高中生物 《細(xì)胞的能量通貨――ATP》教學(xué)設(shè)計(jì)及反思

1、細(xì)胞的能量通貨ATP教學(xué)設(shè)計(jì)及反思1 教材分析人教版教材分子與細(xì)胞整個(gè)模塊貫穿了系統(tǒng)的觀點(diǎn)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)細(xì)胞是最基本的生命系統(tǒng)層次、細(xì)胞系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)、細(xì)胞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、細(xì)胞系統(tǒng)與環(huán)境的物質(zhì)交換、細(xì)胞系統(tǒng)的能量變化、細(xì)胞系統(tǒng)的生命歷程。第五章主要介紹有關(guān)能量如何輸入細(xì)胞，能量以什么形式存在以及細(xì)胞如何利用這些能量。第一節(jié)介紹的是能量代謝所需的生物催化劑酶，第二節(jié)（本節(jié)）介紹的是直接能源物質(zhì)ATP，第三節(jié)和第四節(jié)介紹ATP的來(lái)源光合作用和呼吸作用。本節(jié)在本模塊中具有承上啟下的重要作用：學(xué)生可以進(jìn)一步理解只有在能量的供應(yīng)下，細(xì)胞膜才能行使主動(dòng)運(yùn)輸?shù)墓δ?；并且加深理解把葉綠體和線粒體分別比喻為植物

2、細(xì)胞的“能量轉(zhuǎn)換站”和所有細(xì)胞的“動(dòng)力車間”的含義；便于加深領(lǐng)會(huì)活細(xì)胞之所以能夠經(jīng)歷生長(zhǎng)、增殖等生命歷程與能量的供應(yīng)和利用是分不開的。本節(jié)的“問題探討”引導(dǎo)學(xué)生思考螢火蟲發(fā)光能量從何而來(lái)，教材這種的編排體現(xiàn)了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育的編寫意圖。接著通過介紹ATP分子中具有高能磷酸鍵，達(dá)成學(xué)生能夠簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)，寫出ATP的分子簡(jiǎn)式這兩個(gè)教學(xué)目標(biāo)。然后通過介紹ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)生理解ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化在物質(zhì)上可逆，在能量上不可逆。通過介紹ATP的利用方式，解釋ATP在能量代謝中的作用。2 重點(diǎn)難點(diǎn)及其分析教學(xué)重點(diǎn)：(1) ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其

3、在能量代謝中的作用；(2) ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。教學(xué)難點(diǎn)：(1)ATP是細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”； (2) ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。重難點(diǎn)的確立依據(jù)：因?yàn)椤癆TP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用”和“ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化”，便于學(xué)生理解主動(dòng)運(yùn)輸，對(duì)于今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)光合作用和呼吸作用起著重要的作用，也更有利于學(xué)習(xí)細(xì)胞分裂、DNA復(fù)制、基因的表達(dá)等相關(guān)內(nèi)容。所以將它們定為本節(jié)課的重點(diǎn)。又因?yàn)閷W(xué)生沒有有機(jī)化學(xué)知識(shí)，難以理解ATP與ADP的關(guān)系。在使用大綱教材時(shí)期，學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容已經(jīng)有了一定的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，便于學(xué)生學(xué)習(xí)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。而如今化學(xué)必修2的有機(jī)化學(xué)內(nèi)容安排在高一下學(xué)

4、期學(xué)習(xí)，而本節(jié)內(nèi)容在高一上學(xué)期學(xué)習(xí)。另外ATP是細(xì)胞能量的“通貨”這一概念較為抽象，學(xué)生難以接受，所以將這兩點(diǎn)定為本節(jié)課的難點(diǎn)。3 教學(xué)策略由于本節(jié)的知識(shí)較少、較好理解，因此老師多采用指導(dǎo)閱讀、動(dòng)手制作、講練結(jié)合等方式完成本節(jié)內(nèi)容。例如在ATP結(jié)構(gòu)這部分內(nèi)容中，設(shè)計(jì)了三個(gè)活動(dòng)：1.學(xué)生自學(xué)教材，初步了解ATP的化學(xué)組成及分子結(jié)構(gòu)活動(dòng)；2.學(xué)生合作試拼ATP分子結(jié)構(gòu)模型，加深對(duì)分子結(jié)構(gòu)的理解。3.討論ATP分子的化學(xué)簡(jiǎn)式及ATP分子的化學(xué)特點(diǎn)。在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化這部分內(nèi)容中，師生共同討論ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程。在ATP的利用這部分內(nèi)容，學(xué)生舉例說出ATP的使用途徑。4 教學(xué)設(shè)計(jì)4.

5、1情景創(chuàng)設(shè) 討論三個(gè)問題：1，螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2，螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3，螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？如果直接采用這三個(gè)問題來(lái)提問學(xué)生，較難實(shí)現(xiàn)教材的編寫意圖。 然后引導(dǎo)學(xué)生提出問題：螢火蟲發(fā)光的能量從何而來(lái)？ 師生在這個(gè)問題的驅(qū)動(dòng)下，開始今天的探究之旅。教學(xué)中用了一個(gè)Flash動(dòng)畫模擬“發(fā)光實(shí)驗(yàn)”，現(xiàn)用表格介紹實(shí)驗(yàn)過程。1步驟取3個(gè)試管各加入2ml生理鹽水，各加入等量的放置一段時(shí)間的螢火蟲發(fā)光部位提取液2步驟1ml蒸餾水1ml 葡萄糖（10%）1ml 神秘物質(zhì)（10%）3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不再發(fā)光不再發(fā)光重新發(fā)光4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論神秘物質(zhì)可以為螢火蟲直接提供能量，而葡萄糖中的能量

6、并不能直接使用。在整個(gè)過程中目的就是讓學(xué)生學(xué)習(xí)、了解科學(xué)家的工作方法和思維方法，特別是實(shí)驗(yàn)的對(duì)照原則，為學(xué)生自己的探究打下基礎(chǔ)。在后面的環(huán)節(jié)表明學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)設(shè)立空白對(duì)照。4.2實(shí)驗(yàn)探究 先讓學(xué)生猜測(cè)神秘物質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，再展示ATP注射液和片劑照片。 然后按照下表完成一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)探究教師引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)提出問題給出一張運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考選用新的實(shí)驗(yàn)材料來(lái)研究ATP還能為哪些生命活動(dòng)直接提供能量呢？ 目的：引導(dǎo)學(xué)生確定探究問題提出探究問題：肌肉收縮是從ATP中還是從葡萄糖中直接獲得能量？作出假設(shè)以四人為單位討論，作出假設(shè)假設(shè)1：肌肉收縮可以從ATP中直接獲得能量假設(shè)2：肌

7、肉收縮可以從葡萄糖中直接獲得能量假設(shè)3：肌肉收縮可以從ATP中直接獲得能量，肌肉收縮也可以從葡萄糖中直接獲得能量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和記錄表格1 取兩條新鮮豬肉條，測(cè)量每條豬肉條的初始長(zhǎng)度2 給每條豬肉條滴加生理鹽水，測(cè)量每條豬肉條的長(zhǎng)度。通過觀察每條豬肉條是否收縮，檢測(cè)豬肉條是否仍有ATP3 第一條豬肉條滴加1ml 葡萄糖，第二條豬肉條滴加1ml ATP溶液。放置2分鐘后，測(cè)量豬肉條的長(zhǎng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)巡視實(shí)驗(yàn)進(jìn)行情況根據(jù)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果分析結(jié)果得出結(jié)論要求學(xué)生分析結(jié)果、得出結(jié)論學(xué)生分析結(jié)果，得出結(jié)論：肌肉收縮可以從ATP中直接獲得能量表達(dá)和交流邀請(qǐng)小組選出代表在全班匯報(bào)小組匯報(bào)在探

8、究實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生提高了動(dòng)手能力，分析能力和歸納能力，為提高生物科學(xué)素養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。在這個(gè)過程還出現(xiàn)一個(gè)令人驚喜的片斷，有小組設(shè)計(jì)了另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案并開展了探究實(shí)驗(yàn)。他們改變了對(duì)照方式，原本實(shí)驗(yàn)方案是兩塊肌肉滴加不同物質(zhì)對(duì)照，而他們是對(duì)同一塊肌肉加入兩種不同物質(zhì)，進(jìn)行前后對(duì)照。他們不拘泥已有的實(shí)驗(yàn)方案，大膽地提出新想法，新做法，新問題。雖然有些做法可能不成熟，但是這種探究的精神是非常值得倡導(dǎo)和保護(hù)的。整個(gè)探究過程表明學(xué)生已經(jīng)初步學(xué)會(huì)提出問題，分析問題和解決問題的能力。還能夠在解決舊問題的基礎(chǔ)上，提出新的問題，進(jìn)一步探究。4.3總結(jié)強(qiáng)化 接著給出ATP三個(gè)字母，結(jié)合核酸那節(jié)知識(shí)讓學(xué)生猜想每個(gè)

9、字母的含義。根據(jù)學(xué)生的回答，糾正A代表核苷，并總結(jié)ATP代表三磷酸腺苷。然后再給出ATP的結(jié)構(gòu)式，并給出APPP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。解釋“”代表的是化學(xué)鍵， “”代表高能磷酸鍵。在介紹ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化時(shí)，許多老師往往采用問題鏈方式層層深入，而在筆者的課堂則注重課堂問題的動(dòng)態(tài)生成性，師生共同構(gòu)建問題鏈，從而突破重難點(diǎn)。首先我給出問題：ATP水解時(shí)，哪個(gè)磷酸鍵最容易斷裂？在大家回答出最外一個(gè)磷酸鍵最容易斷裂后，我又給出一個(gè)問題“ATP水解時(shí)，化學(xué)產(chǎn)物是什么？從而讓學(xué)生接觸ADP這一新概念。這個(gè)時(shí)候，學(xué)生在課堂就生成一個(gè)問題：劉翔在奔跑中大量消耗ATP，ATP會(huì)用盡么？當(dāng)我告訴學(xué)生體內(nèi)ATP消耗非常迅速

10、，必須不斷補(bǔ)充。學(xué)生又生成另兩個(gè)問題：細(xì)胞內(nèi)用哪些物質(zhì)制造ATP？動(dòng)植物如何制造ATP？大家一起討論完問題后，我又要求學(xué)生用反應(yīng)式歸納總結(jié)ATP與ADP的關(guān)系。最后將葡萄糖類比成“活期存折”，ATP類比成“現(xiàn)金”“通貨” ，學(xué)生容易接受。就是通過這樣類比的方法，從而突破ATP是細(xì)胞能量的“通貨”這一難點(diǎn)。4.4 研究課題 在課堂結(jié)束前學(xué)生又提出兩個(gè)新的研究課題。第一個(gè)課題是“ATP是不是興奮劑”,可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問題，思考科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系。第二個(gè)課題是“ATP對(duì)草履蟲活動(dòng)的影響”，可引導(dǎo)學(xué)生思考單細(xì)胞生物能否以ATP做為直接能源物質(zhì)，幫助理解生物的統(tǒng)一性。5 教學(xué)反思生物新課標(biāo)提出了三大理念：面向全體學(xué)生、培養(yǎng)和提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)和倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。培養(yǎng)全體學(xué)生具有良好的科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)教育最根本的任務(wù)。科學(xué)素養(yǎng)最基本的含義是指學(xué)生能夠合理地將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)運(yùn)用到社會(huì)及個(gè)人生活之中，它反映了一個(gè)人對(duì)生物科學(xué)領(lǐng)域中核心的基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握和應(yīng)用水平，以及在已有基礎(chǔ)上不斷提高自身科學(xué)素養(yǎng)的能力。新課標(biāo)認(rèn)為探究性學(xué)習(xí)是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，并要求學(xué)生在新課程的學(xué)習(xí)中應(yīng)以探究學(xué)習(xí)作為主要的學(xué)習(xí)方式之一。教師應(yīng)該在課堂上更多地嘗