细胞的能量“通货”——ATP
一、教学分析
课标要求
解释ATP在能量代谢中的作用。
教材分析
本节内容主要介绍了ATP的分子组成和结构特点、ATP和ADP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。本节内容在高中生物中具有承上启下的重要作用。通过本节内容的学习,有助于学生理解细胞的能量的释放、转移和利用机制及物质代谢与能量代谢的关系,同时为后面细胞呼吸、光合作用的学习作好铺垫。
学情分析
经过之前的学习,学生已经掌握了细胞中的能源物质、供能场所、需要耗能的生命活动,如:蛋白质的合成和分泌、核苷酸的分子组成等知识,这些为学习本节内容提供了知识基础。ATP是学生初次接触且远离生活实际的能量物质,学生缺乏相关的感性认识,能量代谢机制又比较抽象,这些都给学生的学习带来一定的困难。
教学重点、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:ATP与ADP的相互转化。
教学策略
依据课程标准“自主、合作、探究”的精神,本节内容主要运用问题探究法和引导发现法开展教学。安排四个学生为一个小组,开展自主探究学习,让学生在讨论、探究、交流中相互启迪,获得新知,形成良好的学习习惯和学习方法。例如:探究萤火虫发光的实验;学生以小组为单位合作试拼ATP分子结构模型;学生举例说出ATP的利用途径,从而使学生明确结构决定功能。这些培养了学生科学的探究能力和求实合作的科学精神。最后,组织学生开展构建概念图活动,帮助学生梳理知识结构、构建知识体系,最终达成教学目标。
教学目标
1.知识目标:①简述ATP的化学组成和特点;②写出ATP的分子简式;③解释ATP在能量代谢中的作用。
2.能力目标:在资料分析、小组讨论中,培养语言表达能力以及查阅资料、共享信息的能力。
3.情感目标:形成结构与功能相适应的生物学基本观点;养成求实合作的科学探究精神。
二、教学过程(流程及与之匹配的具体行为方法)
课堂教学过程设计
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教学过程
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教学过程
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教学过程
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教学过程
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教学过程
教学
环节
教师的活动
学生的活动
设计意图、依据
复习
提问
提出问题:
1、在生物体内,有哪些物质是能源物质?
2、他们能够直接供能吗?
3、如何验证?
学生思考回答:
1、糖类、脂肪。
2、不确定。
3、通过实验。
复习与本节课相关的知识,以促进学生对本节课的学习,并完成知识的建构。
导入
萤火虫的发光原理:多媒体提供图片并一起分析萤火虫发光的原理。
萤火虫发光的能量从何而来?多媒体提供萤火虫发光的实验。
打比喻小结:
脂肪——定期存款,储备用,轻易不取
糖类——活期存款,主要用,随时支取
ATP——现金,直接用,随用随取
分析实验现象
得出结论:ATP是直接能源物质。
模仿脂肪的比喻,举一反三比喻糖类和ATP。
加强学生自主探究并根据实验现象归纳结论的能力。
有趣易懂的比喻激发学生的学习兴趣。
讲授
一、ATP为什么能直接为细胞供能?(结构决定功能)——ATP的结构及特点
(一)ATP的结构
1、ATP的全称是什么?
2、A、T、P、-、~各代表什么?
3、如何书写结构简式?能量储存在哪?
用课件展示ATP的结构并和学生共同探讨得出上述3个问题的答案。
阅读教材,通过多媒体投影ATP的结构简图,思考并尝试回答问题。
共同参与,并做好课堂笔记。
培养学生阅读并提取信息的能力,通过自学习对知识有更深刻的了解。
新课
讲授
新课
易错提示:
腺苷和腺嘌呤都可用字母A表示,两者的区别与联系是什么?
用课件展示ATP的分子结构图并和学生共同探讨得出上述问题的答案。
活动成果展示:
请学生派小组代表展示和讲解本组预习时制作的ATP、ADP及腺嘌呤核糖核苷酸的分子模型。
给出评价和建议。
(二)ATP的特点——是一种高能磷酸化合物
用课件展示ATP的分子结构图,引导学生观察3个磷酸基团都带负电荷,而同种电荷相互排斥,因此要把3个磷酸基团压缩在一起必须注入能量以克服斥力,ATP就如同一个被压缩了的弹簧。分子内部是会储存能量的,高能磷酸键储存着大量的能量,水解时释放的能量高达30.54KJ/mol,
所以说ATP是一种高能磷酸化合物,可以为细胞的生命活动提供能量。
二、 ATP和ADP可以相互转化
(一)ATP的水解
观察图片得出结论:腺苷A由腺嘌呤A和核糖组成;ATP脱掉两个P是RNA的基本组成单位之一。
展示预习时完成的ATP、ADP及腺嘌呤核糖核苷酸的分子模型。
修正模型
达成概念:ATP是一种高能磷酸化合物。
加深学生对ATP的理解,整理知识,加强记忆。
弄懂相关知识的区别与联系,避免以后混淆。
锻炼学生制作科技作品的能力。
通过图片的分析和弹簧的比喻让学生更易理解:ATP是一种高能磷酸化合物。
领悟结构决定功能。
讲授
新课
由于ATP分子中磷酸基团之间存在着斥力,使得ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下,远离A的那个高能磷酸键很容易水解,从而形成ADP(二磷酸腺苷)和游离的Pi(磷酸),同时释放大量的能量,用与相应的生命活动,这个过程就是ATP的水解。请学生写出反应方程式,并评价和修正。
(二)ATP的合成
课件展示小资料:一个正常人体中ATP和ADP总量很少,基本保持不变,但是一个成年人静止状态下一天将有40kg的ATP发生水解,人体是如何解决这一矛盾的呢?
课件展示ATP的合成反应。组织学生分组讨论并分析教材中图5—6,作出能量来源的总结:动物、人、真菌和绝大多数细菌——呼吸作用;绿色植物——呼吸作用、光合作用。相关内容在后两节学习。
(三)分析两者的转化是不是可逆反应?
物质可逆,能量不可逆,酶不同 ,整体不是可逆反应。
三、ATP的利用
听讲并理解ATP的水解。
个别学生上黑板写方程式,其余在草稿写;最后修正。
学生分组讨论后回答:细胞中的ATP进行水解的同时也在合成。
分组讨论并分析教材ATP与ADP相互转化的图解,并根据知识储备归纳在此过程中能量的来源和去路。记忆并整理笔记。
小组讨论,
得出结论,
提高学生分析归纳能力。
分组讨论能增强学生学习的氛围,提高学生分析归纳能力。
图解方便学生理解记忆。
讲授
新课
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?请学生阅读课本的举例图片。
应用:
ATP片剂或注射液常被用来辅助治疗肌萎缩、脑溢血、心肌炎和产后虚弱等。解释其中的道理。
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。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通,因此把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。
做笔记。
主动运输、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。
ATP有提供能量和改善患者代谢状况的作用,故常用于辅助治疗供能不足等病症。
理解并分析能量释放及储存的含义
拓展知识。
将课堂上的知识与实际联系起来
让学生认识科学研究的应用价值。
学会应用知识。
达成本节课的概念:ATP是细胞的能量“通货”。
课堂
小结
组织学生开展构建概念图活动,帮助学生梳理知识结构、构建概念图。
思考并把相关知识串联起来。
巩固并整理本节课内容加强学生的理解。
课堂
练习
布置课件上的练习题
做题。
加强对知识的理解。
课后
作业
布置学案的提升训练题[
课后完成。
巩固知识。
板书设计
第5章 第2节 细胞的能量“通货”——ATP
1分子腺嘌呤+1分子核糖
1分子腺苷+3分子磷酸基团
2个高能磷酸键+1个普通磷酸键
远离腺苷的高能磷酸键容易断裂也容易合成
结构特点
化学组成
结构简式
三磷酸腺苷
中文名称
A-P~P~P
ATP
呼吸作用
能量
主动运输
发电发光
肌肉收缩
物质合成
大脑思考
光合作用
Pi
ATP-ADP转化
能量
Pi
ADP
速率很快
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三、教学反思(课后自评,另有教学反思视频)
本节课通过实验观察引入课题,激发学生的好奇心和求知欲,教学效果很好,充分体现了新课程的探究式学习理念。通过存折、现金、弹簧的比喻让学生容易理解ATP在能量代谢中的作用及其结构的不稳定。通过构建ATP、ADP的物理模型,锻炼了学生的动手能力,尝试制作科技作品。通过学生讨论、合作交流及表达的机会,展现师生互动、生生互动的教学模式,不但巩固了所学知识,也培养了学生合作精神,体现新课程教学理念。现代科技的发展为本节课提供了很多便利条件:实验的观察,图片的共享等。
四、教学评价(课后他评,见专家点评视频)
(有高级教师张海平、一级教师唐瑞冰和吴国宏的点评。)
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