高中生物-细胞的能量“通货”-ATP教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计1.教材分析本节主要介绍了能量的转化、吸能反应和放能反应、ATP是细胞中的能量通货三部分的内容，各部分内容紧密联系、相互渗透。其中，“ATP是细胞中的能量通货”是高中生物学中的一个核心概念。通过本节内容的学习，有助于学生理解细胞的能量释放、转移和利用机制及物质代谢与能量代谢的关系，同时为后续细胞呼吸和光合作用的学习做好铺垫。教学目标解释ATP是细胞生命活动的能量“通货”（生命观念）；简述ATP分子的化学组成及结构特点（生命观念，理性思维）；分析ATP与ADP相互转化的机制，理解放能反应和吸能反应的联系（理性思维）；形成结构与功能相适应的生物学基本观点（生命观念）；养成求实、合作、质疑的科学精神（理性思维，科学探究）。教学过程3．1创设情景，激趣导入利用利用运动员比赛的视频，调动学生的情绪，随之提出问题：运动员比赛需要的能量从何而来?师生在这个问题的驱动下，开始第一个探究活动。3．2合作探究、学习新课3．2．1探究活动一：探究生命活动的直接能源物质。通过实验微课，学生也能进一步锻炼提出问题：分析问题和解决问题的能力，为提高生物科学素养打下良好的基础。紧接着，通过比喻教学，进一步加强学生对ATP的认识：煤炭、石油(对应)细胞中的糖类、脂肪等有机物；电能(对应)ATP，从而便于学生理解ATP是细胞内流通的能量“通货”。3．2．2ATP分子中具有高能磷酸键以问题“ATP究竟有何结构特点使其能充当能量通货的角色呢”，引出ATP分子的结构特点。以小组为单位完成ATP结构简式的绘制，完成好之后小组派一个成员代表展示成果，并说明模型中每一个符号的含义。学生通过绘制ATP分子结构模型，可以进一步加深对分子结构的理解。然后课件展示：ATP的结构简式A_P～P—P，其中A代表腺苷(即腺嘌呤+核糖)、P代表磷酸基团、一代表普通化学键、～代表高能磷酸键，储存有大量的能量，水解时可释放30．54kJ／mol的能量。所以ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。3．2．3探究活动二：ATP和ADP可以相互转化【资料分析】(1)一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP48kg，在紧张活动的情况下，A1P的消耗可达0．5kg／min。而人体中ATP的总量只有大约2mg，剧烈运动时只能维持3s。(2)用32P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。问题1：ATP在生物体内含量很少，但生物体对ATP的需求量很大。如何解决这一矛盾呢?问题2：ADP转化为ATP所需能量来源？场所?归纳：ADP与ATP相互转化的反应式3．2．4探究活动三：ATP的水解反应和合成反应是可逆反应吗?提示：(1)酶1和酶2相同吗?能量1和能量2的来源和去路相同吗?反应发生的场所相同吗？小组讨论，邀请小组选出代表在全班汇报讨论结果。3．2．5ATP的利用：教师引导学生联系生活举例。3．3课堂小结 以ATP为核心发散思维，引导学生回顾一下本节课的主要内容。 4教学反思 本节课根据高一年级学生的心理特征及其认知规律，采用动手绘制、活动探究、自主总结的教学方法，以“教师为主导，学生为主体”，教师的“导”立足于学生的“学”，以学法为重心，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形成的整个思维过程，以达到预期效果。 学情分析此前学生已经学习了第1章“细胞的分子组成”和第2章“细胞的结构”，同化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难度。教学设计1.教材分析本节主要介绍了能量的转化、吸能反应和放能反应、ATP是细胞中的能量通货三部分的内容，各部分内容紧密联系、相互渗透。其中，“ATP是细胞中的能量通货”是高中生物学中的一个核心概念。通过本节内容的学习，有助于学生理解细胞的能量释放、转移和利用机制及物质代谢与能量代谢的关系，同时为后续细胞呼吸和光合作用的学习做好铺垫。教学目标解释ATP是细胞生命活动的能量“通货”（生命观念）；简述ATP分子的化学组成及结构特点（生命观念，理性思维）；分析ATP与ADP相互转化的机制，理解放能反应和吸能反应的联系（理性思维）；形成结构与功能相适应的生物学基本观点（生命观念）；养成求实、合作、质疑的科学精神（理性思维，科学探究）。教学过程3．1创设情景，激趣导入利用利用运动员比赛的视频，调动学生的情绪，随之提出问题：运动员比赛需要的能量从何而来?师生在这个问题的驱动下，开始第一个探究活动。3．2合作探究、学习新课3．2．1探究活动一：探究生命活动的直接能源物质。通过实验微课，学生也能进一步锻炼提出问题：分析问题和解决问题的能力，为提高生物科学素养打下良好的基础。紧接着，通过比喻教学，进一步加强学生对ATP的认识：煤炭、石油(对应)细胞中的糖类、脂肪等有机物；电能(对应)ATP，从而便于学生理解ATP是细胞内流通的能量“通货”。3．2．2ATP分子中具有高能磷酸键以问题“ATP究竟有何结构特点使其能充当能量通货的角色呢”，引出ATP分子的结构特点。以小组为单位完成ATP结构简式的绘制，完成好之后小组派一个成员代表展示成果，并说明模型中每一个符号的含义。学生通过绘制ATP分子结构模型，可以进一步加深对分子结构的理解。然后课件展示：ATP的结构简式A_P～P—P，其中A代表腺苷(即腺嘌呤+核糖)、P代表磷酸基团、一代表普通化学键、～代表高能磷酸键，储存有大量的能量，水解时可释放30．54kJ／mol的能量。所以ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。3．2．3探究活动二：ATP和ADP可以相互转化【资料分析】(1)一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP48kg，在紧张活动的情况下，A1P的消耗可达0．5kg／min。而人体中ATP的总量只有大约2mg，剧烈运动时只能维持3s。(2)用32P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。问题1：ATP在生物体内含量很少，但生物体对ATP的需求量很大。如何解决这一矛盾呢?问题2：ADP转化为ATP所需能量来源？场所?归纳：ADP与ATP相互转化的反应式3．2．4探究活动三：ATP的水解反应和合成反应是可逆反应吗?提示：(1)酶1和酶2相同吗?能量1和能量2的来源和去路相同吗?反应发生的场所相同吗？小组讨论，邀请小组选出代表在全班汇报讨论结果。3．2．5ATP的利用：教师引导学生联系生活举例。3．3课堂小结 以ATP为核心发散思维，引导学生回顾一下本节课的主要内容。 4教学反思 本节课根据高一年级学生的心理特征及其认知规律，采用动手绘制、活动探究、自主总结的教学方法，以“教师为主导，学生为主体”，教师的“导”立足于学生的“学”，以学法为重心，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形成的整个思维过程，以达到预期效果。 教材分析本节教材主要介绍了能量的转化、吸能反应和放能反应、ATP是细胞中的能量通货3部分的内容，各部分内容紧密联系、相互渗透。其中，“ATP是细胞中的能量通货”是高中生物学中的一个核心概念。通过本节内容的学习，有助于学生理解细胞的能量释放、转移和利用机制及物质代谢与能量代谢的关系，同时为后续细胞呼吸和光合作用的学习做好铺垫。高中生物必修1《分子与细胞》第5章细胞的能量供应与利用第2节细胞的能量“通货”——ATP导学案【核心素养聚焦】解释ATP是细胞生命活动的能量“通货”（生命观念）；简述ATP分子的化学组成及结构特点（生命观念，理性思维）；分析ATP与ADP相互转化的机制，理解放能反应和吸能反应的联系（理性思维）；形成结构与功能相适应的生物学基本观点（生命观念）；养成求实、合作、质疑的科学精神（理性思维，科学探究）。【课前预习】植物通过__________将光能转化为__________中的化学能。生物体内蕴含能量的物质有：___________、___________、__________等，细胞能直接利用的糖类物质是_____________。ATP是___________________的英文名称缩写。在________的催化下，_________和__________可以相互转化。【课堂探究】1.葡萄糖能直接为细胞的生命活动提供能量吗？．．【实验探究】青蛙腓肠肌在不同能源物质处理下的收缩情况：实验分组实验1实验2实验材料新鲜的青蛙腓肠肌A新鲜的青蛙腓肠肌B步骤1施加电刺激，耗尽腓肠肌的能量步骤2滴加适量葡萄糖溶液滴加适量ATP溶液步骤3对两块耗尽能量的腓肠肌分别施加适宜电刺激实验结果【结论】__________是细胞生命活动的直接供能者。2.ATP为什么能直接为细胞的生命活动供能？【自主学习】根据微课和教材提供的信息，结合ATP的结构式，回答下列问题：·1·心存梦想，专注脚下，才能走得更远（1）ATP分子由什么组成？（2）写出ATP分子的结构简式并解释其含义：ATP结构式（3）为什么说ATP是高能磷酸化合物？它的化学键有什么特点？【小结】总结ATP为什么能直接为细胞供能？．．．3.ATP水解释放的能量有哪些去向？ATP ATP水解酶 _______+_______+能量4.ATP是怎么合成的？【资料分析】资料1.经测定，一个成年人每天大约需要消耗ATP45kg，剧烈运动时，ATP的消耗量甚至达到0.5kg/min，但每一时刻储存在人体内的ATP总量不到1g；

资料2.将用32P标记的磷酸盐加入细胞培养液中，并在短时间内快速分离出细胞的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已经带有放射性标记。思考讨论：（1）资料1中存在什么矛盾？资料2中为什么只有末端的磷酸基团上带有放射性标记？（2）生物体如何解决ATP储存量很少、需求量很大的矛盾？（3）ADP转化成ATP所需能量的来源有哪些？在细胞内的哪些场所进行？能量+_______+_______ATP合成酶ATP【小结】归纳ATP与ADP相互转化的反应式：·2·心存梦想，专注脚下，才能走得更远【课堂巩固】1.判断正误：（1）组成ATP的化学元素包括C、H、O、N、P。（ ）（2）ATP在植物和动物体内的来源相同。（ ）（3）ATP水解可以为生命活动提供能量。（ ）2.下列关于ATP的叙述，正确的是（ ）ATP中A代表腺嘌呤ATP分子结构式可以简写为A～T～PATP可水解为1个核苷酸和2个磷酸ATP水解产生的能量，可用于合成ATP3.ATP与ADP的相互转化可用下列反应式表示，分析该反应是否属于可逆反应：【课后提升】构建ATP的概念模型要求：依据ATP的结构、功能、ATP与ADP的相互转化、能量的来源去向等知识点，构建出完整的ATP概念模型。3心存梦想，专注脚下，才能走得更远【课外拓展】与ATP相关的易混淆概念释疑1．关于ATP、ADP、AMP的前缀：三磷酸腺苷（Adenosinetriphosphate）缩写为ATP，二磷酸腺苷（Adenosinediphosphate）缩写为ADP，一磷酸腺苷（Adenosinemonophosphate）缩写为AMP，其中“mono-、di-、tri-”这几个加在单词phosphate上的前缀分别来自于希腊语中的“mono”、“di”和拉丁语中的“tri”，意思分别为“一”、“二”、“三”。2．细胞的直接能源物质只有ATP吗？所谓细胞的直接能源物质，即通过自身水解可以释放能量，并将能量直接供给细胞内各种代谢反应和生命活动的物质。ATP是生物体内的最重要的能量通货，是细胞能量代谢的偶联剂，但这种偶联作用并非是唯一的，GTP、CTP、UTP也能为细胞直接供能。但大多数的放能反应和吸能反应是与ATP偶联在一起的，所以ATP才是细胞能量代谢的中心。3．只有远离腺苷的高能磷酸键会断裂吗？ATP是腺嘌呤核糖核苷酸的衍生物，具有两个高能磷酸键和一个普通磷酸键。当细胞代谢需要供能时，ATP能以多种形式水解并释放能量，无论是两个高能磷酸键，还是普通磷酸键，都可以释放能量供给细胞代谢。但是远离腺苷的高能磷酸键更容易断裂并释放能量，所以ATP与ADP的相互转换是细胞代谢中最主要的能量供应方式。4．口服或注射ATP可以迅速获得能量吗？市面上的确有补充人体ATP含量的三磷酸腺苷二钠片剂或静脉注射液，但是其药理作用并非迅速供能。一粒三磷酸腺苷二钠片剂的ATP含量仅约为3.3×10－8mol/L，其所能补充的能量是微乎其微的。ATP在临床上的主要作用是调节心率，治疗心血管疾病，并且有可能会并发胸闷、心悸、暂时性休克等副作用。因此，不能为了提升运动水平而服用ATP类的药物。·4·教学设计1.教材分析本节主要介绍了能量的转化、吸能反应和放能反应、ATP是细胞中的能量通货三部分的内容，各部分内容紧密联系、相互渗透。其中，“ATP是细胞中的能量通货”是高中生物学中的一个核心概念。通过本节内容的学习，有助于学生理解细胞的能量释放、转移和利用机制及物质代谢与能量代谢的关系，同时为后续细胞呼吸和光合作用的学习做好铺垫。教学目标解释ATP是细胞生命活动的能量“通货”（生命观念）；简述ATP分子的化学组成及结构特点（生命观念，理性思维）；分析ATP与ADP相互转化的机制，理解放能反应和吸能反应的联系（理性思维）；形成结构与功能相适应的生物学基本观点（生命观念）；养成求实、合作、质疑的科学精神（理性思维，科学探究）。教学过程3．1创设情景，激趣导入利用利用运动员比赛的视频，调动学生的情绪，随之提出问题：运动员比赛需要的能量从何而来?师生在这个问题的驱动下，开始第一个探究活动。3．2合作探究、学习新课3．2．1探究活动一：探究生命活动的直接能源物质。通过实验微课，学生也能进一步锻炼提出问题：分析问题和解决问题的能力，为提高生物科学素养打下良好的基础。紧接着，通过比喻教学，进一步加强学生对ATP的认识：煤炭、石油(对应)细胞中的糖类、脂肪等有机物；电能(对应)ATP，从而便于学生理解ATP是细胞内流通的能量“通货”。3．2．2ATP分子中具有高能磷酸键以问题“ATP究竟有何结构特点使其能充当能量通货的角色呢”，引出ATP分子的结构特点。以小组为单位完成ATP结构简式的绘制，完成好之后小组派一个成员代表展示成果，并说明模型中每一个符号的含义。学生通过绘制ATP分子结构模型，可以进一步加深对分子结构的理解。然后课件展示：ATP的结构简式A_P～P—P，其中A代表腺苷(即腺嘌呤+核糖)、P代表磷酸基团、一代表普通化学键、～代表高能磷酸键，储存有大量的能量，水解时可释放30．54kJ／mol的能量。所以ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。3．2．3探究活动二：ATP和ADP可以相互转化【资料分析】(1)一个