5.2细胞的能量货币-ATP教学设计(表格式)

教学设计
教学课题 细胞的能量“货币”ATP
学科 生物 年级 高一 时长 1课时
教学背景分析 “细胞的能量‘货币’ATP”是人教版《生物学·必修1·分子与细胞》第5章第2节的内容。在知识层面，学生已经学习了细胞中的有机物等基础知识，知道糖类等有机物是生命活动的能源物质，同时也掌握了核酸基本单位——核苷酸的结构，这为ATP的结构和功能的学习奠定了知识基础，可以帮助学生更好的理解本节课的内容。在能力方面，在上一节“降低化学反应活化能的酶”中，学生已经学习了控制变量和设置对照的科学方法，具备一定设计科学实验的能力，但是他们的科学探究能力、建模能力以及逻辑推理能力都有待提升。 教材围绕“ATP是细胞的能量货币”这一概念组织相关内容，主要包括ATP是一种高能磷酸化合物、ATP与ADP可以相互转化以及ATP的利用。ATP的产生需要经过细胞内的化学反应来实现，化学反应需要在温和的条件下进行，而酶的学习可以为本节打下基础，同时为后面ATP的两大来源——细胞呼吸作用和光合作用的学习做好铺垫。而ATP的利用对前面所学习的主动运输进一步深化，完善了概念。
教学目标 通过对ATP化学组成及结构特点的学习，理解ATP的结构与功能相适应的生命观念； 通过构建ATP及ATP和ADP相互转化的模型，形成科学思维习惯，提升模型建构的能力； 通过设计实验探究“使萤火虫发光的直接能源物质”，发展学生科学探究的能力，再进一步分析和讨论ATP在实际生活中的利用，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质的原因。
重难点 1.通过对ATP化学组成及结构特点的学习，理解ATP的结构与功能相适应的生命观念； 2.通过构建ATP及ATP和ADP相互转化的模型，形成科学思维习惯，提升模型建构的能力；
教学方式与策略 情境教学法、问题驱动法、直观教学法、讲授法、模型建构教学策略
教学活动设计 活动内容 活动意图 时间分配
1、新课导入： 展示杜牧的《秋夕》：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”提出问题1：“诗句中流萤指的是什么生物？”问题2：“萤火虫发光的意义是什么？”问题3：“萤火虫发光的过程有能量的转换吗？”讲解萤火虫发光的原理，提出问题4：“萤火虫发光的能量由什么物质直接提供呢？”引导学生思考。 通过创设萤火虫发光的情境，激发学生兴趣，提出问题，调动学生的求知欲望，为接下来的学习做好准备。 3分钟
2、构建ATP结构模型 请学生阅读教材，说出ATP的中文名称，接着展示教材P86 ATP的结构式图片，引导学生根据其中文名称及前面所学习的知识拆解ATP的结构式，进而构建出ATP的结构简式，提出问题5：“ATP英文缩写中‘A’‘T’‘P’分别代表什么？”。说明AMP是腺嘌呤核糖核苷酸，把并将T和D与英文的单词相联系，帮助学生记忆。提出问题6：“请问ATP的元素组成是什么？”接着讲解相邻的磷酸基团均带有负电荷而相互排斥，因此磷酸基团之间的化学键不稳定，是特殊的化学键，用“～”表示，易断裂，磷酸基团具有较高的转移势能。展示资料1：水解时释放的能量在1molATP水解产生的能量高达30.54kJ，进而让学生理解并认同高能磷酸化合物。 （教师提前准备腺苷、磷酸、化学键的模具，然后分组由小组进行组装） 直观呈现ATP的结构式图片，以核苷酸的结构为先行组织者，通过层层设问，帮助学生构建ATP的结构，通过认识磷酸基团间的排斥作用及特殊的化学键，让学生进一步认识到ATP之所以能够储存能量，是由其分子结构决定的，进而形成结构与功能观。 12分钟
3、ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 接着ATP的结构特点，讲解ATP的水解过程，并请学生写出ATP水解的化学方程式。提出问题6：“ATP水解产生的能量供给细胞的生命活动利用，请问有哪些生命活动呢？”引导学生回忆前面所学习的知识举例说明，如主动运输、分泌蛋白的合成和运输，教师加以补充。提出问题7：“请问以上这些生命活动是吸能反应还是放能反应？”说明ATP的水解与吸能反应相联系。接着提出问题8：“ATP具体是如何供能的呢？”带领学生回顾主动运输的过程：结合——形变——复原，接着将形变与ATP进行联系，以Ca2+的转运为例讲解载体蛋白磷酸化的过程，说明此过程伴随着能量的转移，推动载体蛋白发生构象改变。最后展示相关的视频动画，帮助学生进一步认识和理解整一个过程。 以ATP的结构特点作为生长点，能让学生快速认识和接纳ATP的水解过程。而ATP为主动运输提供能量的过程是教材新增的内容，此部分知识比较抽象，学生理解起来具有一定的难度。通过形象、美观的图片吸引学生的注意力，以主动运输的过程作为先行组织者，加以观看视频辅助，化抽象为具象，化静态为动态，帮助学生对ATP供能的过程形成动态化认知。 12分钟
4、ATP在吸能反应和放能反应之间流通 提出问题12:“糖类和ATP均作为能源物质，他们之间有什么样的关系呢？”以不动产和人民币类比，强化学生对ATP展示作为细胞能量“货币”的理解，展示葡萄糖、ATP、ADP、能量、肌肉收缩、主动运输、物质合成等名词及知识以及ATP在吸能反应和放能反应之间流通概念图，说明ATP可在吸能反应和放能反应之间流通。提出问题13：“有其他的直接能源物质吗？”对直接能源物质进行适当拓展。 通过将糖类、ATP与不动产和人民币进行类比，形象地说明ATP是能量货币，设计知识概念模型图，解决了学生的认知困难，突破ATP在吸能反应和放能反应之间流通，强化了概念。 8分钟
5、课堂练习与小结 请学生完成课本后面相应的练习题，教师进行讲解。引导学生总结本节课的主要内容。 检测学生对本节内容的掌握情况。通过小结，完善知识体系。 5
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