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《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》教學(xué)設(shè)計(jì)
生物組 :劉麗
一、教材內(nèi)容、地位
《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》是高中生物(新課標(biāo)人教版)必修I《分子與細(xì)胞》第5章《細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用》中第2小節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容主要介紹ATP的分子組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP在細(xì)胞生命活動(dòng)中的作用3個(gè)方面的內(nèi)容。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較少,但是各部分內(nèi)容的聯(lián)系與滲透十分典型,需要綜合理解與應(yīng)用。同時(shí),該節(jié)內(nèi)容在《細(xì)胞能量供應(yīng)和利用》一章中的承接作用相當(dāng)明顯,學(xué)習(xí)好本節(jié)內(nèi)容,有助于幫助學(xué)生更好掌握后面包括細(xì)胞呼吸、光合作用等知識(shí)。
二、學(xué)情分析
通
2、過(guò)《組成細(xì)胞的分子》一章的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)能源物質(zhì)與能量有了進(jìn)一步的理解,也為學(xué)習(xí)ATP這一細(xì)胞的直接供能物質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。但是ATP與ADP作為兩種看不見(jiàn)摸不著的物質(zhì),又是學(xué)生新接觸的兩個(gè)概念,學(xué)生掌握起來(lái)是有一定的難度,因此應(yīng)該側(cè)重對(duì)此兩種物質(zhì)化學(xué)組成簡(jiǎn)式的分析與解釋。此外,學(xué)生通過(guò)物理、化學(xué)兩學(xué)科的學(xué)習(xí),已經(jīng)具備了能量轉(zhuǎn)化的知識(shí),將其轉(zhuǎn)移應(yīng)用到對(duì)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化上,來(lái)認(rèn)識(shí)細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化,是有幫助作用的。
三、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)
2.寫出ATP的分子式
3.解釋ATP在能量代謝中的作用
(二)過(guò)程與方法
1.通過(guò)ATP與AD
3、P的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,認(rèn)識(shí)ATP在細(xì)胞中作為能量流通的、 2.通過(guò)分析,比較在生物體生命活動(dòng)中,ATP的如何生成和消耗,找出能量代謝的規(guī)律
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛(ài)自然的和生命的情感教育
2.培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)用準(zhǔn)確的科學(xué)術(shù)語(yǔ)闡述觀點(diǎn)和進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的態(tài)度
四、教學(xué)重難點(diǎn)
(一)教學(xué)重點(diǎn)
1.ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量中的作用
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
(二)教學(xué)難點(diǎn)
ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
五、教學(xué)方法
本節(jié)教學(xué)采用教師主導(dǎo),學(xué)生自主、合作和交流討論相結(jié)合的方法展開(kāi)教學(xué)
六、課時(shí)安排
1課時(shí)
七、教學(xué)
4、過(guò)程
教學(xué)過(guò)程
教師組織與引導(dǎo)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
情境創(chuàng)設(shè)
教材中的問(wèn)題探討(課件展示):螢火蟲(chóng)尾部發(fā)光需要能量嗎?如果能,這些能量是來(lái)自細(xì)胞中的糖類、脂肪等能量物質(zhì)嗎?
教師小結(jié):螢火蟲(chóng)尾部發(fā)光需要一種活躍的、能直接使用的能量,但是細(xì)胞中的糖類、脂肪等物質(zhì)中的能量卻是穩(wěn)定,解決這一矛盾的物質(zhì)是ATP(三磷酸腺苷)。
學(xué)生思考與討論
通過(guò)問(wèn)題,引入新課
提出ATP這種特殊的物質(zhì)
通過(guò)“通貨”比喻教學(xué),進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)ATP的認(rèn)識(shí):
存折(對(duì)應(yīng))細(xì)胞中的糖類、脂肪等大分子能量物質(zhì);流通貨幣(對(duì)應(yīng))ATP
理解細(xì)胞能量的“
5、穩(wěn)定儲(chǔ)存”與“靈活利用”
生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
銜接:ATP是什么物質(zhì)?
引導(dǎo)學(xué)生分析ATP的結(jié)構(gòu)式(完整化學(xué)結(jié)構(gòu)):介紹腺嘌呤、核糖(組成腺苷)、磷酸基團(tuán)。
提出ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A—P~P~P,分別介紹:A代表腺苷;P代表磷酸基團(tuán);T代表三;~代表特殊的化學(xué)鍵,即高能磷酸鍵,儲(chǔ)存有大量的能量,水解時(shí)可以釋放出來(lái)。
需要向?qū)W生解釋清楚高能化合物的概念,即一般把水解時(shí)釋放20.92 kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物,如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸時(shí),釋放出的能量約30.5kJ/mol,可見(jiàn)ATP是高能化合
6、物,這種鍵稱為高能鍵,常以“~”符號(hào)表示。
而且ATP的能量與某些高能化合物(如磷酸肌酸)相比,要低一些,因此磷酸肌酸中的能量可在不需額外供能的情況下轉(zhuǎn)移給ATP。而葡萄糖分子徹底氧化為二氧化碳和水后,釋放出2870kJ/mol的能量。結(jié)果,存在于葡萄糖分子中的能量就像存在銀行里的錢,而儲(chǔ)存在ATP分子中的能量則像“零錢”,它更容易在細(xì)胞中被使用,因此有的說(shuō)ATP是能量的“通用貨幣”就是這個(gè)道理。
小結(jié):ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物,是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì)。
觀看ATP的結(jié)構(gòu)式和漢字提示
對(duì)應(yīng)ATP的結(jié)構(gòu)式,理解并掌握ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。
識(shí)記
7、
通過(guò)介紹ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,完成教學(xué)重點(diǎn)一:ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
銜接:ATP如何水解釋放出大量能量?
學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容,回答問(wèn)題
講解、解說(shuō)ATP的斷鍵方式:ATP不穩(wěn)定,在酶的催化下,遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷裂,釋放出30.54kJ/mol的能量,同時(shí)還生成了ADP(二磷酸腺苷)和游離的Pi。
ADP在酶的催化作用下,可以接受能量,并與一個(gè)游離的Pi的結(jié)合,合成ATP
通過(guò)存折中的錢與“通貨”的關(guān)系,用比喻教學(xué)的方式,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí):
ATP隨著生命活動(dòng)的進(jìn)行而減少(對(duì)應(yīng))通貨的
8、花銷而減少;細(xì)胞中的糖類、脂肪等大分子物質(zhì)能量的釋放合成ATP(對(duì)應(yīng))存折中的錢取出成為通貨。
強(qiáng)調(diào)細(xì)胞內(nèi)ATP的含量是相對(duì)穩(wěn)定的;ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的,細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用,ATP的水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動(dòng)的直接能量來(lái)源,呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用,只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP,且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。最終應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到ATP與ADP之間高效、迅速的轉(zhuǎn)化是處于動(dòng)態(tài)平衡之中的,ATP是生物體的直接能源,是細(xì)胞能量代謝的“通用貨幣”。
教師引導(dǎo)學(xué)生思考討論:ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制(教材89頁(yè)圖5-6
9、)
對(duì)于動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō),均來(lái)自于細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用時(shí)有機(jī)物分解所釋放的能量;對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō),除了依賴呼吸作用所釋放的能量外,在葉綠體內(nèi)進(jìn)行光合作用時(shí),ADP轉(zhuǎn)化為ATP還利用了光能。
小結(jié):板書 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖,
學(xué)生口述,教師補(bǔ)充。
帶著問(wèn)題閱讀教材并回答問(wèn)題
掌握斷鍵方式與位置
掌握ADP+Pi+能量→ATP
掌握ATP→ADP+Pi+能量
了解ADP轉(zhuǎn)化為ATP的能量來(lái)源
隨教師的板書口述ATP與ADP
10、相互轉(zhuǎn)化
板書ATP與ADP間的關(guān)系
加強(qiáng)理解記憶,培養(yǎng)理解能力
培養(yǎng)表達(dá)能力,完成教學(xué)重難點(diǎn):ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
ATP
的利用
銜接:ATP作為細(xì)胞生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì),都提供那些生命活動(dòng)能量?
教師評(píng)價(jià)、小結(jié)學(xué)生回答:主動(dòng)運(yùn)輸、生物發(fā)電發(fā)光、肌肉收縮、大腦思考、細(xì)胞吸收反應(yīng)等生命活動(dòng)需要能量。
教師提出關(guān)于細(xì)胞內(nèi)吸能反應(yīng)、放能反應(yīng)與ATP的關(guān)系:吸能反應(yīng)一般與ATP水解相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應(yīng)一般
11、與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)。(再次驗(yàn)證ATP的“通貨”作用)
學(xué)生觀看教材5-7圖進(jìn)行思考、歸納,回答教師問(wèn)題。
以評(píng)價(jià)促學(xué)生的發(fā)展。解釋ATP在能量代謝中的作用
課堂總結(jié)
引導(dǎo)學(xué)生以概念圖的方式進(jìn)行總結(jié)
評(píng)價(jià)反饋:課本練習(xí),教師檢查講評(píng)
完成課本練習(xí)
總結(jié)教學(xué)重點(diǎn),加強(qiáng)學(xué)生記憶
八、作業(yè)
1、制作學(xué)習(xí)卡:本節(jié)知識(shí)的概念圖
2、全優(yōu)設(shè)計(jì)同步練習(xí)
九、教學(xué)反思
1、注意培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流的能力
2、可以通過(guò)比喻教學(xué)的方法,幫助學(xué)生理解ATP與糖類和脂肪的關(guān)系
十、板書設(shè)計(jì)
第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”—ATP
一、什么是ATP?
是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物,中文名稱叫做三磷酸腺苷
二、ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1、化學(xué)組成:腺嘌呤、核糖、磷酸;
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A—P~P~P
三、ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化
1、反應(yīng)式:
ADP+Pi+能量→ATP
ATP→ADP+Pi+能量
2、ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來(lái)源:
人、高等動(dòng)物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌:呼吸作用
綠色植物:呼吸作用、光合作用
四、ATP的利用
1、運(yùn)輸物質(zhì)
2、肌肉收縮
3、合成物質(zhì)
4、生物發(fā)電
5、神經(jīng)活動(dòng)
專心---專注---專業(yè)