資源簡介

教學設計
教學課題 細胞的能量“貨幣”ATP
學科 生物 年級 高一 時長 1課時
教學背景分析 “細胞的能量‘貨幣’ATP”是人教版《生物學·必修1·分子與細胞》第5章第2節的內容。在知識層面，學生已經學習了細胞中的有機物等基礎知識，知道糖類等有機物是生命活動的能源物質，同時也掌握了核酸基本單位——核苷酸的結構，這為ATP的結構和功能的學習奠定了知識基礎，可以幫助學生更好的理解本節課的內容。在能力方面，在上一節“降低化學反應活化能的酶”中，學生已經學習了控制變量和設置對照的科學方法，具備一定設計科學實驗的能力，但是他們的科學探究能力、建模能力以及邏輯推理能力都有待提升。 教材圍繞“ATP是細胞的能量貨幣”這一概念組織相關內容，主要包括ATP是一種高能磷酸化合物、ATP與ADP可以相互轉化以及ATP的利用。ATP的產生需要經過細胞內的化學反應來實現，化學反應需要在溫和的條件下進行，而酶的學習可以為本節打下基礎，同時為后面ATP的兩大來源——細胞呼吸作用和光合作用的學習做好鋪墊。而ATP的利用對前面所學習的主動運輸進一步深化，完善了概念。
教學目標 通過對ATP化學組成及結構特點的學習，理解ATP的結構與功能相適應的生命觀念； 通過構建ATP及ATP和ADP相互轉化的模型，形成科學思維習慣，提升模型建構的能力； 通過設計實驗探究“使螢火蟲發光的直接能源物質”，發展學生科學探究的能力，再進一步分析和討論ATP在實際生活中的利用，解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質的原因。
重難點 1.通過對ATP化學組成及結構特點的學習，理解ATP的結構與功能相適應的生命觀念； 2.通過構建ATP及ATP和ADP相互轉化的模型，形成科學思維習慣，提升模型建構的能力；
教學方式與策略 情境教學法、問題驅動法、直觀教學法、講授法、模型建構教學策略
教學活動設計 活動內容 活動意圖 時間分配
1、新課導入： 展示杜牧的《秋夕》：“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天街夜色涼如水，臥看牽牛織女星。”提出問題1：“詩句中流螢指的是什么生物？”問題2：“螢火蟲發光的意義是什么？”問題3：“螢火蟲發光的過程有能量的轉換嗎？”講解螢火蟲發光的原理，提出問題4：“螢火蟲發光的能量由什么物質直接提供呢？”引導學生思考。 通過創設螢火蟲發光的情境，激發學生興趣，提出問題，調動學生的求知欲望，為接下來的學習做好準備。 3分鐘
2、構建ATP結構模型 請學生閱讀教材，說出ATP的中文名稱，接著展示教材P86 ATP的結構式圖片，引導學生根據其中文名稱及前面所學習的知識拆解ATP的結構式，進而構建出ATP的結構簡式，提出問題5：“ATP英文縮寫中‘A’‘T’‘P’分別代表什么？”。說明AMP是腺嘌呤核糖核苷酸，把并將T和D與英文的單詞相聯系，幫助學生記憶。提出問題6：“請問ATP的元素組成是什么？”接著講解相鄰的磷酸基團均帶有負電荷而相互排斥，因此磷酸基團之間的化學鍵不穩定，是特殊的化學鍵，用“～”表示，易斷裂，磷酸基團具有較高的轉移勢能。展示資料1：水解時釋放的能量在1molATP水解產生的能量高達30.54kJ，進而讓學生理解并認同高能磷酸化合物。 （教師提前準備腺苷、磷酸、化學鍵的模具，然后分組由小組進行組裝） 直觀呈現ATP的結構式圖片，以核苷酸的結構為先行組織者，通過層層設問，幫助學生構建ATP的結構，通過認識磷酸基團間的排斥作用及特殊的化學鍵，讓學生進一步認識到ATP之所以能夠儲存能量，是由其分子結構決定的，進而形成結構與功能觀。 12分鐘
3、ATP與ADP之間的相互轉化及ATP的利用 接著ATP的結構特點，講解ATP的水解過程，并請學生寫出ATP水解的化學方程式。提出問題6：“ATP水解產生的能量供給細胞的生命活動利用，請問有哪些生命活動呢？”引導學生回憶前面所學習的知識舉例說明，如主動運輸、分泌蛋白的合成和運輸，教師加以補充。提出問題7：“請問以上這些生命活動是吸能反應還是放能反應？”說明ATP的水解與吸能反應相聯系。接著提出問題8：“ATP具體是如何供能的呢？”帶領學生回顧主動運輸的過程：結合——形變——復原，接著將形變與ATP進行聯系，以Ca2+的轉運為例講解載體蛋白磷酸化的過程，說明此過程伴隨著能量的轉移，推動載體蛋白發生構象改變。最后展示相關的視頻動畫，幫助學生進一步認識和理解整一個過程。 以ATP的結構特點作為生長點，能讓學生快速認識和接納ATP的水解過程。而ATP為主動運輸提供能量的過程是教材新增的內容，此部分知識比較抽象，學生理解起來具有一定的難度。通過形象、美觀的圖片吸引學生的注意力，以主動運輸的過程作為先行組織者，加以觀看視頻輔助，化抽象為具象，化靜態為動態，幫助學生對ATP供能的過程形成動態化認知。 12分鐘
4、ATP在吸能反應和放能反應之間流通 提出問題12:“糖類和ATP均作為能源物質，他們之間有什么樣的關系呢？”以不動產和人民幣類比，強化學生對ATP展示作為細胞能量“貨幣”的理解，展示葡萄糖、ATP、ADP、能量、肌肉收縮、主動運輸、物質合成等名詞及知識以及ATP在吸能反應和放能反應之間流通概念圖，說明ATP可在吸能反應和放能反應之間流通。提出問題13：“有其他的直接能源物質嗎？”對直接能源物質進行適當拓展。 通過將糖類、ATP與不動產和人民幣進行類比，形象地說明ATP是能量貨幣，設計知識概念模型圖，解決了學生的認知困難，突破ATP在吸能反應和放能反應之間流通，強化了概念。 8分鐘
5、課堂練習與小結 請學生完成課本后面相應的練習題，教師進行講解。引導學生總結本節課的主要內容。 檢測學生對本節內容的掌握情況。通過小結，完善知識體系。 5
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