資源簡介

課題 第5章 第2節 細胞的能量“貨幣”ATP
課型 新授課 課時 1課時
課標要求 《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中提出：大概念2：“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”。為了形成這一大概念，需要引導學生逐步構建三個重要概念作為支持，而本單元內容是學生建構：“細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發生在細胞的特定區域”這一重要概念的基礎。因此本單元四節內容的邏輯關聯如下：細胞的功能大多數基于化學反應，對于化學反應，我們需要從反應的條件、過程和場所這幾個方面分析。細胞內的化學反應的條件需要酶和ATP，反應的過程以光合作用和細胞呼吸為例，反應的場所基于對細胞結構的學習，在這一重要概念的形成過程中逐步形成結構與功能觀。進而本節內容需要落實的次位概念是：“解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質”。教材內容主要分析了ATP分子的組成和結構特點、ATP與ADP相互轉化的特性、ATP的來源和利用這三個方面。由“結構與功能觀”逐步形成“物質與能量觀”，可為后續“細胞呼吸”和“光合作用”的學習打下良好的基礎。因此，本節內容對于整個知識之間內在聯系的紐帶作用非常明顯。
核心素養要求 1.生命觀念：建構ATP分子結構模型，從結構與功能相適應的角度，概述ATP作為直接能源物質的結構特點；建構（ATP與ADP相互轉化）的動態模型，通過比較ATP和“貨幣”的共性，能夠得出ATP作為能量“貨幣”的功能，形成“物質是能量的載體，能量是驅動物質轉化的動力”的物質與能量觀；認同雖然不同細胞內ATP含量均極少，但ATP和ADP間迅速的相互轉化可以保持細胞中ATP含量的相對穩定，建立穩態與平衡觀。 2.科學思維：通過閱讀教材相關內容結合小組討論，明確ATP的化學組成，制作ATP的結構模型并說明其作用機理，鍛煉學生關于歸納與概括，模型與建模的科學思維。 3.科學探究：通過小組合作設計探究螢火蟲發光的直接能源物質的實驗培養學生的實驗設計和合作探究精神。通過團隊合作解釋ATP水解釋放能量與主動運輸需要能量的關系激發學生的好奇心和求知欲，在團隊合作中提高科學探究能力。 4.社會責任：關注科學前沿和實踐應用，提高學生利用所學知識解決生活問題的能力，培養社會責任感，關愛自己，關愛生命。
學情分析 現階段高一的學生經過初中生物學和高中“細胞結構和功能”的學習，已經具備了一定的知識水平，了解了細胞的物質組成，對結構與功能的關系有一定的理解，同時抽象思維和學習能力也得到了一定的發展。在學習本節內容之前，學生已經學習了糖類、脂肪、蛋白質等有機物，已明確了能源物質、主要的能源物質、儲能物質等相關知識；學生通過核酸相關內容的學習，已經掌握了核糖核苷酸的組成，為學習ATP的結構打下基礎，同時也為在本節課的學習中需要注意區分的幾個概念做了鋪墊。這些內容都為學習ATP這一細胞的直接能源物質奠定了基礎。高一學生有初步的邏輯思維能力和教材分析能力，具備了一定的科學探究能力但還不完善，對抽象知識的理解有一定的障礙，在對問題的本質分析和協作交流方面還有待加強，對于什么物質能為生命活動直接供能、能量如何產生、如何儲存、如何被利用等尚不清楚，對生命系統的認識有待進一步提高。因此，需要借助教具、動畫演示等教學輔助手段，化抽象為具體，幫助學生理解，同時需要教師多加引導。
教學重難點 教學重點： ATP的化學組成和結構特點及ATP與ADP的相互轉化 教學難點： ATP與ADP的相互轉化及ATP在能量代謝中的作用
教學思路 本節教學講解ATP是生命活動的直接能源物質時依然貫穿實驗研究的思路，ATP的分子結構與化學知識結合講解，充分利用教材補充內容“相關信息”進行分析，ATP如何為主動運輸供能的機制，利用教材圖解進行小組討論，分析邏輯過程，教師幫助提煉規律。
教學過程
學習任務 教師活動 學生活動 教學意圖
導入 視頻：唐詩《秋夕》、囊螢夜讀的故事，引出本節課題，什么讓螢火蟲發光？ 觀看、思考 激發學生學習興趣（捕捉過螢火蟲嗎？螢火蟲的光亮嗎？持續發光嗎？古人學習的艱辛）進行情感教育
過渡問題：閱讀課后小字資料、回憶前面所學內容，哪些物質可以提供能量？ 回憶 讓學生回憶所學內容，讓大腦知識構建聯系
ATP是直接能源物質 實驗設計 問題：什么物質讓螢火蟲發光？ 實驗材料的選取（螢火蟲腹部、干燥、研磨） 設計幾組實驗？（4支試管：葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸餾水） 觀察什么現象？（因變量：發光） 實驗的結果和結論（結果：發光；結論：什么物質讓螢火蟲發光） 回憶所學內容，參與實驗設計過程 通過教師的引導，使學生不斷實踐實驗設計的方法
過渡問題：ATP是一種什么物質？ 讓學生參與探究的過程
ATP是一種高能磷酸化合物 ATP的結構簡式分析 比較A的含義 高能磷酸化合物的含義解釋 閱讀課文、相關信息得出A的信息 學科間知識的相互滲透
資料： 一個成年人安靜狀態下，24 h內有40 kg的ATP水解。劇烈運動狀態下，每分鐘約有0.5 kg的ATP分解釋放能量，供運動所需。在正常人體中ATP和ADP的總量很少，且基本保持一定，大約為2 mg～10 mg。在人體安靜狀態時，肌肉內ATP所含的能量只能供肌肉收縮1～2 s。 過渡問題：1．從該資料可看出生物體內ATP有什么特點？ 2．ATP會不會出現供不應求的情況？ 通過資料分析得出結論 依據事實，思考問題
ATP與ADP可以相互轉化 板書圖解ATP與ADP的轉化，講解ADP的結構、與核酸的聯系 跟隨教師分析，書寫化學表達式 細胞內化合物的相互轉化，細胞的功能的協調統一
ATP的利用 觀察教材圖解5-4，小組討論并表達ATP為主動運輸供能機制，理清邏輯過程，教師最后提煉兩個反應過程 ATP水解 載體蛋白磷酸化 總結：細胞中能量供應的普遍機制是什么？ 看圖解、語言表達，跟隨教師的講解學會歸納、總結普遍規律 識圖能力、表達能力、理解能力的訓練，通過小組討論形式，學生通過相互學習提高以上能力
過渡問題：ATP的水解、合成與細胞中吸能、放能反應的聯系是什么？ 學生閱讀課文，補充圖解5-4 訓練學生的歸納總結能力
課堂小結 全稱：腺苷三磷酸 結構簡式：A-P～P～P ATP 與ADP相互轉化：ATP ADP+Pi+能量 ATP合成的能量來源：光合作用、呼吸作用 ATP的利用：用于各項生命活動
板書設計 5.2 細胞的能量“貨幣”—ATP 一.生命活動的直接能源物質--ATP 二.ATP是一種高能磷酸化合物 三.ATP和ADP的相互轉化 四.ATP在生命活動中的利用
教學反思

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