資源簡介

課題 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP 班級
教材分析 “細(xì)胞的能量‘貨幣’ATP”是人教版必修 1《分子與細(xì)胞》第5章第2節(jié)的內(nèi)容，在課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求是“解釋 ATP 是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)”，本節(jié)內(nèi)容的具體要求是: 掌握 ATP的生理功能，在新陳代謝中理解ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變，深入理解放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。需要以生物學(xué)概念為支撐達(dá)成目標(biāo)，并在價(jià)值觀、品格與能力層面具有一致性。本教學(xué)設(shè)計(jì)通過演示實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生得出ATP是細(xì)胞 命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，選擇構(gòu)建模型的方法闡明AT的結(jié)構(gòu)，通過學(xué)生自主設(shè)計(jì) ATP 和ADP轉(zhuǎn)化之間的內(nèi)在聯(lián)系模型圖，能夠在思考中了解這種轉(zhuǎn)化對于生命的意義，回顧舊知能夠舉出 ATP 利用的例子，通過模型總結(jié)出ATP 供能的原理，掌握教材中肌肉收縮和載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子的機(jī)制，形成次位概念: 解釋ATP是驅(qū)動(dòng)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
學(xué)情分析 高一學(xué)生已經(jīng)具備了一定的知識(shí)水平，思維和學(xué)習(xí)能力也得到了一定的發(fā)展。在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了三大能源物質(zhì)的功能、與能量代謝有關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，也有一定的知識(shí)基礎(chǔ)。但學(xué)生對抽象知識(shí)的理解有一定障礙，而且在對問題的本質(zhì)分析和協(xié)作交流方面還有待加強(qiáng)。
教學(xué)目標(biāo) 生命觀念：在特定的問題情境中，能以生命觀念為指導(dǎo)，分析骨骼肌收縮原理和主動(dòng)運(yùn)輸原理，探討其中的規(guī)律。 理性思維：能基于特定的生物學(xué)事實(shí)，采用歸納與概括、演繹與推理等方法，以圖示、文字的形式，說明ATP的結(jié)構(gòu)，ATP是吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間的紐帶等。 科學(xué)探究：根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，使用簡單的實(shí)驗(yàn)器具，按照實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并分析得出結(jié)論。 社會(huì)責(zé)任：能對生物體內(nèi)能量供應(yīng)途徑和方式進(jìn)行理性判斷，能識(shí)別并抵制封建迷信和偽科學(xué)。
教學(xué)重點(diǎn) ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用
教學(xué)難點(diǎn) 通過ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
教學(xué)方法 講授法，提問法，討論學(xué)習(xí)法，合作探究法。
教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 教學(xué)意圖
利用視頻創(chuàng)設(shè)情境，吸引學(xué)生投入課堂 活動(dòng)：播放螢火蟲發(fā)光的視頻。展示資料: 科學(xué)家利用從螢火蟲發(fā)光器中分離出的熒光素和熒光素酶，研究出螢火蟲發(fā)光機(jī)理: 能量 + O2 + 熒光素————→ 熒光素酶氧化熒光素 ( 發(fā)出熒光) 熒光檢測拭子中含有熒光素和熒光素酶，兩者在直接能源物質(zhì)存在的條件下會(huì)發(fā)光。發(fā)出的光可以被 熒光檢測儀檢測。 教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn): 熒光檢測拭子蘸取葡萄糖、脂肪溶液，發(fā)現(xiàn)在檢測儀中幾乎檢測不到熒光強(qiáng)度，而教師拿出某一溶液，找一位學(xué)生操作，發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)加入以后發(fā)出熒光。 提問：這種化合物叫 ATP( 腺苷三磷酸) ，它可能具有什么作用 學(xué)生使用簡單的實(shí)驗(yàn)器具，按照實(shí)驗(yàn) 操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并分析得出結(jié)論: 這種物質(zhì)可能是直接供(光) 能物質(zhì)。 通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生自己 得 出 結(jié) 論——— ATP 是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。上課之初能夠 初步認(rèn)識(shí)次位概念，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論。
通過構(gòu)建 ATP 的結(jié)構(gòu)模型，掌握 ATP 的結(jié)構(gòu)式 活動(dòng)：展示資料: 英國生物化學(xué)家米切爾提出了ATP合成酶催化 ADP( 腺苷二磷酸)和Pi合成 ATP( 腺苷三磷 酸)。圖1展示了腺苷一磷酸和ADP的結(jié)構(gòu)簡式。 通過以上的資料，請六個(gè)小組分別利用學(xué)具嘗試拼出ATP 的結(jié)構(gòu)式，寫出ATP 的結(jié)構(gòu)簡 式。( A 代表腺嘌呤和核糖組成的腺苷、P代表磷酸基團(tuán)、—代表化學(xué)鍵) 培養(yǎng)學(xué)生合作交流能力
掌握 ATP 與 ADP 的轉(zhuǎn)化 提問：查閱資料可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)成年人靜止?fàn)顟B(tài)下將有40 kg /d 水解的ATP，劇烈運(yùn)動(dòng)后約有0. 5 kg /min 的 ATP 分解，但是一個(gè)正常人體中ATP和ADP總量約有0. 5 kg。人體是如何解決這一矛盾的呢 以學(xué)習(xí)小組為單位，通過小組合作完成模型圖的構(gòu)建，并結(jié)合模型圖對此矛盾進(jìn)行解釋，互評和總結(jié)。 培養(yǎng)學(xué)生合作交流能力
巧用模型圖，解釋 ATP 的利用 活動(dòng)1：為了更好地解釋 ATP 水解的能量是如何用于生命活動(dòng)的，教師以 ATP 為主動(dòng)運(yùn)輸供能為例制作模型。教師利用模型演示 ATP中特殊的化學(xué)鍵斷裂，ATP 分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，末端磷酸基團(tuán)的能量轉(zhuǎn)移到載體中，改變載體的形狀，鈣離子可以轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜另一側(cè)。 活動(dòng)2：播放骨骼肌的收縮原理視頻， 讓學(xué)生描述整個(gè)過程。 活動(dòng)3：展示資料: ①細(xì)胞中每氧化1個(gè)葡萄糖分子，可以合成32個(gè)ATP 分子。②科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人劇烈運(yùn)動(dòng)后ATP分解速率約為 0. 5 kg /min。 總結(jié): 氧化葡萄糖分子等有機(jī)物的能量可以用于多個(gè)ATP 的合成，多個(gè)ATP水解的能量可以用于肌肉的收縮等生命活動(dòng)。由此可見，能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通，如貨幣一般。因此我們把ATP稱為細(xì)胞的能量“貨幣”，也正是由于細(xì)胞內(nèi)具有ATP這種 “貨幣”，才能及時(shí)而持續(xù)地滿足細(xì)胞各項(xiàng)生命活動(dòng)對能量的需求。 提問: 現(xiàn)在你看到某些魔術(shù)中會(huì)發(fā)光的物 體，你覺得可能的原因有什么 如果有人告訴你發(fā)光 的樹是神仙顯靈你會(huì)認(rèn)同嗎 為什么 利用生生互評和不斷修正整個(gè)鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)的過 程，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。 學(xué)生思考并回答問題 學(xué)生思考并回答問題 學(xué)生在活動(dòng)中進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)化和表達(dá)訓(xùn)練，加深 ATP是驅(qū)動(dòng)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)的理解，有助于形成次位概念: 解釋ATP 是驅(qū)動(dòng)生命活動(dòng) 的直接能源物質(zhì)。 從科學(xué)探究到生命觀念和科學(xué)思維， 上升到社會(huì)責(zé)任。
小結(jié) 活動(dòng)：播放熒光樹的發(fā)光視頻。 總結(jié): 正是由于科學(xué)家對 ATP的研究，他們才制造了能夠發(fā)光的新植物。利用的正是螢火蟲發(fā)光原 理，以ATP為光能的來源，新植物能夠產(chǎn)生明亮且穩(wěn) 定的光。 學(xué)生回憶本節(jié)課所學(xué)知識(shí) 培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣。
板書設(shè)計(jì) 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP ATP 的結(jié)構(gòu)式 ATP 與 ADP 的轉(zhuǎn)化 ATP 的利用
教學(xué)反思 教學(xué)目標(biāo)需要有正確的評價(jià)才會(huì)實(shí)現(xiàn)，為此在上課前就確立了相關(guān)的評價(jià)以及目標(biāo)，教學(xué)過程中注重幫助學(xué)生提升生命觀念中能量與物質(zhì)觀念，能夠鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，達(dá)到了課程標(biāo)準(zhǔn)對于本節(jié)課社會(huì)責(zé)任的要求。真正培養(yǎng)學(xué)生在分析和解決與生物學(xué)相關(guān)的問題時(shí)，需要利用核心素養(yǎng)指明思路和方向。當(dāng)然，本節(jié)課的課容量過大，在教學(xué)過程中要把握好上課的節(jié)奏，可酌情刪除人體骨骼肌的收縮活動(dòng)，只進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪Ｐ兔枋觥?/p>

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