5.2 细胞的能量“货币”ATP 教学设计（表格式）

细胞的能量“货币”ATP教学设计
课程标准分析
ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应，生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP;另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。通过学习认同结构与功能观，初步形成物质与能量观和稳态与平衡观，认同ATP在各类生物中都起着能量“货币”作用，可作为生物具有共同起源的证据；培养归纳与概括的学科基本思维方式和尝试用生物学知识解释实际问题的意识。。
教学背景分析
课题及教学内容分析本节内容选自人民教育出版社必修1《分子与细胞》。在章节位置方面，与生命活动的能源物质、生命活动需要消耗能量等内容紧密联系，同时与后续章节呼吸作用、光合作用密不可分，因此，具有承上启下作用。在内容方面，以宏观生命现象作为切入口，借助微观表征和符号表征介绍ATP，再通过微观的知识解释宏观的生命现象，旨在建构“解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的概念。学生情况分析高一学生已具备一定的基础知识，例如：细胞生命活动的能源物质；有机物的结构；物质通过主动运输、胞吞和胞吐进出细胞需要消耗能量。初步具备结构与功能相适应的观念；能认识到生物学概念是基于科学事实经过论证形成的；能与他人合作，分析和解释简单情境中的生命现象。本节课需要学习微观知识，解释宏观现象，对学生的思维能力提出了更高的要求。
课时教学目标
1、阅读教材，利用卡纸合作构建ATP分子结构式和简式，说出化学组成和特点，认同结构与功能观；观看动画，阐述ATP如何实现为生命活动供能，初步形成物质与能量观；2、分析资料，构建不同生物ATP和ADP相互转化模型，根据ATP与ADP的相互转化及其对细胞生命活动的意义，初步形成稳态与平衡观，认同ATP在各类生物中都起着能量“货币”作用，可作为生物具有共同起源的证据；3、依据ATP分子结构和ATP和ADP相互转化解释ATP是细胞的能量“货币”和生活现象，培养归纳与概括的学科基本思维方式和尝试用生物学知识解释实际问题的意识。
教学重点和难点
1、教学重点：ATP化学组成特点及ATP与ADP相互转化2、教学难点：ATP与ADP相互转化
教学资源和教学方法
视频和图文资料1、教法：任务驱动教学法、启发式教学法、情境教学法2、学法：合作学习法、动手实践法、自主学习法
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 教师个人备课
环节一：吸引 萤火虫发光原理：萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素在接受 能量 后被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。萤火虫的发光器在离体后一段时间内可以继续发出荧光。研究人员将荧光已经消失的萤火虫发光器研磨液分成三组，进行了如下实验：探究细胞生命活动所需要的直接能源物质组号实验材料对照处理实验结果A捣碎的发光器5mLATP制剂立即重新出现荧光B捣碎的发光器5mL葡萄糖溶液经过一段时间才会重新出现荧光C捣碎的发光器5mL蒸馏水不出现荧光提出问题：萤火虫发光的直接能源物质是ATP还是葡萄糖？ 学生根据原有认知回答。 通过设置实验情境，导入新课，同时让学生体验科学探究的方法和过程，培养严谨的科学态度。
环节二：构建模型 任务一回忆核糖核苷酸的分子组成以及结构式。（利用教师提供的材料构建腺嘌呤核糖核苷酸分子）阅读课本，完成下列问题：1、利用卡纸构建ATP结构式和结构简式模型；2、说出ATP的元素组成和分子组成，结构简式中字母“A”和符号“～”代表的含义，以及结构简式中字母“A”对应结构式中的哪一部分。任务二观看ATP为主动运输供能动画，完成下列问题：1、写出ATP水解的反应式，说出ATP可以为哪些生命活动提供能量？2、以Ca2+出细胞为例，解释ATP如何实现为生命活动供能。任务三资料1：细胞中形成的ATP不到1min即被消耗，人体中ATP的总量只有大约2mg，剧烈运动时只能维持3S。资料2：但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP是48kg，在紧张活动时, ATP的消耗可达0.5 kg /min。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验中肌肉收缩前后ATP和ADP的量，结果如下表所示：磷酸腺苷收缩前/（10-6mol.g-1）收缩后/（10-6mol.g-1）ATP1.301.30ADP0.600.60结合实验结果，推测细胞是如何保持ATP、ADP含量不变的？资料1：荧光已经消失的萤火虫发光器研磨液两组，A组滴加一定量的ATP溶液；B组滴加等体积的葡萄糖溶液。ATP组立即重新出现荧光；葡萄糖组需要经过一段时间才会重新出现荧光。资料2： ATP合酶广泛分布于线粒体内膜，叶绿体类囊体，异养菌和光合菌的质膜上，在有氧呼吸和光合作用过程中，由跨膜质子动力势（H+浓度差）的推动下合成ATP。小组合作构建动物、植物和真菌ADP转化为ATP的过程。（原料、条件、能量的来源、能量转化的途径）2、讨论在剧烈运动与静止状态时，ATP与ADP的相互转化有什么不同？ATP与ADP的相互转化发生障碍，有什么后果？ 学生通过阅读课本、资料，观看动画，小组合作，共同完成学习任务。 在学生已有的概念知识进行教学，有利于新知识网络的建立；其次，利用小组合作建立、展示、评价模型，将微观的知识宏观化，有利于学生发展结构与功能相适应的生命观念。提高学生基于生物学事实进行归纳与概括的理性思维以及形成ATP与ADP转化存在动态平衡的稳态与平衡观，认同ATP在各类生物中都起着能量“货币”作用，可作为生物具有共同起源的证据。
环节三：迁移与应用 任务四资料1：1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870kJ能量；1molATP水解释放30.54kJ能量。资料2：每水解1分子ATP就可以把3个Na+泵出细胞，2个Na+泵入细胞。资料3： 葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。结合资料和ATP的结构特点，解释为什么说ATP是细胞的能量“货币”，而葡萄糖不能作为细胞的能量“货币”。资料：白果（银杏果）是营养价值丰富的食物。 白果有一定毒性，食用量过多机体会因呼吸麻痹，缺少能量而心脏停跳死亡。根据资料分析，结合ATP相关知识： 推测食用白果导致机体死亡的原因。你有什么启示？ 通过分析资料，将ATP与葡萄糖从多个方面进行比较，结合所学知识解释上述问题 提供大量的事实，提高学生基于生物学归纳与概括的学科基本思维方式和尝试用生物学知识解释实际问题的意识。
环节四：总结与评价 引导学生围绕大概念的建构进行总结和评价 学生与学生，学生与教师互评。 提升知识概念之间的联系，使学生融会贯通，进而促进对大概念的理解。帮助学生了解自己的学习状况，同时为教师的教提供反馈
板书设计 细胞的能量“货币”ATP
教学反思