高中生物细胞的能量“货币”ATP教案设计

这是一份高中生物细胞的能量“货币”ATP教案设计，共16页。教案主要包含了 情境 引 入 ， 学生活动1， 学生活动2， 过渡 等内容，欢迎下载使用。

学校
课题
细胞的能量货币-ATP
年级
高一年级
学科
生物
教材分析
《细胞的能量“ 货币”ATP》是高中生物（人教版2019）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。本节主要介绍ATP的结构、ATP与ADP的相互转化以及ATP在细胞生命活动中的利用三个方面的内容。本节在本模块中具有承前启后的作用，承接第一节代谢所需的生物催化剂－酶，为第三节和第四节介绍ATP的来源－光合作用和呼吸作用做铺垫，并且加深学生理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站 ”和所有细胞的“动力车间 ”的含义，问题探讨”选用杜牧的唐诗《七夕》量转选用了杜牧的诗，然后引导学生思考萤火虫发光能量从何而来？为引起学生兴趣直接播放萤火虫的动画视频可能效果更好，通过学过寓言《囊萤夜读》引起学生共鸣。
学情分析
通过必修一第二章的学习，学生具备了糖类、 脂肪等能源物质的基本知识，能识别腺嘌呤、核糖、磷酸等物质分子，能理解关于能源物质的几种提法，具有一定的理解能力，可以动手构建ATP分子结构简图，理解ATP与ADP相互转化的表达方式。必修1第三章以及初中时学生也已经接触了有关光合作用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。
教学目标
1、通过ATP的结构分析以及磷酸基团之间形成的特殊化学键的认识，简述ATP的化学组成和特点，形成结构与功能相适应的生命观念
。
2、基于ATP与ADP相互转化过程，分析相互转化示意图，阅读相互
转化的资料，分析转化的特点，建立细胞能量供应机制的动态平衡和细胞统一性的生命观念。
教学重难点
1、教学重点：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。
2、教学难点：通过ATP与ADP相互转化的特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
教学准备
1、教师搜集与 ATP 有关的资料和图片，制作ppt。
2、学生提前复习第一节的知识，预习本节内容。
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
智慧课堂应用及分析
1.功能选择
2.应用价值
3.评价体现
时长
情境中感知ATP 的作用并设计实验“探究细胞内的直接能源物质”
【 情境 引 入 】
从 萤 火 发
光 入 手 ，
引 导 学 生
认 识 萤 火
虫 发 光 离
不 开 荧 光
细 胞 里 荧
光 素 的 激
活 ， 而 该
过 程 需 要
消 耗 能 量
。 提 出 一
系 列 问 题
引 发 学 生
思 考 ， 激
发 他 们 的
学 习 兴 趣
。
（ 1）你 知 道 萤
火 虫 发 光
时 需 要 的
能 量 是 什
么 物 质 提供的吗？
（ 2）该 物 质 是
通过看视
频萤火虫
发光从而
让同学联
想到寓言
故事《囊萤夜
读》，尤
其是解决
车胤发现
光亮逐渐变暗问
题？思考
生物学问题。
回忆第二
章学习过
的细胞内
的各种分子的功
能，推断
通过视频播放不仅在优美的音乐声中带领同学进入萤火虫的神秘世界，带给同学们美的感受，而且在美的感受中引起同学思考萤火虫为什么能发光？，激发学生学习兴趣，寓教于乐从而引入课题
通过车胤发现的萤火虫光亮变暗问题让同学们抢答可能是什么原因引起？
如果是缺少能量，哪些物质可以提供能量呢？通过互动和随机选人来解决供能物质，这些物质是谁直接提供能量呢？你们怎样来验证呢？让同学们分组讨论怎样设计实验来验证，。
让同学们分组讨论后把同学们设计的图片截屏分享，然后小组PK实验设计更好地培养学生的科学探究思维，进一步巩固学生对设置对照组的方法的掌握，进一步学会控制自变量，观察和检测因变量变化的技能。
导
入
2
分
钟
实
验
设
计
讨
论
及
截
图pk用
8
分
钟
直 接 为 萤
火 虫 发 光
供 能 还 是
间 接 供 能 ?
（ 3）若 为 直 接
供 能 ， 如
何 供 能 ？间接呢？
（ 4）运 动 时 需
要 多 少 直
接 供 能 物
质 为 肌 细
胞 供 能 ？
你 又 是 如
何 获 得 足
够 量 的 该
物 质 的 呢 ?
【 学生活动1】引 导 学 生
思 考 ： 为
发 光 细 胞
提 供 能 量
的 可 能 是
什 么 物 质
? 资 料 展
示 《 囊 萤
夜 读 》 寓
言 故 事 片
段 及 萤 火
虫 发 光 原理。
以 小组 为 单 位
进 行 活 动
。 提 出 问
题 ： 如 何
设 计 实 验
, 探 究 发
光 细 胞 内
的 直 接 能
为荧光细胞发光供能的物质是哪些物质。
尝试设计实验，探究为萤火虫发光细胞直接提供能量的物质种
类。
源 物 质 。
引 导 学 生
进 行 实 验
设 计 ， 强
调 实 验 设
计 的 对 照
、 等 量 、
单 因 子 原则。
得出结论
： 能 够 驱
动 细 胞 生
命 活 动 进
行 的 直 接
能 源 物 质是 ATP， 而不 是 葡 萄
糖 、 脂 肪
等 有 机 物
。
认识 ATP 的结构，理解ATP 是一种高能磷酸化合物
资 料展 示 腺 嘌
呤 核 糖 核
苷 酸 的 结
构 ， 引 导
学 生 认 识ATP的 结 构
。
展 示ATP的 结 构简式。
引 导学 生 认 识到 由于3个磷 酸 基 团
都 带 有 负
电 荷 ， 导
致 磷 酸 基
团 之 间 形
成 的 化 学
键 不 稳 定
学生理 解 AMP
、 ADP、
ATP之 间的关系。
根据结构简式讲 出 ATP的分子组
成，以及
对简式各
部分含义
的理解。
认识到 ATP能为发光细
胞直接供
能与其不
稳定的化
学结构有关。
利用图片展示腺嘌呤核糖核苷酸分子结构然后让全班作答，变换腺苷后通过互动报告让学生推出 ATP 分子结构，然后通过抢答和随机选人使同学们在愉快的互动中巩固学生对 ATP 结构的认
识。
通过分层选人回忆初中物理分子是能说明 ATP 就如同被压的弹
簧，分子内部是会储存能量的。借此使学生认同 ATP 是一种高能磷酸化合物，初步形成物质的结构与功能相适应的观念。
10分钟
, 使 ATP结构 不 稳 定
, 尤 其 是远离腺苷A的 磷 酸 基
团 具 有 离开 ATP而 与其 它 分 子
结 合 的 趋
势 ， 也 就
是 具 有 较
高 的 转 移势能。
讲 解 ： 1mlATP水 解 释 放
的 能 量 高达
30.54kj,
所 以说ATP是 一 种 高
能 磷 酸 化合物。
【过渡】
ATP 结构不稳定，末端磷酸基团脱离后可为发光细胞直接供能，除此以外，
ATP 水解还能为哪些生命活动直接供能呢？
理解 ATP是高能磷酸化合物
ATP 的利用
【 学生活动2】小 组 讨 论
汇 总 所 知道 的 由ATP
直 接 供 能
的 生 命 活
回忆初中
生物和高
中生物必
修一已学
过的知识
或联系生
让同学们通过抢答和讨论 PK日常生命现象中利用 ATP 供能实例，在有趣的活动中轻松地解决问题
6分钟
动 类 型 ，
并 由 其 中
一 组 组 长
列 举 ， 其
它 小 组 补充。
用 多媒 体 展 示ATP利 用 的五 个 实 例
。
【 过渡 】 ATP水解 不 仅 能
为 发 光 细
胞 发 光 直
接 供 能 ，
还 能 为 细
胞 内 很 多
生 命 活 动
直 接 供 能 。 ATP提 供的 能 量 到
底 是 如 何
驱 动 这 些
生 命 活 动
进 行 的 呢 ?
播 放微 视 频 ：主 动 运 输在 ATP供 能作 用 下 发
生 运 输 钙离子。
资 料展示 ：ATP为 主 动 运
输 供 能 示意图
活实际，
参与讨论交流。
认可
ATP 是
细胞内驱
动生命活
动进行的
直接能源物质。
将两个过
程进行比
较，总结出 ATP水解驱动
生命活动
进行的过程：ATP水解释放
磷酸基团
磷酸基团
狭能量与
蛋白质等
分子结构
结合并转移能量
蛋白质等
分子发生
分子构象
的改变，
最终促使
生命活动进行。
通过观看视频让学生获取信息并分组讨论构建 ATP 供能机理模型，通过截屏分享展示同学们模型充分调动同学们积极性，提高学生对信息的获取、分析能力，使学生进一步理解 ATP 水解为细胞生命活动直接供能
【过渡】
原来 ATP
是通过水解转移能量使细胞内的载体蛋白发生了空间结构的改
变，从而使钙离子细胞发生了运输，
实现了人体的运
动。那么人体在运动时，需要多少 ATP直接供能呢？
ATP与 ADP的相互转化
资 料
展示 ： 1.
一 个 人 在
激 烈 运 动
状态下 ， 1
分 钟 约 消
耗 0.5kg的
ATP。 成 年
人 ， 静 止
状 态 下 ，
24小 时 内
约 消 耗
40kg的 ATP
。
2. 人 体 中
分析
资料，认
识到人体
对 ATP的
需求量大
, 联系生
活实际排
除从食物
中获取所
需 ATP的
可能，推
论 出 ：
ATP可 在
细胞内迅
速合成。
如何设计实验来验证 ATP 合成所需的物质呢？让同学们
分组讨论实验设计并截图分享各组的实验设计，从而可以轻松地建立 ATP 与 ADP 之间相互转换模型，很好化解难点，培养了同学们科学思维和科学探究能力
10分钟
ATP的 总 量
大 约 只 有
0.1摩 尔 。
人 体 细 胞
每 天 的 能
量 需 要 水
解 200-300
摩尔 的ATP
。
根
据 上 述 资
料 ， 你 能
得 出 什 么
样 的 推 论
?
引 导
学 生 思 考
： 细 胞 内
ATP是 怎 样
合 成 的 ？
需 要 什 么
原料？
【 学 生 活
动3】 以小
组 为 单 位
进 行 活 动
。 讨 论 如
何 设 计 实
验证 明ATP
联系
ATP的 水
解，可联
想到利用
ADP与 Pi
合成ATP.
设计
方案：1.
取某动物
正常肌细
胞若干(
没 有 32P
标记），
进 行 ATP
含量检测
。
2.将 用
32P标 记
的磷酸注
入上述肌
细胞内，
迅速分离
细胞内的
ATP， 进
行含量与
放射性的
检测。
可 由 ADP与
Pi合成。
展 示 实
际 实 验 结
果 ： ATP含
量 未 发 生
明 显 变 化
, 但 其 末
端 磷 酸 基
团 已 经 被
放 射 性 32P
标记。
引 导 学 生
思 考 ： 合
成 ATP的 过
程 需 要 能
量吗？
进 一 步 引
导 ： ATP合
成 所 需 能
量 来 自 何
处？
讲解：ATP合成所需能量主要由生物细胞内有机物氧化分解释放的化学能提供，绿色植物还可通过光合作用收集
认识
到 ATP与
ADP可 以
相互转化
。
根据能量
守恒定律
, 认识到
ATP合 成
过程需要
能量。
联系必修
一第三章
细胞器的相关内
容，进一
步理解把
叶绿体和
线粒体分
别比喻为
植物细胞
的“ 能量转换站”和所有细胞的“动力车间”
的含义。
光能提供
总结提升
分析教材 ATP 与 ADP相互转化
的示意图
引导学生
描述：萤
火虫从进
食到发光
时，荧光
细胞中能
量的使用过程。
完善 ATP的合成和
分解的相
互联系图解。
利用课堂
掌握的知
识解决实
际问题。
通过动画视频把 ATP 有关的知识点以歌曲形式唱出来，
使同学们在欢快的音乐声中巩固 ATP 知识，通过互动完成学习
4分钟
课后练习
布置课后练习
按要求完成课后练习
通过随机选人完成课后练习
3分钟
板书设计
教学反思
本节课按照课标要求，重在提高学生生物科学素养，采用探究式教
学，以问题为导向组织教学，重在引导学生主动参与知识构建过程。整节课通过教师引导，学生思考探究，较好的完成了教学目标，突出了重难点的突破过程。学生在学习知识的同时，培养了科学思维和探究的能力。不足之处在于时间安排上有些前松后紧，最后的练习拓展不能当堂全部完
成，只能安排学生课下完成。