5.2《细胞的能量“货币”ATP》教学设计

5.2《细胞的能量“货币”ATP》教学设计
发布时间：2021-12-24T06:36:10.572Z 来源：《教育考试与评价》2021年第11期作者：张家丽[导读]
安徽省合肥市第十一中学 230011
一、教材内容分析：
《细胞的能量“货币”ATP》教学内容包括让学生认识ATP的化学组成和分子结构特点，以及通过了解ATP与ADP相互转化的过程来了解ATP形成所需能量的主要来源及意义。

通过细胞中能量的利用和供应机制，认同ATP能够作为能量货币。

同时，该节内容有助于帮助学生更好掌握后面包括细胞呼吸、光合作用等知识。

与老教材不同的地方是，ATP中特殊化学键的供能机制有了明确说法。

二、学情分析：
学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了能源物质、主要能源物质、储能物质等知识，为学习ATP---细胞的直接能源物质奠定了基础。

学生基于化学课对于官能团和化学键的学习，以及核苷酸的学习，对于理解ATP的分子结构难度不会太大，但是对于ATP 为何作为能量的“货币”，葡萄糖和脂肪中的能量不能直接为细胞供能有疑问，也是学习过程中的障碍和困惑。

三、设计思想：
教学难点是对ATP作为能量“货币”的理解，所以导入新课采取讲故事形式引入萤火虫发光的情境，结合设计一个萤火虫发光原理的实验，引导学生思考，是什么物质能够为萤火虫发光直接提供能量。

让学生有个基本正确的思路，然后从结构决定功能开始，进入ATP的分子结构的介绍。

四、教学目标
1、通过对ATP化学组成和结构特点的学习，认同ATP结构与其功能相适应
2、通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建，能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义
3、通过对生活实例的讨论分析，能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因
五、教学重点难点
1、教学重点：
①ATP化学组成及其结构特点
②ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义
③解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
2、教学难点：
①ATP和ADP之间的相互转化，ATP形成所需能量的主要来源及意义
②解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
六、教学准备与手段
制作多媒体课件、制作ATP模型的材料模型建构
七、教学方法
探究分析模式；感知、体验、实践、阅读讨论、模型建构、合作交流
八、教学过程
[情景导入]多媒体展示萤火虫发光视频，以讲故事形式引入新课讨论：1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3.萤火虫发光的过程有能量转换吗？
探究一：探究ATP、葡萄糖谁是直接能源物质
[提问]如何设计实验步骤？
[点拨]：实验设计的对照原则、等量原则及单一变量原则
问：能够让萤火虫发光的能源物质是什么？
说明ATP是直接能源物质。

探究二：ATP分子组成和结构特点
师生互动：Ⅰ构建ATP的结构模型、思考：
（1）ATP的中文名称？化学元素组成？
（2）ATP结构简式中的A、T、P分别代表什么？
（3）如何区分腺嘌呤、腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸？
Ⅱ.ATP的分子特点
（1）哪个化学键容易断裂？原因是什么？
（2）ATP的水解过程，是吸能过程还是放能过程？
（3）为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？
探究三：ATP与ADP的互相转化
资料一：在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记。

思考讨论：
1.培养后为什么部分ATP末端磷酸带上了标记？
2.ATP作为能源物质被利用，为什么含量变化不大？
3.“短时间”能说明什么问题？
资料二：一个成年人安静状态下，24h内有40kg的ATP水解。

剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。

在正常人体中ATP和ADP的总量很少，且基本保持一定，大约为2mg～10mg。

在人体安静状态时，肌肉内ATP所含的能量只能供肌肉收缩1～2s。

1.从该资料可看出生物体内ATP有什么特点？
2.ATP会不会出现供不应求的情况？
探究三：ATP与ADP的互相转化
建构ATP与ADP的转化过程。

并讨论：
1.用一个化学表达式表示两者的转化关系。

该反应是否是可逆的？说出原因。

2.ATP与ADP的相互转化的能量供应机制，在生物界是相同的，说明了什么？
3.酶1与酶2相同吗？能量1、能量2来源和去路？
探究四：ATP的利用与细胞代谢
Ⅰ.ATP的利用：用于各项生命活动
Ⅱ.ATP与细胞代谢
阅读课本89页第1、2自然段，结合具体实例分析ATP的水解、合成与吸能反应、放能反应的关系。

Ⅲ.ATP参与细胞能量代谢的意义
科学前沿：如果将萤火虫发光基因转入道路两旁的树中，会出现什么结果？呈现科学家的研究成果，对同学提出展望。

课后探究
1.吃ATP或注射ATP对跑步有帮助吗？
2、氰化钾中毒后人在3-6min内就会因缺少能量而心脏停跳，呼吸麻痹而死，推测氰化钾致人死亡的原理，查找资料验证并且提出有效的急救方法。

九、教学反思：
本节教学设计围绕“ATP是细胞生命活动的直接能源物质”这一核心概念的构建，教学中尝试创建多种形式的教学活动，发展学生归纳与概括、模型与建构的科学思维能力，逐步建构了生物学概念。

在教学中，以小组为单位，尝试制作出ATP分子结构的物理模型，同时运用卡片思考说明ATP与腺嘌呤核糖核苷酸的不同之处，提高了学生的合作学习能力和科学探究能力，随机抽取小组上台展示合作成果，锻炼了学生表达和与人交流能力，并体会到与人分享的快乐。

对于ATP与ADP的转化过程，以探究资料引入，设计疑问，层层递进，再用模型模拟ATP与ADP的动态转化过程，使学生对此过程的认识更加清晰，揭开了ATP与ADP相互转化之谜。

基于物质和能量观引导学生对ATP和ADP相互转化时的能量变化时的思考，凸显生命观念。