高中生物-細胞的能量“通貨”-ATP教學設計學情分析教材分析課后反思

教學設計1.教材分析本節(jié)主要介紹了能量的轉化、吸能反應和放能反應、ATP是細胞中的能量通貨三部分的內容，各部分內容緊密聯(lián)系、相互滲透。其中，“ATP是細胞中的能量通貨”是高中生物學中的一個核心概念。通過本節(jié)內容的學習，有助于學生理解細胞的能量釋放、轉移和利用機制及物質代謝與能量代謝的關系，同時為后續(xù)細胞呼吸和光合作用的學習做好鋪墊。教學目標解釋ATP是細胞生命活動的能量“通貨”（生命觀念）；簡述ATP分子的化學組成及結構特點（生命觀念，理性思維）；分析ATP與ADP相互轉化的機制，理解放能反應和吸能反應的聯(lián)系（理性思維）；形成結構與功能相適應的生物學基本觀點（生命觀念）；養(yǎng)成求實、合作、質疑的科學精神（理性思維，科學探究）。教學過程3．1創(chuàng)設情景，激趣導入利用利用運動員比賽的視頻，調動學生的情緒，隨之提出問題：運動員比賽需要的能量從何而來?師生在這個問題的驅動下，開始第一個探究活動。3．2合作探究、學習新課3．2．1探究活動一：探究生命活動的直接能源物質。通過實驗微課，學生也能進一步鍛煉提出問題：分析問題和解決問題的能力，為提高生物科學素養(yǎng)打下良好的基礎。緊接著，通過比喻教學，進一步加強學生對ATP的認識：煤炭、石油(對應)細胞中的糖類、脂肪等有機物；電能(對應)ATP，從而便于學生理解ATP是細胞內流通的能量“通貨”。3．2．2ATP分子中具有高能磷酸鍵以問題“ATP究竟有何結構特點使其能充當能量通貨的角色呢”，引出ATP分子的結構特點。以小組為單位完成ATP結構簡式的繪制，完成好之后小組派一個成員代表展示成果，并說明模型中每一個符號的含義。學生通過繪制ATP分子結構模型，可以進一步加深對分子結構的理解。然后課件展示：ATP的結構簡式A_P～P—P，其中A代表腺苷(即腺嘌呤+核糖)、P代表磷酸基團、一代表普通化學鍵、～代表高能磷酸鍵，儲存有大量的能量，水解時可釋放30．54kJ／mol的能量。所以ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物。3．2．3探究活動二：ATP和ADP可以相互轉化【資料分析】(1)一個成人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP48kg，在緊張活動的情況下，A1P的消耗可達0．5kg／min。而人體中ATP的總量只有大約2mg，劇烈運動時只能維持3s。(2)用32P標記磷酸加入細胞培養(yǎng)液中，短時間內快速分離出ATP，ATP的總量變化不大，但是大部分ATP末端磷酸基團卻已經帶有放射性標記。問題1：ATP在生物體內含量很少，但生物體對ATP的需求量很大。如何解決這一矛盾呢?問題2：ADP轉化為ATP所需能量來源？場所?歸納：ADP與ATP相互轉化的反應式3．2．4探究活動三：ATP的水解反應和合成反應是可逆反應嗎?提示：(1)酶1和酶2相同嗎?能量1和能量2的來源和去路相同嗎?反應發(fā)生的場所相同嗎？小組討論，邀請小組選出代表在全班匯報討論結果。3．2．5ATP的利用：教師引導學生聯(lián)系生活舉例。3．3課堂小結 以ATP為核心發(fā)散思維，引導學生回顧一下本節(jié)課的主要內容。 4教學反思 本節(jié)課根據(jù)高一年級學生的心理特征及其認知規(guī)律，采用動手繪制、活動探究、自主總結的教學方法，以“教師為主導，學生為主體”，教師的“導”立足于學生的“學”，以學法為重心，放手讓學生自主探索的學習，主動地參與到知識形成的整個思維過程，以達到預期效果。 學情分析此前學生已經學習了第1章“細胞的分子組成”和第2章“細胞的結構”，同化了細胞中的能源物質、供能場所、需要耗能的生命活動如蛋白質的合成和分泌等知識，這些為學習本節(jié)內容提供了知識基礎。ATP是學生初次接觸且遠離生活實際的能量物質，學生缺乏相關的感性認識，能量代謝機制又比較抽象，這些都給學生的學習帶來一定難度。教學設計1.教材分析本節(jié)主要介紹了能量的轉化、吸能反應和放能反應、ATP是細胞中的能量通貨三部分的內容，各部分內容緊密聯(lián)系、相互滲透。其中，“ATP是細胞中的能量通貨”是高中生物學中的一個核心概念。通過本節(jié)內容的學習，有助于學生理解細胞的能量釋放、轉移和利用機制及物質代謝與能量代謝的關系，同時為后續(xù)細胞呼吸和光合作用的學習做好鋪墊。教學目標解釋ATP是細胞生命活動的能量“通貨”（生命觀念）；簡述ATP分子的化學組成及結構特點（生命觀念，理性思維）；分析ATP與ADP相互轉化的機制，理解放能反應和吸能反應的聯(lián)系（理性思維）；形成結構與功能相適應的生物學基本觀點（生命觀念）；養(yǎng)成求實、合作、質疑的科學精神（理性思維，科學探究）。教學過程3．1創(chuàng)設情景，激趣導入利用利用運動員比賽的視頻，調動學生的情緒，隨之提出問題：運動員比賽需要的能量從何而來?師生在這個問題的驅動下，開始第一個探究活動。3．2合作探究、學習新課3．2．1探究活動一：探究生命活動的直接能源物質。通過實驗微課，學生也能進一步鍛煉提出問題：分析問題和解決問題的能力，為提高生物科學素養(yǎng)打下良好的基礎。緊接著，通過比喻教學，進一步加強學生對ATP的認識：煤炭、石油(對應)細胞中的糖類、脂肪等有機物；電能(對應)ATP，從而便于學生理解ATP是細胞內流通的能量“通貨”。3．2．2ATP分子中具有高能磷酸鍵以問題“ATP究竟有何結構特點使其能充當能量通貨的角色呢”，引出ATP分子的結構特點。以小組為單位完成ATP結構簡式的繪制，完成好之后小組派一個成員代表展示成果，并說明模型中每一個符號的含義。學生通過繪制ATP分子結構模型，可以進一步加深對分子結構的理解。然后課件展示：ATP的結構簡式A_P～P—P，其中A代表腺苷(即腺嘌呤+核糖)、P代表磷酸基團、一代表普通化學鍵、～代表高能磷酸鍵，儲存有大量的能量，水解時可釋放30．54kJ／mol的能量。所以ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物。3．2．3探究活動二：ATP和ADP可以相互轉化【資料分析】(1)一個成人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP48kg，在緊張活動的情況下，A1P的消耗可達0．5kg／min。而人體中ATP的總量只有大約2mg，劇烈運動時只能維持3s。(2)用32P標記磷酸加入細胞培養(yǎng)液中，短時間內快速分離出ATP，ATP的總量變化不大，但是大部分ATP末端磷酸基團卻已經帶有放射性標記。問題1：ATP在生物體內含量很少，但生物體對ATP的需求量很大。如何解決這一矛盾呢?問題2：ADP轉化為ATP所需能量來源？場所?歸納：ADP與ATP相互轉化的反應式3．2．4探究活動三：ATP的水解反應和合成反應是可逆反應嗎?提示：(1)酶1和酶2相同嗎?能量1和能量2的來源和去路相同嗎?反應發(fā)生的場所相同嗎？小組討論，邀請小組選出代表在全班匯報討論結果。3．2．5ATP的利用：教師引導學生聯(lián)系生活舉例。3．3課堂小結 以ATP為核心發(fā)散思維，引導學生回顧一下本節(jié)課的主要內容。 4教學反思 本節(jié)課根據(jù)高一年級學生的心理特征及其認知規(guī)律，采用動手繪制、活動探究、自主總結的教學方法，以“教師為主導，學生為主體”，教師的“導”立足于學生的“學”，以學法為重心，放手讓學生自主探索的學習，主動地參與到知識形成的整個思維過程，以達到預期效果。 教材分析本節(jié)教材主要介紹了能量的轉化、吸能反應和放能反應、ATP是細胞中的能量通貨3部分的內容，各部分內容緊密聯(lián)系、相互滲透。其中，“ATP是細胞中的能量通貨”是高中生物學中的一個核心概念。通過本節(jié)內容的學習，有助于學生理解細胞的能量釋放、轉移和利用機制及物質代謝與能量代謝的關系，同時為后續(xù)細胞呼吸和光合作用的學習做好鋪墊。高中生物必修1《分子與細胞》第5章細胞的能量供應與利用第2節(jié)細胞的能量“通貨”——ATP導學案【核心素養(yǎng)聚焦】解釋ATP是細胞生命活動的能量“通貨”（生命觀念）；簡述ATP分子的化學組成及結構特點（生命觀念，理性思維）；分析ATP與ADP相互轉化的機制，理解放能反應和吸能反應的聯(lián)系（理性思維）；形成結構與功能相適應的生物學基本觀點（生命觀念）；養(yǎng)成求實、合作、質疑的科學精神（理性思維，科學探究）。【課前預習】植物通過__________將光能轉化為__________中的化學能。生物體內蘊含能量的物質有：___________、___________、__________等，細胞能直接利用的糖類物質是_____________。ATP是___________________的英文名稱縮寫。在________的催化下，_________和__________可以相互轉化?！菊n堂探究】1.葡萄糖能直接為細胞的生命活動提供能量嗎？．．【實驗探究】青蛙腓腸肌在不同能源物質處理下的收縮情況：實驗分組實驗1實驗2實驗材料新鮮的青蛙腓腸肌A新鮮的青蛙腓腸肌B步驟1施加電刺激，耗盡腓腸肌的能量步驟2滴加適量葡萄糖溶液滴加適量ATP溶液步驟3對兩塊耗盡能量的腓腸肌分別施加適宜電刺激實驗結果【結論】__________是細胞生命活動的直接供能者。2.ATP為什么能直接為細胞的生命活動供能？【自主學習】根據(jù)微課和教材提供的信息，結合ATP的結構式，回答下列問題：·1·心存夢想，專注腳下，才能走得更遠（1）ATP分子由什么組成？（2）寫出ATP分子的結構簡式并解釋其含義：ATP結構式（3）為什么說ATP是高能磷酸化合物？它的化學鍵有什么特點？【小結】總結ATP為什么能直接為細胞供能？．．．3.ATP水解釋放的能量有哪些去向？ATP ATP水解酶 _______+_______+能量4.ATP是怎么合成的？【資料分析】資料1.經測定，一個成年人每天大約需要消耗ATP45kg，劇烈運動時，ATP的消耗量甚至達到0.5kg/min，但每一時刻儲存在人體內的ATP總量不到1g；

資料2.將用32P標記的磷酸鹽加入細胞培養(yǎng)液中，并在短時間內快速分離出細胞的ATP，結果ATP濃度變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團已經帶有放射性標記。思考討論：（1）資料1中存在什么矛盾？資料2中為什么只有末端的磷酸基團上帶有放射性標記？（2）生物體如何解決ATP儲存量很少、需求量很大的矛盾？（3）ADP轉化成ATP所需能量的來源有哪些？在細胞內的哪些場所進行？能量+_______+_______ATP合成酶ATP【小結】歸納ATP與ADP相互轉化的反應式：·2·心存夢想，專注腳下，才能走得更遠【課堂鞏固】1.判斷正誤：（1）組成ATP的化學元素包括C、H、O、N、P。（ ）（2）ATP在植物和動物體內的來源相同。（ ）（3）ATP水解可以為生命活動提供能量。（ ）2.下列關于ATP的敘述，正確的是（ ）ATP中A代表腺嘌呤ATP分子結構式可以簡寫為A～T～PATP可水解為1個核苷酸和2個磷酸ATP水解產生的能量，可用于合成ATP3.ATP與ADP的相互轉化可用下列反應式表示，分析該反應是否屬于可逆反應：【課后提升】構建ATP的概念模型要求：依據(jù)ATP的結構、功能、ATP與ADP的相互轉化、能量的來源去向等知識點，構建出完整的ATP概念模型。3心存夢想，專注腳下，才能走得更遠【課外拓展】與ATP相關的易混淆概念釋疑1．關于ATP、ADP、AMP的前綴：三磷酸腺苷（Adenosinetriphosphate）縮寫為ATP，二磷酸腺苷（Adenosinediphosphate）縮寫為ADP，一磷酸腺苷（Adenosinemonophosphate）縮寫為AMP，其中“mono-、di-、tri-”這幾個加在單詞phosphate上的前綴分別來自于希臘語中的“mono”、“di”和拉丁語中的“tri”，意思分別為“一”、“二”、“三”。2．細胞的直接能源物質只有ATP嗎？所謂細胞的直接能源物質，即通過自身水解可以釋放能量，并將能量直接供給細胞內各種代謝反應和生命活動的物質。ATP是生物體內的最重要的能量通貨，是細胞能量代謝的偶聯(lián)劑，但這種偶聯(lián)作用并非是唯一的，GTP、CTP、UTP也能為細胞直接供能。但大多數(shù)的放能反應和吸能反應是與ATP偶聯(lián)在一起的，所以ATP才是細胞能量代謝的中心。3．只有遠離腺苷的高能磷酸鍵會斷裂嗎？ATP是腺嘌呤核糖核苷酸的衍生物，具有兩個高能磷酸鍵和一個普通磷酸鍵。當細胞代謝需要供能時，ATP能以多種形式水解并釋放能量，無論是兩個高能磷酸鍵，還是普通磷酸鍵，都可以釋放能量供給細胞代謝。但是遠離腺苷的高能磷酸鍵更容易斷裂并釋放能量，所以ATP與ADP的相互轉換是細胞代謝中最主要的能量供應方式。4．口服或注射ATP可以迅速獲得能量嗎？市面上的確有補充人體ATP含量的三磷酸腺苷二鈉片劑或靜脈注射液，但是其藥理作用并非迅速供能。一粒三磷酸腺苷二鈉片劑的ATP含量僅約為3.3×10－8mol/L，其所能補充的能量是微乎其微的。ATP在臨床上的主要作用是調節(jié)心率，治療心血管疾病，并且有可能會并發(fā)胸悶、心悸、暫時性休克等副作用。因此，不能為了提升運動水平而服用ATP類的藥物?！?·教學設計1.教材分析本節(jié)主要介紹了能量的轉化、吸能反應和放能反應、ATP是細胞中的能量通貨三部分的內容，各部分內容緊密聯(lián)系、相互滲透。其中，“ATP是細胞中的能量通貨”是高中生物學中的一個核心概念。通過本節(jié)內容的學習，有助于學生理解細胞的能量釋放、轉移和利用機制及物質代謝與能量代謝的關系，同時為后續(xù)細胞呼吸和光合作用的學習做好鋪墊。教學目標解釋ATP是細胞生命活動的能量“通貨”（生命觀念）；簡述ATP分子的化學組成及結構特點（生命觀念，理性思維）；分析ATP與ADP相互轉化的機制，理解放能反應和吸能反應的聯(lián)系（理性思維）；形成結構與功能相適應的生物學基本觀點（生命觀念）；養(yǎng)成求實、合作、質疑的科學精神（理性思維，科學探究）。教學過程3．1創(chuàng)設情景，激趣導入利用利用運動員比賽的視頻，調動學生的情緒，隨之提出問題：運動員比賽需要的能量從何而來?師生在這個問題的驅動下，開始第一個探究活動。3．2合作探究、學習新課3．2．1探究活動一：探究生命活動的直接能源物質。通過實驗微課，學生也能進一步鍛煉提出問題：分析問題和解決問題的能力，為提高生物科學素養(yǎng)打下良好的基礎。緊接著，通過比喻教學，進一步加強學生對ATP的認識：煤炭、石油(對應)細胞中的糖類、脂肪等有機物；電能(對應)ATP，從而便于學生理解ATP是細胞內流通的能量“通貨”。3．2．2ATP分子中具有高能磷酸鍵以問題“ATP究竟有何結構特點使其能充當能量通貨的角色呢”，引出ATP分子的結構特點。以小組為單位完成ATP結構簡式的繪制，完成好之后小組派一個成員代表展示成果，并說明模型中每一個符號的含義。學生通過繪制ATP分子結構模型，可以進一步加深對分子結構的理解。然后課件展示：ATP的結構簡式A_P～P—P，其中A代表腺苷(即腺嘌呤+核糖)、P代表磷酸基團、一代表普通化學鍵、～代表高能磷酸鍵，儲存有大量的能量，水解時可釋放30．54kJ／mol的能量。所以ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物。3．2．3探究活動二：ATP和ADP可以相互轉化【資料分析】(1)一個