容各部分的联系紧密,需要综合理解与应用。该节内容在《细胞能量供应和利用》一章中有承上启下的作用,学习好本节内容,有助于帮助学生更好掌握后面细胞呼吸、光合作用等知识。

    二、学情分析

         通过《组成细胞的分子》一章的学习,学生对能源物质与能量有了进一步的理解,也为学习ATP这一细胞的直接供能物质奠定了基础。但是ATPADP作为两种看不见摸不着的物质,学生掌握起来有一定的难度,因此侧重对两种物质化学组成简式进行分析与解释。学生通过学科间的综合,已经具备了能量转化的知识,将其转移应用到对ATPADP的相互转化上,来认识细胞内的能量转化。

    三、教学目标

    (一)知识与技能

    1.简述ATP的化学组成和特点

    2.写出ATP的分子式

    3.解释ATP在能量代谢中的作用

    (二)过程与方法

    1.通过ATPADP的相互转化关系,认识ATP在细胞中作为能量通货的原因

    2.通过分析,ATP的如何生成和消耗,找出能量代谢的规律

    (三)情感态度与价值观

    1.激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育

    2.培养学生主动参与的学习态度,培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度

    四、教学重难点

    (一)教学重点

    1ATP化学组成的特点及其在能量中的作用

    2ATPADP的相互转化

    (二)教学难点

    ATPADP的相互转化

    五、教学准备

    教学课件

     ()预习检查

    检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑。

    (二)引入新课

       由唐诗音频导入      秋夕  杜牧

    银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水,卧看牵牛织女星。

    师:该诗中提到是什么动物呢? 生:萤火虫

    接下来我们就萤火虫来进行探究实验

    设计意图:此音频导入,既能激发生兴趣,又能直奔本节课的主题。

    提问:

        萤火虫尾部发光需要能量吗?如果要,这些能量是来自细胞中的糖类、蛋白质等能量物质吗?

    学生小组讨论,教师给予评价。

    [引出课题]细胞的能量“通货”—ATP

    (三)合作探究、精讲点拨。

    合作探究一:ATP的功能

    设计实验:用培养皿、试管、活萤火虫(摘下其尾部发光器备用)、ATP制剂、质量浓度为1.2g/dL的葡萄糖溶液、生理盐水、蒸馏水以及必需的实验用具。

    问题:1、你能否设计实验?

          2、选择萤火虫的发光器为实验材料的优点:

          3、将发光器捣碎的目的:

          4、本实验的原理是:

    设计意图:通过问题,激发学生探究的欲望,培养实验能力及科学素养

        得出结论: ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。

    接着向学生出示ATP片剂或注射液的使用说明书,说明ATP是真实存在的,而且已经用于医疗实践

    设计意图:加深学生对ATP功能的理解。

    合作探究二:ATP的结构

    结构与功能相适应是生物学的一个基本原理,ATP具有怎样的结构和特点才能担当新陈代谢所需能量的直接来源的“重任”呢?引出后面的内容“ATP分子中具有高能磷酸键”。

    学生阅读教材并填写12

        1、写出ATP(三磷酸腺苷)的分子结构简式,并标出所有符号代表的意义。

    2ATP中的两个磷酸基团之间(PP之间)用“~”表示的化学键是_________。如ATP水解生成ADP和磷酸时,释放的能量多达30.54KJ/mol,含有高能磷酸键的化合物统称为______________

    师问:ATP是什么物质? 展示ATP的结构式(完整化学结构):介绍腺嘌呤、核糖(组成腺苷)、磷酸基团。 提出ATP的结构简式APPP,分别介绍:A代表腺苷;P代表磷酸基团;T代表三;~代表特殊的化学键,即高能磷酸键,储存有大量的能量,水解时可以释放出来。

    关于ATP的结构,让学生分析教材中的三个色块代表的含义,明确ATP结构简式中所有符号代表的含义,特别强调ATP中大量的化学能储存的部位。

    学生6人为一组,小组合作探究构建ATP结构模型

    设计意图:通过小组建构模型活动,展示,完成教学重点一:ATP化学组成的特点。

    师:提供磷酸、五碳糖、腺嘌呤等原材料并分发各学习小组

    生:小组分组讨论并拼接ATP结构模型,其中一个小组派位代表上前拼接并构建模型并解说

    师:巡视各小组活动其他小组的模型,用手机投屏并展示。

    以模型中的高能磷酸键,引出下一个内容

    ATP________________(哪个)高能磷酸键,在一定条件下容易水解生成_  __________放出能量,生成的两者________(容易/难以)再捕获能量重新生成ATP

         教学中抓住教材中ATP再生迅速且含量稳定、移动迅速、供能高效”的特点,引导学生分析ATP在能量“转移”中所起到的关键作用。ATP作为生命活动的直接能源物质,是因为ATP既解决了线粒体“产能”和细胞各处都要“耗能”在空间上的矛盾,又解决了能量在糖类、脂肪等物质中“稳定储存”和细胞代谢需要“灵活利用”的矛盾。从而正确理解ATP在能量代谢的过程中扮演的角色--------能量“通货”。引导学生从两种不同角度分析这一过程,提高学生分析与推理能力。

    知识迁移练习

     

    合作探究三:ATP与ADP的相互转化

    师:用PPT展示下列资料:

    资料分析1:一个成年人在安静状态下,24h内竟有40kg的ATP转化成ADP。一个人在剧烈运动状态下,每分钟约0.5kg的ATP分解释放能量,供运动所需。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2-10mg。资料分析2:肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时,肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s所需的能量。从以上资料我们可以获得什么信息?

    生:分组进行资料分析?2分钟后由各组代表汇报分析结果。

      师生共同总结:可以获得的信息。ATP在人体细胞内含量少,分解的速度快,合成速度快。

    设计意图:提高学生课堂参与度;提高学生学习兴趣;培养学生分析资料,获取信息能力。培养合作意识和团队精神。

    师提问:ATP和ADP是怎样相互转化的?请用一个图示表示出来。

    生:绘图师:注意发现学生中绘出的不同于课本又能正确表示ATP和ADP相互转化的图示

    设计意图:提高学生图文转换能力。

    师:提问:ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗?

    生:分组讨论。

    设计意图:培养学生思维的全面性,严密性。(学生往往只能一个角度找结论,找到结论后就不再从其它角度思考,思维的全面性不足。)

    师生共同总结:此转化过程能量是不可逆,反应过程也是不可逆的。(可以让学生关于这个文图展开讨论,提示:从反应过程的酶、反应场所、能量不同几个方面分析讨论。)

    师:提问:ATP的合成过程中,所需能量由谁来提供呢?请阅读相关教材内容后回答。

        生:阅读教材。

        师:抽查12学生,请他们来回答上述问题。

    设计意图:该问题较简单,且课本中有现成答案,让成绩不理想的学生回答有利于提高他们的学习积极性。

     

    合作探究四、ATP的利用

    带着问题阅读教材并回答问题 说出: 断键方式与位置   ATP→ADP+Pi+能量   ADP+Pi+能量→ATP  

    衔接:ATP作为细胞生命活动的直接供能物质,都提供那些生命活动能量?

    教师评价、小结学生回答:主动运输、生物发电发光、肌肉收缩、大脑思考、细胞吸收反应等生命活动需要能量。  

      教师提出关于细胞内吸能反应、放能反应与ATP的关系:吸能反应一般与ATP水解相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。实现能量的循环。(再次验证ATP的“通货”作用)

    学生:观看教材5-7图后再观看多媒体演示,进行思考、归纳,回答教师问题。

    设计意图:通过多种途径,理解ATP在能量代谢中的作用

    ATP既能储存能量,又能释放能量。糖类等大分子中的能量不能被细胞利用,它们把能量储存在ATP中,然后由ATP水解将能量释放出来,直接供生命活动所用。ATP类似于可以直接流通的货币,所以叫能量“通货” 。

    (四)本节小结。

    师:引导学生以概念图的方式进行总结

    (五)作业

    、板书设计

                     细胞的能量“通货”——ATP

    一、ATP的功能————各项生命活动的直接能源物质

    二、ATP的结构

    全称:三磷酸腺苷        结构简式:A-PPP

    三、ATPADP的相互转化

    ADPPi+能量——>ATP

    四、ATP的利用

    其他同步教学设计

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