《细胞的能量“通货”

细胞的能量“通货” 一一 ATP教学设计生物组：刘丽一、教材内容、地位细胞的能量“通货” 一一ATP是高中生物（新课标人教版）必修I分子 与细胞第5章细胞的能量供应和利用中第2小节的内容。本节内容主要介 绍ATP的分子组成和结构特点、ATP与ADP的相互转化以及ATP在细胞生命活 动中的作用3个方面的内容。本节教学内容相对较少，但是各部分内容的联系与 渗透十分典型，需要综合理解与应用。同时，该节内容在细胞能量供应和利用 一章中的承接作用相当明显，学习好本节内容，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。二、学情分析通过组成细胞的分子一章的学习，学生对能源物质与能量有了进一步的 理解，也为学习ATP这一细胞的直接供能物质奠定了基础。但是ATP与ADP作为 两种看不见摸不着的物质，又是学生新接触的两个概念，学生掌握起来是有一定 的难度，因此应该侧重对此两种物质化学组成简式的分析与解释。此外，学生通过物 理、化学两学科的学习，已经具备了能量转化的知识，将其转移应用到对ATP与 ADP的相互转化上，来认识细胞内的能量转化，是有帮助作用的。三、教学目标（一）知识与技能1. 简述ATP的化学组成和特点2. 写出ATP的分子式3. 解释ATP在能量代谢中的作用（二）过程与方法1. 通过ATP与ADP的相互转化关系，认识ATP在细胞中作为能量流通的、2. 通过分析，比较在生物体生命活动中，ATP的如何生成和消耗，找出能 量代谢的规律（三）情感态度与价值观1 激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然的和生命的情感教育2 培养学生主动参与的学习态度，培养用准确的科学术语阐述观点和进 行合作学习的态度四、教学重难点（一）教学重点1. ATP化学组成的特点及其在能量中的作用2. ATP与ADP的相互转化（二）教学难点ATP与ADP的相互转化五、教学方法本节教学采用教师主导，学生自主、合作和交流讨论相结合的方法展开 教学六、课时安排1课时七、教学过程教学 过程教师组织与引导学生活动设计意图情境创设教材中的问题探讨（课件展示）：萤 火虫尾部发光需要能量吗？如果能， 这些能量是来自细胞中的糖类、脂肪 等能量物质吗？教师小结：萤火虫尾部发光需要一种 活跃的、能直接使用的能量，但是细 胞中的糖类、脂肪等物质中的能量却 是稳定，解决这一矛盾的物质是ATP （三磷酸腺昔）。学生思考与讨论通过问题，引入新课提出ATP这 种特殊的物 质通过“通货”比喻教学，进一步加强 学生对ATP的认识：存折（对应）细胞中的糖类、脂肪等 大分子能量物质；流通货币（对应）ATP理解细胞能量的 “稳定储存”与“灵活利用”生活实例激 发学生学习 兴趣ATP 的分 子简 式及 其结 构特 点kJ/n衔接：ATP是什么物质？引导学生分析ATP的结构式（完整化 学结构）:介绍腺卩票吟、核糖（组成 腺昔）、磷酸基团。提出ATP的结构简式APPP, 分别介绍：A代表腺昔；P代表磷酸 基团；T代表三；代表特殊的化学 键，即高能磷酸键，储存有大量的能 量，水解时可以释放出来。需要向学生解释清楚高能化合物 的概念，即一般把水解时释放20.92 ol以上能量的化合物叫高能化合物，如 ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸 时，释放出的能量约30.5kJ/mo 1 ,可 见ATP是高能化合物，这种键称为高能 键，常以“”符号表示。而且ATP的能量与某些高能化合 物（如磷酸肌酸）相比，要低一些， 因此磷酸肌酸中的能量可在不需额外供 能的情况下转移给ATP。而葡萄糖观看ATP的结构 式和汉字提示对应ATP的结构 式，理解并掌握 ATP的结构简 式。识记通过介绍ATP的结构 简式，完成 教学重点 一：ATP 的 结构特点分子彻底氧化为二氧化碳和水后，释 放出2870kJ/mol的能量。结果，存在 于葡萄糖分子中的能量就像存在银行 里的钱，而储存在ATP分子中的能量 则像“零钱”，它更容易在细胞中被 使用，因此有的说ATP是能量的“通 用货币”就是这个道理。小结：ATP是细胞内的一种高能磷酸 化合物，是细胞生命活动的直接供能 物质。ATP 与ADP 的相 互转 化衔接：ATP如何水解释放出大量能 量？学生阅读教材相关内容，回答问题 讲解、解说ATP的断键方式：ATP不 稳定，在酶的催化下，远离A的高能 磷酸键断裂，释放出30.54kJ/mol的 能量，同时还生成了 ADP （二磷酸腺 昔）和游离的PioADP在酶的催化作用下，可以接受能量，并与一个游离的Pi的结合，A 成ATP通过存折中的钱与“通货”的关 系，用比喻教学的方式，进一步加深 学生对ATP与ADP相互转化的认识： ATP随着生命活动的进行而减少（对 应）通货的花销而减少；细胞中的糖 类、脂肪等大分子物质能量的释放合 成ATP （对应）存折中的钱取出成为 通货。强调细胞内ATP的含量是相对稳 定的；ATP在细胞内的含量是极少的， 细胞内的糖类、脂类等能源物质不能 被细胞直接利用，ATP的水解后释放 的能量才是细胞内各种生命活动的直 接能量来源，呼吸作用分解有机物释 放能量不能为生物体直接利用，只有 这些能量转移给ATP,且ATP水解后 释放的能量才可被细胞利用。最终应 使学生认识到ATP与ADP之间高效、带着问题阅读教 材并回答问题 掌握断键方式与 位置掌握ADP+Pi+能 量_ ATP掌握ATP-）P+Pi+能量合板书ATP与 ADP间的关 系加强理解记 忆，培养理 解能力迅速的转化是处于动态平衡之中的,ATP是生物体的直接能源，是细胞能 量代谢的“通用货币” o教师引导学生思考讨论：ATP与ADP 相互转化的能量供应机制（教材89 ATI 5-6）对于动物、人、真菌和大多数细 菌来说，均来自于细胞进行呼吸作用 时有机物分解所释放的能量；对于绿 色植物来说，除了依赖呼吸作用所释 放的能量外，在叶绿体内进行光合作 用时，ADP转化为ATP还利用了光 能。小结：板书ATP与ADP相互转化示 意图，学生口述，教师补充。了解ADP转化为的能量来源页图随教师的板书口 述ATP与ADP相 互转化学重难点：培养表达能力，完成教ATP 与 ADP的相互转化ATP 的利 用衔接：ATP作为细胞生命活动的直接 供能物质，都提供那些生命活动能 量？教师评价、小结学生回答：主动运输、 生物发电发光、肌肉收缩、大脑思考、 细胞吸收反应等生命活动需要能量。教师提出关于细胞内吸能反应、放能 反应与ATP的关系：吸能反应一般与 ATP水解相联系，由ATP水解提供能 量；放能反应一般与ATP的合成相联 系，释放的能量储存在 ATP中。实现 能量的循环。（再次验证ATP的“通 货”作用）学生观看教材5-7图进行思考、 归纳，回答教师 问题。以评价促学 生的发展。 解释ATP在 能量代谢中 的作用课堂 总结引导学生以概念图的方式进行总结 评价反馈：课本练习，教师检查讲评完成课本练习总结教学重 点，加强学 生记忆八、作业1、制作学习卡:本节知识的概念图2、全优设计同步练习思、1、注意培养学生自主学习、合作交流的能力2、可以通过比喻教学的方法，帮助学生理解ATP与糖类和脂肪的关系十、板书设计第2节细胞的能量“通货” 一ATP一、什么是ATP?是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺昔二、ATP的分子简式及其结构特点1、化学组成：腺卩票吟、核糖、磷酸；2、结构简式：APP-P三、ATP和ADP相互转化1、反应式：ADP+Pi+能量一ATPATP- ADP+Pi+能量2、ADP转化为ATP所需能量来源：人、高等动物、真菌和大多数细菌：呼吸作用 绿色植物：呼吸作用、光合作用四、ATP的利用1、运输物质2、肌肉收缩3、合成物质4、生物发电5、神经活动