資源簡介

細胞的能量“貨幣”ATP教學設計
課程標準分析
ATP是一種高能磷酸化合物，在細胞中，它與ADP的相互轉化實現儲能和放能，從而保證細胞各項生命活動的能量供應，生成ATP的途徑主要有兩條：一條是植物體內含有葉綠體的細胞，在光合作用的光反應階段生成ATP;另一條是所有活細胞都能通過細胞呼吸生成ATP。通過學習認同結構與功能觀，初步形成物質與能量觀和穩態與平衡觀，認同ATP在各類生物中都起著能量“貨幣”作用，可作為生物具有共同起源的證據；培養歸納與概括的學科基本思維方式和嘗試用生物學知識解釋實際問題的意識。。
教學背景分析
課題及教學內容分析本節內容選自人民教育出版社必修1《分子與細胞》。在章節位置方面，與生命活動的能源物質、生命活動需要消耗能量等內容緊密聯系，同時與后續章節呼吸作用、光合作用密不可分，因此，具有承上啟下作用。在內容方面，以宏觀生命現象作為切入口，借助微觀表征和符號表征介紹ATP，再通過微觀的知識解釋宏觀的生命現象，旨在建構“解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質”的概念。學生情況分析高一學生已具備一定的基礎知識，例如：細胞生命活動的能源物質；有機物的結構；物質通過主動運輸、胞吞和胞吐進出細胞需要消耗能量。初步具備結構與功能相適應的觀念；能認識到生物學概念是基于科學事實經過論證形成的；能與他人合作，分析和解釋簡單情境中的生命現象。本節課需要學習微觀知識，解釋宏觀現象，對學生的思維能力提出了更高的要求。
課時教學目標
1、閱讀教材，利用卡紙合作構建ATP分子結構式和簡式，說出化學組成和特點，認同結構與功能觀；觀看動畫，闡述ATP如何實現為生命活動供能，初步形成物質與能量觀；2、分析資料，構建不同生物ATP和ADP相互轉化模型，根據ATP與ADP的相互轉化及其對細胞生命活動的意義，初步形成穩態與平衡觀，認同ATP在各類生物中都起著能量“貨幣”作用，可作為生物具有共同起源的證據；3、依據ATP分子結構和ATP和ADP相互轉化解釋ATP是細胞的能量“貨幣”和生活現象，培養歸納與概括的學科基本思維方式和嘗試用生物學知識解釋實際問題的意識。
教學重點和難點
1、教學重點：ATP化學組成特點及ATP與ADP相互轉化2、教學難點：ATP與ADP相互轉化
教學資源和教學方法
視頻和圖文資料1、教法：任務驅動教學法、啟發式教學法、情境教學法2、學法：合作學習法、動手實踐法、自主學習法
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖 教師個人備課
環節一：吸引 螢火蟲發光原理：螢火蟲尾部的發光細胞中含有熒光素和熒光素酶。熒光素在接受 能量 后被激活。在熒光素酶的催化作用下，熒光素與氧發生化學反應，形成氧化熒光素并且發出熒光。螢火蟲的發光器在離體后一段時間內可以繼續發出熒光。研究人員將熒光已經消失的螢火蟲發光器研磨液分成三組，進行了如下實驗：探究細胞生命活動所需要的直接能源物質組號實驗材料對照處理實驗結果A搗碎的發光器5mLATP制劑立即重新出現熒光B搗碎的發光器5mL葡萄糖溶液經過一段時間才會重新出現熒光C搗碎的發光器5mL蒸餾水不出現熒光提出問題：螢火蟲發光的直接能源物質是ATP還是葡萄糖？ 學生根據原有認知回答。 通過設置實驗情境，導入新課，同時讓學生體驗科學探究的方法和過程，培養嚴謹的科學態度。
環節二：構建模型 任務一回憶核糖核苷酸的分子組成以及結構式。（利用教師提供的材料構建腺嘌呤核糖核苷酸分子）閱讀課本，完成下列問題：1、利用卡紙構建ATP結構式和結構簡式模型；2、說出ATP的元素組成和分子組成，結構簡式中字母“A”和符號“～”代表的含義，以及結構簡式中字母“A”對應結構式中的哪一部分。任務二觀看ATP為主動運輸供能動畫，完成下列問題：1、寫出ATP水解的反應式，說出ATP可以為哪些生命活動提供能量？2、以Ca2+出細胞為例，解釋ATP如何實現為生命活動供能。任務三資料1：細胞中形成的ATP不到1min即被消耗，人體中ATP的總量只有大約2mg，劇烈運動時只能維持3S。資料2：但一個成人一天在靜止狀態下所消耗的ATP是48kg，在緊張活動時, ATP的消耗可達0.5 kg /min。研究者對蛙的肌肉組織進行短暫電刺激，檢測對照組和實驗中肌肉收縮前后ATP和ADP的量，結果如下表所示：磷酸腺苷收縮前/（10-6mol.g-1）收縮后/（10-6mol.g-1）ATP1.301.30ADP0.600.60結合實驗結果，推測細胞是如何保持ATP、ADP含量不變的？資料1：熒光已經消失的螢火蟲發光器研磨液兩組，A組滴加一定量的ATP溶液；B組滴加等體積的葡萄糖溶液。ATP組立即重新出現熒光；葡萄糖組需要經過一段時間才會重新出現熒光。資料2： ATP合酶廣泛分布于線粒體內膜，葉綠體類囊體，異養菌和光合菌的質膜上，在有氧呼吸和光合作用過程中，由跨膜質子動力勢（H+濃度差）的推動下合成ATP。小組合作構建動物、植物和真菌ADP轉化為ATP的過程。（原料、條件、能量的來源、能量轉化的途徑）2、討論在劇烈運動與靜止狀態時，ATP與ADP的相互轉化有什么不同？ATP與ADP的相互轉化發生障礙，有什么后果？ 學生通過閱讀課本、資料，觀看動畫，小組合作，共同完成學習任務。 在學生已有的概念知識進行教學，有利于新知識網絡的建立；其次，利用小組合作建立、展示、評價模型，將微觀的知識宏觀化，有利于學生發展結構與功能相適應的生命觀念。提高學生基于生物學事實進行歸納與概括的理性思維以及形成ATP與ADP轉化存在動態平衡的穩態與平衡觀，認同ATP在各類生物中都起著能量“貨幣”作用，可作為生物具有共同起源的證據。
環節三：遷移與應用 任務四資料1：1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2870kJ能量；1molATP水解釋放30.54kJ能量。資料2：每水解1分子ATP就可以把3個Na+泵出細胞，2個Na+泵入細胞。資料3： 葡萄糖分子中所含的是穩定的化學能。結合資料和ATP的結構特點，解釋為什么說ATP是細胞的能量“貨幣”，而葡萄糖不能作為細胞的能量“貨幣”。資料：白果（銀杏果）是營養價值豐富的食物。 白果有一定毒性，食用量過多機體會因呼吸麻痹，缺少能量而心臟停跳死亡。根據資料分析，結合ATP相關知識： 推測食用白果導致機體死亡的原因。你有什么啟示？ 通過分析資料，將ATP與葡萄糖從多個方面進行比較，結合所學知識解釋上述問題 提供大量的事實，提高學生基于生物學歸納與概括的學科基本思維方式和嘗試用生物學知識解釋實際問題的意識。
環節四：總結與評價 引導學生圍繞大概念的建構進行總結和評價 學生與學生，學生與教師互評。 提升知識概念之間的聯系，使學生融會貫通，進而促進對大概念的理解。幫助學生了解自己的學習狀況，同時為教師的教提供反饋
板書設計 細胞的能量“貨幣”ATP
教學反思

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