臨清市生物必修一第五章第2節(jié)《細胞的能量通貨-ATP》教案——劉玉文

1、“高中生物穎韜工作室”整理 學校 臨清一中 學科 生物 編寫人 劉玉文 審稿人 李永忠第五章第2節(jié) 細胞的能量“通貨”ATP一、教材分析 中學生物學課程通常包括十大主題，在細胞這一主題中，初中側重于細胞的結構，而高中則側重于細胞亞顯微結構和功能，細胞的各種生命活動，突出了“活細胞”的特性，加強了物質和能量代謝的內容。ATP是生命直接能源物質，是細胞內能量轉換和傳遞的“中轉站”，它既區(qū)別于被形容為“生命燃料”的糖類和儲能物質脂肪，又為后續(xù)的光合作用，呼吸作用中具體能量的轉化過程作了鋪墊，在所有生物的代謝中占有普遍的重要地位。二、教學目標（1)知識目標 簡述ATP

2、的化學組成和特點，寫出ATP的結構簡式；解釋ATP在能量代謝中的作用。 (2)能力目標 培養(yǎng)學生綜合思維能力，自主學習能力，理論聯(lián)系實際能力。 (3)情感目標 培養(yǎng)學生科學意識，科學精神。三、教學重點和難點 （1）ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用 （2）ATP與ADP的相互轉化四、學情分析 必修1第二章學生已經學習了糖類、脂肪、蛋白質等有機物，已明確了主要能源物質、儲能物質、能源物質等概念，這為進一步學習ATP是直接能源物質作了鋪墊，也是在本節(jié)課的學習中需要注意區(qū)分的幾個概念；必修1第三章以及初中時學生也已經接觸了有關光合作用、呼吸作用等生命現(xiàn)象，這又為學生學習光合作用和呼吸作用中能

3、量的轉化奠定了基礎。五、教學方法1學案導學：見后面的學案。2新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結疑惑情境導入、展示目標合作探究、精講點撥反思總結、當堂檢測發(fā)導學案、布置預習六、課前準備課件制作七、課時安排：1課時八、教學過程 (一)預習檢查、總結疑惑檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。（二）新課引入、展示目標溫故知新 細胞中的下列物質中有哪些含有能量（） 、糖類、脂肪、水、無機鹽 問題探討“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牽?？椗恰！弊屛覀冎販靥拼娙硕拍吝@首情景交融的詩句，想象夜空中與星光媲美的點點流螢，思考有關的生物學問題。 1、螢火蟲發(fā)光的

4、生物學意義是什么？ 2、螢火蟲體內有特殊的發(fā)光物質嗎？ 3、螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉換嗎？（教材問題探討） 由于是小組討論，得出的結論五花八門，有道理的給予肯定。這些問題是為引起學生的學習興趣，對后面要進行的實驗奠定基礎，對學生有學習與借鑒的意義。 提出課題細胞的能量“通貨”ATP（三）合作探究、精講點撥。探究一：ATP的功能 教師： 聯(lián)系“螢火蟲發(fā)光器”的經典實驗，引導思考，設計實驗，用培養(yǎng)皿、試管、活螢火蟲（摘下其尾部發(fā)光器備用）、ATP制劑、質量濃度為1.2g/dL的葡萄糖溶液、生理鹽水、蒸餾水以及必需的實驗用具。問題：1、你能否設計實驗？ A搗碎的發(fā)光器、生理鹽水加入ATP制劑5mL

5、 B搗碎的發(fā)光器、生理鹽水加入葡萄糖溶液5mL C搗碎的發(fā)光器、生理鹽水加入蒸餾水5mL2、選擇螢火蟲的發(fā)光器為實驗材料的優(yōu)點。 （參考答案：主要是它發(fā)光的現(xiàn)象容易觀察等） 3、將發(fā)光器搗碎的目的： （參考答案：增大發(fā)光細胞與溶液接觸面積，加快化學反應速度。） 4、本實驗的原理是： （參考答案：蒸餾水不是能源物質，葡萄糖不是直接的能源物質，他們都不會使熄滅的離體發(fā)光器重新發(fā)光，而ATP能使離體的發(fā)光器重新發(fā)光）理解關于變量、自變量、因變量、無關變量、對照實驗，培養(yǎng)語言表達能力，將感性知識上升到理性知識。 用此“虛擬實驗”與教材的探究活動比較，可以進一步驗證ATP在生命活動中起到的作用。接著向學

6、生出示ATP片劑或注射液的使用說明書，說明ATP是真實存在的，而且已經用于醫(yī)療實踐，并加深學生對ATP功能的理解。探究二：ATP的結構結構與功能相適應是生物學的一個基本原理，ATP具有怎樣的結構和特點才能擔當“如此重任”呢？引出后面的內容“ATP分子中具有高能磷酸鍵”。此時讓學生閱讀教材回答學案上的下列問題： 1、寫出ATP（三磷酸腺苷）的分子結構，并標出所有符號代表的意義。 2、ATP中的兩個磷酸基團之間（P和P之間）用“”表示的化學鍵是_。其水解過程中，釋放的能量是一般共價鍵的_倍以上（如ATP水解生成ADP和磷酸時，釋放的能量多大30.54KJ/mol，而6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖和磷酸

7、時，釋放的能量只有13.8kJ/mol）。含有高能磷酸鍵的化合物統(tǒng)稱為_。 3、ATP中_（哪個）高能磷酸鍵，在一定條件下容易水解生成_和_放出能量，生成的兩者_（容易/難以）再捕獲能量重新生成ATP。ATP在細胞內形成后不到1分鐘的時間就要發(fā)生轉化，一個成年人在靜止狀態(tài)下，24小時內竟有40kg的ATP發(fā)生轉化。 在第三個問題中的后半部分相當于閱讀材料，教師可在學生填寫完后對答案時提出疑問或者讓學生自己提出疑問，進入后面的課題。 限于學生的化學基礎，關于ATP的結構，在此不宜過于深入。但要知道學生分析教材中的三個色塊代表的含義，明確ATP結構簡式中所有符號代表的含義，特別要強調ATP中大量的

8、化學能儲存的部位，通過查找并分析相關數(shù)據(jù)來分析ATP中高能磷酸鍵與一般化合物中普通化學鍵的區(qū)別。 對于ATP的形成途徑，因為學生還沒有學習細胞呼吸和光合作用的過程，在此雖不宜太具體的講解，但教學中應抓住教材中“ATP再生迅速且含量穩(wěn)定、移動迅速、供能高效”的特點，引導學生分析ATP在能量“轉移”中所起到的關鍵作用。物質變化總是伴隨著能量的消耗或釋放，線粒體的呼吸作用氧化分解有機物釋放能量，核糖體合成蛋白質、細胞膜主動運輸、高爾基體合成分泌功能等需要能量，“產能”和“耗能”在空間上存在矛盾：細胞內有多種能源物質，如糖類、脂質等有機物都儲存著大量且穩(wěn)定的能量，這些能源物質的穩(wěn)定性，利于大量儲存能量

9、，但不利于及時靈活的利用這些能量，能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”之間也發(fā)生了抵觸。讓學生感悟在神奇的自然選擇過程中之所以“選中”ATP作為生命活動的直接能源物質，是因為ATP既解決了線粒體“產能”和細胞各處都要“耗能”在空間上的矛盾，又解決了能量在糖類、脂肪等物質中“穩(wěn)定儲存”和細胞代謝需要“靈活利用”的矛盾。從而正確理解ATP在能量代謝的過程中扮演的角色-能量“通貨”。引導學生從兩種不同角度分析這一過程，實際上就是提高學生分析與推理能力的過程。探究三：ATP與ADP的相互轉化教師：如果一個人不吃不喝，大約至少能活3天，也就是我們體內的自由水可以使人使用3天。那么人體如果沒有ATP的合成，又

10、能活多長的時間呢？（聯(lián)系人體實際，激發(fā)學生學習興趣）數(shù)據(jù)顯示：氰化鉀它就是阻止人體內新的ATP合成的毒藥，人中毒后在36分鐘內就會死亡。但一個成人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達0.5kg/min。問題：大家可以跟自己的體重比一下，能得出什么結論呢？（通過師生互動，得出ATP的特性就是：含量少，轉化快。這對于構成細胞內穩(wěn)定的供能環(huán)境具有十分重要的意義。）問題：ATP和ADP是怎樣相互轉化的？ 具體教授過程中可以讓學生在學案填寫如下內容： 1、ATP與ADP的相互轉化： ATP _（注意條件） 2、ATP水解時放出的能量可用于_、_和_。 3、ATP

11、在細胞內的含量是_的，但ATP在細胞內的轉化是_的。 4、對人和動物來說，ADP轉化成ATP所需能量，來自_作用，對綠色植物來說，ADP轉化成ATP所需能量，來自_和_。 5、ATP作為直接能源物質，水解后可用于各種生命活動，如轉變?yōu)椋篲（用于合成代謝）、_（用于肌肉收縮）、_（用于物質的主動運輸）、_（生物電、生物發(fā)光）、_（用于維持體溫）等。 另外做設計部分此類內容的綜合性稍高點的題目作為鞏固練習，難度不宜太高。問題：ADP轉化成ATP的過程中，所需要的能量由誰來提供呢？（學生結合書上圖片，開動腦筋，自己找出ATP形成的途徑，并理解；教師再作詳細總結。）探究四ATP的利用教師：（1）吸能反

12、應總是與ATP水解的反應相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環(huán)流通。（2）細胞內儲存能量的物質有糖類、脂肪、蛋白質等，細胞內消耗能源物質的順序是：糖類 脂肪 蛋白質。一般情況下生物體內細胞利用的能源物質是糖類，而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給ATP，轉變成活躍的化學能，才能供給各種生命活動利用，從而解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”的矛盾。（3）直接供給生命活動能量的能源物資是ATP。在生物體內能量的轉換和傳遞中，ATP是一種關鍵物資。ATP是生物體內能量轉換的“中轉站”，它有利于能量的運輸和

13、協(xié)調供給，如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP，可以轉移到細胞膜用于主動運輸和細胞分裂等生命活動，從而解決“產能”和“用能”在空間上的矛盾。學生活動：結合課本圖，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖進行補充和完善。（ATP中的化學能可以轉變成機械能、化學能、電能、滲透能、光能等其它形式的能量。）回歸情景創(chuàng)設引入中顯示的各項生命活動，再次與學生共同討論ATP中能量的利用過程。強調此轉化過程能量是不可逆，反應過程也是不可逆的。（可以讓學生關于這個文圖展開討論，提示：從反應過程的酶、反應場所、能量不同幾個方面分析討論。）（四）反思總結，當堂檢測。教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內容，并進行當堂檢測。設計意

14、圖：引導學生構建知識網(wǎng)絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）（五）發(fā)導學案，布置作業(yè)九、板書設計 細胞的能量“通貨”ATP一、ATP是各項生命活動的直接能源物質全稱：三磷酸腺苷 結構簡式：A-PPP二、ATP與ADP的相互轉化ADPPi能量ATP三、ATP的生成途徑光合作用和呼吸作用四、ATP的利用肌肉收縮（機械能）吸收和分泌（滲透能）合成物質（化學能）神經傳導和生物電（電能）十、教學反思本節(jié)課按照課標要求，倡導學案式教學，以小組互助然后填寫學案的方式組織教學，能引導學生主動參與知識構建過程。本節(jié)課不僅較好地利用了教材上的“問題探究”，而且善于從現(xiàn)實生活中尋找更加靈活的典型例子，巧妙地引導學生從不同角度考慮問題，一正一反，相互輝映，使學生充分體會什么是自變量、因變量、無關變量以及什