視頻標(biāo)簽：生命活動(dòng)的能量,通貨,ATP

所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：第四章第一節(jié)《生命活動(dòng)的能量“通貨”—ATP》無(wú)錫市第一女子中學(xué)

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蘇教版高中生物必修一《分子與細(xì)胞》第四章第一節(jié)《生命活動(dòng)的能量“通貨”——ATP》無(wú)錫市第一女子中學(xué)

《生命活動(dòng)的能量“通貨”——ATP》教學(xué)設(shè)計(jì)  
一 教材分析 
本節(jié)是蘇教版高中生物必修一《分子與細(xì)胞》第四章第一節(jié)的內(nèi)容，主要包括ATP 的功能、ATP的結(jié)構(gòu)、ATP與ADP 的相互轉(zhuǎn)化三部分內(nèi)容。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。 
二 學(xué)情分析 
通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)糖類、脂肪等能源物質(zhì)，線粒體和葉綠體等與能量有關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主動(dòng)運(yùn)輸需要能量供給等有了一定的認(rèn)識(shí)和理解，這為學(xué)習(xí)ATP這一細(xì)胞的直接供能物質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)了RNA的結(jié)構(gòu)，為構(gòu)建ATP模型、認(rèn)識(shí)ATP 的結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。但是ATP與ADP是學(xué)生新接觸的兩個(gè)概念，學(xué)生掌握起來(lái)是有一定的難度。此外，學(xué)生通過(guò)物理、化學(xué)兩學(xué)科的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了能量轉(zhuǎn)化的知識(shí)，將其轉(zhuǎn)移應(yīng)用到對(duì)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化上，來(lái)認(rèn)識(shí)細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化，認(rèn)同ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，是生物體生命活動(dòng)的直接能量來(lái)源。 
三  課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求 
模塊一   分子與細(xì)胞 
大概念 2  細(xì)胞的生存需要能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并通過(guò)分裂實(shí)現(xiàn)增值 
重要概念2.2  細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞的特定區(qū)域 次位概念 2.2.2  解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì) 
四 教學(xué)目標(biāo) 
1、 通過(guò)自主學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)，寫出ATP的分子簡(jiǎn)式。認(rèn)同生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀。 
2、 通過(guò)ATP的模型建構(gòu)、比較ATP與核糖核苷酸的關(guān)系，培養(yǎng)建立模型的科學(xué)思維，提升分析及模型建構(gòu)能力。  
3、 通過(guò)設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，得出ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì)的結(jié)論。培養(yǎng)科學(xué)探究能力，提升科學(xué)思維，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和熱愛自然和生命的情感。  
4、 通過(guò)資料分析，認(rèn)識(shí)ATP與ADP時(shí)刻快速相互轉(zhuǎn)化，并處于動(dòng)態(tài)平衡中，這是生物界普遍的能量供應(yīng)機(jī)制。認(rèn)同生物界的統(tǒng)一性，生命觀念中的物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀。  五  教學(xué)重難點(diǎn) （一）教學(xué)重點(diǎn) 
 
                    
             
                    
                            - 2 - 
 
(1) ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量中的作用 (2)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 （二）教學(xué)難點(diǎn) ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 
六 教學(xué)過(guò)程 
教學(xué)過(guò)程 
教師組織與引導(dǎo) 
學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖      情境創(chuàng)設(shè)，導(dǎo)入新課 1、 本章討論的關(guān)鍵詞是“能量”。能量與我們的日常生活息息相關(guān)，如日光燈、家用電器需能量才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，它們的能量來(lái)源是什么？電的產(chǎn)生途徑有哪些？ 
2、 水、煤、石油等均蘊(yùn)含著豐富的能量，它們能否直接給家用電器提供能量？若不能，它們的能量要怎樣才能被電器所利用？ 
3、 生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)也需要能量，
能量來(lái)源是什么？（外界攝�。┤梭w攝取的食物中含有能量的物質(zhì)有哪些種類？攝取的能量進(jìn)入細(xì)胞后以什么形式儲(chǔ)存？細(xì)胞內(nèi)主要能源物質(zhì)是什么？主要儲(chǔ)能物質(zhì)是什么？前面學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸時(shí)，主動(dòng)運(yùn)輸要耗能，供能物質(zhì)是ATP. 
4、 提出問(wèn)題：哪種物質(zhì)可以為細(xì)胞生命活
動(dòng)直接提供能量呢？  學(xué)生思考與討論     
通過(guò)問(wèn)題，引入新課    
通過(guò)一系列的問(wèn)題，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“直接”能源的理解。     
 提出問(wèn)題 
       
實(shí)驗(yàn)探究——總結(jié)ATP的功能    
1、探究實(shí)驗(yàn)：螢火蟲發(fā)光實(shí)驗(yàn) 資料1：科學(xué)家利用從螢火蟲發(fā)光器中分離出熒光素和和熒光素酶，研究出螢火蟲發(fā)光機(jī)理：           熒光素酶    能量+O2+熒光素            氧化熒光素（發(fā)出熒光）      a、提出問(wèn)題：哪種物質(zhì)為螢火蟲發(fā)光直接供能? b、作出假設(shè)：               （由學(xué)生回答 c、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：  資料2：取若干只螢火蟲的發(fā)光器，干燥后研磨成粉末，放入一試管后，加水使之混合（螢火蟲發(fā)光部位提取液），可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)，約15min后熒光消失 實(shí)驗(yàn)材料：螢火蟲發(fā)光部位提取液、葡萄糖學(xué)生根據(jù)教師提供的資料、實(shí)驗(yàn)材料等自行設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)  
 
     
學(xué)會(huì)將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟用簡(jiǎn)單的圖表形式呈現(xiàn)   
 
培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及小組合作能力         
培養(yǎng)學(xué)生文字與表格轉(zhuǎn)化能力  
 
                    
             
                    
                            - 3 - 
 
  
溶液、液體脂肪、蒸餾水、ATP溶液、大小相同的試管若干、標(biāo)簽紙若干等其他實(shí)驗(yàn)所需材料 
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：學(xué)生分組設(shè)計(jì)（參考如下） 試管編號(hào) 
1號(hào) 
2號(hào) 
3號(hào) 
4號(hào) 
實(shí)驗(yàn)步驟 一  螢火蟲發(fā)光部位提取液（暗處15min） 二  蒸餾水2mL  葡糖糖溶2mL 液體脂肪 2mL ATP溶液
2mL 實(shí)驗(yàn)
結(jié)果 
 不發(fā)熒光  
不發(fā)熒光 
不發(fā)熒光 
發(fā)熒光 
 d、實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 
ATP能為螢火蟲的發(fā)光直接提供能量  實(shí)驗(yàn)探討： 
選擇螢火蟲發(fā)光器為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)？ （答：主要是它發(fā)光的現(xiàn)象容易觀察等）  2、思考：各種生物體內(nèi)都存在ATP嗎？ 資料3：科學(xué)家將熒光素酶基因轉(zhuǎn)入煙草或細(xì)菌體內(nèi)，使其產(chǎn)生熒光素酶，再用含熒光素的溶液澆灌煙草或培養(yǎng)細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)煙草、細(xì)菌都能發(fā)光。 
結(jié)論：ATP在動(dòng)物、植物、微生物細(xì)胞內(nèi)普遍存在（反映生物界的統(tǒng)一性） 
3、以上實(shí)驗(yàn)是否可證明ATP是生命活動(dòng)的直接能量來(lái)源？（不能，還需要大量的實(shí)驗(yàn)研究表明ATP可以為其他各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量） 
4、ATP的功能： 
ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能量來(lái)源 
    
通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論      
通過(guò)實(shí)驗(yàn)的細(xì)品與反思，體會(huì)實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)當(dāng)注重細(xì)節(jié)處理，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出應(yīng)當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)，防止以偏概全。 
            
提升學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)  
    
ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 
1、 認(rèn)識(shí)ATP：圖片展示“三磷酸腺苷二鈉
片”及說(shuō)明書 
2、任務(wù)型閱讀：3-5min要求學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，回答問(wèn)題（不看書） a、ATP的中文名稱？ b、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式？ c、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中分別有幾個(gè)“A”、“P”、“～”？其各自代表含義是 
d、為何稱ATP為高能磷酸化合物？ e、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：不穩(wěn)定 3、模型建構(gòu)： 
學(xué)生觀看并了解     
閱讀并識(shí)記對(duì)應(yīng)ATP的相關(guān)知識(shí)    
通過(guò)模型構(gòu)建，幫助學(xué)生梳理ATP讓學(xué)生理解ATP是一種客觀存在的物質(zhì)，對(duì)ATP有一定感性認(rèn)識(shí)  
培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)于學(xué)生自己能理解內(nèi)容教師應(yīng)當(dāng)突出學(xué)生主體地位 
 
                    
             
                    
                            - 4 - 
 
 
  假如用     代表腺嘌呤、    代表核糖     
代表磷酸基團(tuán)，嘗試構(gòu)建ATP的模型。  分析：腺嘌呤核糖核苷酸與ATP的關(guān)系 
腺苷與腺嘌呤的關(guān)系 
與腺嘌呤核糖核苷酸的關(guān)系  
強(qiáng)調(diào)識(shí)記，使學(xué)生形成短期記憶，便于后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí) 
              ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 
1、ATP的水解供能： 
a、ATP的水解釋能，實(shí)際上指ATP中的高能磷酸鍵斷裂水解釋放能量，ATP中兩個(gè)高能磷酸鍵哪個(gè)更容易斷裂？ATP供能過(guò)程中，可形成哪些產(chǎn)物？ 
b、教師繪圖講解ATP轉(zhuǎn)化為ADP的過(guò)程，  c、上述方程式中的能量去向？（舉例回答）ATP供能過(guò)程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是什么？ 2、ATP的合成 a、資料分析： 資料4： 
一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量，供運(yùn)動(dòng)所需。一個(gè)成年人在安靜的狀態(tài)下，24h內(nèi)竟有40kg的ATP被水解 資料5： 
ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。在人體安靜狀態(tài)時(shí)，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1～2s所需的能量。 
生物體如何解決細(xì)胞ATP含量很少、 但需求量很大的矛盾？ 資料6： 
將用32P標(biāo)記的磷酸鹽加入細(xì)胞培養(yǎng)液中，并在短時(shí)間內(nèi)快速分離出細(xì)胞內(nèi)的ATP，結(jié)果ATP濃度變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團(tuán)已經(jīng)帶有放射性標(biāo)記。 
思考：資料中為什么部分ATP末端磷酸基團(tuán)帶有放射性標(biāo)記，但濃度變化不大？ 
結(jié)論：ATP快速合成和分解，保證細(xì)胞能量供應(yīng) 
b、教師繪圖講解ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過(guò)程,   ADP+Pi+能量        A—P～P～P c、轉(zhuǎn)化到ATP中的能量從何而來(lái)？可通過(guò)哪里途徑？發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是什么？ 
 
掌握斷鍵方式與位置 
掌握ATP→
ADP+Pi+能量以及能量的去向       
資料導(dǎo)入，讓學(xué)生體會(huì)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化十分迅速            
掌握ADP+Pi+能量→ATP以及ATP中能量的來(lái)源以及途徑，其中細(xì)胞呼吸是主要的途徑，為下節(jié)課開展奠定基礎(chǔ)   
加強(qiáng)理解記憶，培養(yǎng)理解能力 
同時(shí)將ATP的分解和能量利用 一起講述，更利于學(xué)生的理解    
讓學(xué)生理解ATP含量少，轉(zhuǎn)化快的特點(diǎn)           
通過(guò)對(duì)幾個(gè)核心問(wèn)題的辨析及回答，幫助學(xué)生全面理解ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，為后面細(xì)胞呼吸及光合作用的能量轉(zhuǎn)化情況作鋪墊 
酶 
 
                    
             
                    
                            - 5 - 
 
植物、動(dòng)物、人等：細(xì)胞呼吸（葡萄糖等化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍化學(xué)能） 綠色植物： 光合作用（光能轉(zhuǎn)化為ATP中活
躍化學(xué)能） 
3、總結(jié) 
ATP和ADP時(shí)刻相互轉(zhuǎn)化，保持動(dòng)態(tài)平衡，將細(xì)胞吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)緊密聯(lián)系起來(lái)，ATP為細(xì)胞生命活動(dòng)直接供能。 
思考：ATP和ADP時(shí)刻相互轉(zhuǎn)化，是生物界普遍存在的能量供應(yīng)機(jī)制。這是否反映生物界的統(tǒng)一性？這對(duì)你理解生物進(jìn)化有什么啟示？ 
5、 科學(xué)思維： 
ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化可以看成是化學(xué)上的可逆反應(yīng)嗎？ 
寫出ATP水解、合成反應(yīng)式，列表比較分析  ATP水解 ATP合成 酶   能量來(lái)源   能量去向   反應(yīng)場(chǎng)所 
 
 
結(jié)論：物質(zhì)可逆，反應(yīng)條件不同、反應(yīng)場(chǎng)所不同、能量來(lái)源去向不同，反應(yīng)不可逆   
   
思考并回答        
從反應(yīng)條件不同、反應(yīng)場(chǎng)所不同、能量來(lái)源去向進(jìn)行分析比較    
  
解釋ATP在能量代謝中的作用       
培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維 
思維拓展：ATP、糖類和脂肪的關(guān)系 
 
 科學(xué)思維：  若將“現(xiàn)金”、“活期存款”、“定期存款”來(lái)打比方，糖類、脂肪和ATP分別可比喻成什么較合適？說(shuō)說(shuō)你的理由。 總結(jié)： 直接能源物質(zhì) 主要能源物質(zhì) 儲(chǔ)能物質(zhì) 最終能量來(lái)源 ATP 
糖類 
脂肪 太陽(yáng)能 
“現(xiàn)金”、“活期存款”、“定期存款” ATP——細(xì)胞的能量“通貨“”  
      
理解能量的轉(zhuǎn)化情況，認(rèn)同ATP為細(xì)胞能量通貨  
   
通過(guò)形象的比喻，幫助學(xué)生更好地理解三者之間的關(guān)系，理解ATP細(xì)胞含量少，分子能量少，是直接供能物質(zhì)。 
 
                    
             
                    
                            - 6 - 
 
ATP應(yīng)用 
1、ATP片劑、針劑 
用于進(jìn)行性肌肉萎縮、腦出血后遺癥、心肌疾患及肝炎等的輔助治 
 2、 以ATP為動(dòng)力的納米發(fā)動(dòng)機(jī) 
美國(guó)康奈爾大學(xué)的科學(xué)家首次成功研制出一種與病毒顆粒大小相仿的分子納米發(fā)動(dòng)機(jī)，它依靠ATP 提供能量，ATP合成酶驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 
納米發(fā)動(dòng)機(jī)可以用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域——安裝在納米機(jī)器人體內(nèi)，驅(qū)動(dòng)它們?cè)诓∪梭w內(nèi)穿梭，把藥物放置在活細(xì)胞 
 
使學(xué)生了解ATP的實(shí)際應(yīng)用，科學(xué)研究前沿 
  課堂總結(jié) 
        組成元素：C、H、O、N、P         結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A—P～P～P ATP    ATP的水解：         ATP的合成： 
        ATP的功能：細(xì)胞生命活動(dòng)直接能
量來(lái)源，細(xì)胞的能量“通貨”   
學(xué)生總結(jié)并回答相關(guān)問(wèn)題 
  
總結(jié)教學(xué)重點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生記憶 
課外課題延伸  
ATP是不是興奮劑？ 
學(xué)生課后通過(guò)查閱相關(guān)資料，分小組討論該問(wèn)題 
拓展學(xué)生思維，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，注重與時(shí)事結(jié)合

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