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視頻標簽：細胞的能量通貨,ATP
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版生物高中必修一第五章第2節 細胞的能量通貨—ATP-四川
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人教版生物高中必修一第五章第2節 細胞的能量通貨—ATP-四川省綿陽外國語學校
教學目標
知識與技能:
1.掌握ATP的結構簡式;
2.理解ATP與ADP的相互轉化;
3.理解ATP在能量代謝中的作用。
過程與方法:
通過課前的簡單的“螢火蟲重新發光實驗”,讓學生直觀的找到細胞的直接能源物質——ATP,進而在教師的引導下揭示ATP的“神秘面紗”,并通過模型組裝讓學生親手制作一個ATP,加深印象。趁熱設問提出為什么ATP可以為生命活動提供能量,拋出ATP與ADP的相互轉化,最后拋磚引玉讓學生聯系之前所學舉例ATP供能給細胞的哪些活動。
情感態度與價值觀:
通過實驗和聯系之前所學,學生一步步嘗試解決問題的快感。通過類比人民幣,銀行卡等理解細胞中不同能源物質之間的關系,將生活例子與知識相結合激發學生發現問題解決問題運用所學知識的能力。學以致用是最好的學習體驗,加強他們最生物的學習興趣,激發了科研的信心,培養了積極動手的好習慣。
2學情分析
人教版教材必修一——《分子與細胞》以生命系統的觀點為主線,圍繞最基本的生命系統層次——細胞的物質基礎、結構基礎、與環境的物質交換、能量變化和生命歷程等動態階段,讓學生理解和接受細胞是最基本的生命系統層次。第5章主要介紹有關能量如何輸入細胞,能量以什么形式存在以及細胞如何利用這些能量。第1節是酶的學習即生物的催化劑,第2節(本節)是細胞的直接能源物質-ATP的介紹,第3節和第4節是本書的重點,圍繞ATP的來源及去路:光合作用和呼吸作用。這節在此具有承上啟下的重要作用:通過本節學習,學生應具備“只有在能量的供應下,細胞膜才能行使主動運輸的功能”的概念,并能夠聯系第三章葉綠體和線粒體為什么叫做植物細胞的“能量轉換站”和所有細胞的“動力車間”的含義;甚至推測到宏觀生物體的一切生命活動來源于活細胞能夠進行能量的供應和利用。
課前簡單的“螢火蟲重新發光實驗”,引導學生思考螢火蟲發光能量從何而來,根據這個思路進而激發學生的學習興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。知識方面通過介紹ATP分子中具有高能磷酸鍵,讓學生掌握并能夠簡述ATP的化學組成和特點,寫出ATP的分子簡式這兩個教學目標。接著通過介紹ATP和ADP的相互轉化,需要使學生學生理解ATP與ADP相互轉化在物質上可逆,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。
通過第2章糖類的學習學生已經知道糖類是細胞的主要能源物質,并且通過還原糖、蛋白質和脂肪的檢測實驗具備了一定的實驗思路,所以通過課前的小實驗和課上的模型制作,讓學生參與其中加深對ATP結構的印象和認識,通過類比人民幣和ATP的作用,讓學生更容易理解課題細胞的直接能源物質的意義,同時也提高了學生的動手能力。
由于本節的知識簡單和化學結合多容易理解,因此選擇實驗設計、指導閱讀、動手制作、講練結合等方式完成本節內容。例如學習ATP結構時,設計了三個活動:1.學生自學教材,初步了解ATP的化學組成及分子結構活動;2.學生合作試拼ATP分子結構模型,加深對分子結構的理解;3.討論ATP分子的化學簡式及ATP分子的化學特點。在ATP與ADP的相互轉化這部分內容中,師生共同討論ATP與ADP的相互轉化過程。在ATP的利用這部分內容,學生舉例說出ATP的使用途徑。
3重點難點
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。
“ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用”和“ATP與ADP的相互轉化”,加深學生對主動運輸的理解,且有助于光合作用和呼吸作用的學習,起到承上啟下的作用,所以將它們定為本節課的重點。
然而學生的化學知識才開始深入,相關的化學知識模塊還未開始展開學習,所以難以理解ATP與ADP的動態轉化關系,另外ATP是細胞能量的“通貨”這一概念較為抽象,學生難以接受,所以將這兩點定為本節課的難點。
4教學過程
4.1一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】車胤螢火蟲讀書的故事
提問:螢火蟲發光的生物學意義是什么?
回答螢火蟲發光是為了求偶。
提問:電燈和螢火蟲都可以發出光亮。那么,這兩種發光的原理有何不同?
展示:螢火蟲的發光原理。螢火蟲發光需要能量嗎?
不同。燈泡發光是電能轉化為光能,螢火蟲發光是生物中的化學能轉化為光能。需要。
提問:學過的哪些物質可以提供能量?它們可以直接為螢火蟲提供能量嗎?
糖類和脂肪是能源物質。不能做出直接回答。
展示實驗:讓螢火蟲重新發光的物質,分析實驗組,對照組,自變量等。
思考螢火蟲為什么會發光?
認真思考可能的結果,討論實驗現象和結論。通過實驗分析得出實驗結論,進一步掌握對照實驗的有關原理。從實驗現象中討論得出結論:螢火蟲(生物體)生命活動所需要的能量直接來源于ATP,而不是葡萄糖。
通過小故事和自然現象引入本課,可以激發學生的學習興趣,同時便于自然流暢的導入ATP是直接能源物質。
從現實生活中學生可體會生物學的知識,同時也了解生物與科技之間的聯系。通過與同學討論,培養學生合作學習的能力與習慣。通過探究的方式提高學生的綜合分析能力,回顧實驗設計的思路,學會分析實驗。
活動2【講授】ATP藥品展示
展示藥品圖片,重點落在藥效。
一起學習ATP的結構、名稱和各部分的意義:可類比之前學過的RNA和DNA的結構
結合課本根據化學知識分析,各個基團的穩定性等。
產生興趣,為什么這個陌生的藥物如此神奇?
既熟悉又陌生,需要記憶和對比,找到共同點和不同點。
活動3【活動】ATP模型制作
學生積極參與制作,發生熱烈的討論。
引出ATP的結構。加深對ATP的結構的理解和記憶。模型建構,可將抽象理論的知識轉化為直觀,同時又提升了知識的理性認知。
培養和鍛煉了團隊協作能力和動手能力。
活動4【練習】ATP的結構特點
1.ATP的結構式可以簡寫為( B )
A、A—P—P~P B、A—P~P~P
C、A~P~P—P D、A~P~P~P
2.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵數目依次是( C)。
A、1,2,2 B、1,2,1
C、1,3,2 D、2,3,1
活動5【活動】資料展示1，2
提問:
ATP作為高能磷酸化合物,在供能時,如何釋放能量?ATP供能過程中,可形成哪些產物?
資料展示:
一般將水解時,能夠釋放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物。
ATP在水解時釋放的能量是30.54kJ/mol(千焦每摩爾) ,是一般磷酸鍵水解時釋放能量的兩倍以上,是一種高能化合物。
資料展示:
1.一個人在劇烈運動狀態下,每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量,供運動所需。一個成年人在安靜的狀態下,24h內竟有40kg的ATP被水解。
2.肌肉收縮的直接能源物質是ATP。在人體安靜狀態時,肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮1~2s所需的能量。
小結:ATP是活躍的化學能,與ADP的相互轉化時刻處于動態平衡中,保證了穩定供能。
學生嘗試可能的斷鍵位置,結合課本給出正確答案。
從數據中得出結論:ATP的特性是:含量少,轉化快。對體內穩定的供能有重要的意義。
活動6【講授】二者的轉化是否為可逆反應
重點講解:二者的轉化反應式中的能源來源和去路,讓學生以化學思維分析是否為可逆反應?結合課本的圖片,聯系后面的光合作用和呼吸作用,承上啟下。
一部分回答是可逆,一部分不能給出確定答案,忽略了能量的來源。
既要形成學生的接受性學習,提高學生對問題的描述能力,也要充分調動學生的主觀能動性,加強識圖、圖文結合的分析能力。對ATP與ADP的轉化分析,提升學生的對比分析能力。
活動7【練習】ATP與ADP的轉化
ATP轉化為 ADP 可表示如下:式中X代表(D )
A、H2O B、[H] C、P D、Pi
4.對于反應式:
ATP ADP+Pi+能量,以下提法正確的是( A )
A、物質是可逆的,能量是不可逆的
B、物質和能量都是可逆 的
C、物質和能量都是不可逆的
D、物質是不可逆的,能量是可逆的
活動8【講授】ATP的生理功能
圖片展示類比:人民幣、各種銀行卡等與糖類脂肪和ATP的關系。
ATP是細胞內流通的能量“通貨”
ATP相當于細胞內流通的“鈔票”-日常生活的零用錢,糖類、脂肪等相當于細胞內的“存折”。
進一步理解了直接能源物質的意義。根據圖示進行描述,結合物理化學的知識充分體會到ATP作為能量“通貨”的地位重要性。并明白吸能反應與放能反應。
聯系生活實際,加深學生對理論知識的記憶,完善學生的抽象思維,培養學生的總結歸納能力。
形象生動的解釋和類比,更符合學生的思維方式,循序漸進。
活動9【活動】哪些生命活動由ATP 直接供能
討論:哪些生命活動由ATP 直接供能?
課外延伸:
:熒光棒中的發光物質是什么?熒光還可以用于哪些領域?回憶所學,積極思考,有些回答不上來,需要及時鞏固。課外閱讀激增興趣。
活動10【講授】小結
能源物質:糖類、脂肪、蛋白質、ATP
主要能源物質:糖類
儲能物質:脂肪、淀粉(植物細胞)、糖原(動物細胞)
主要儲能物質:脂肪
直接能源物質:ATP
最終能源物質:太陽能
活動11【測試】ATP的轉化和供能特點
1、ATP在細胞內的含量及其生成是( D )
A 、很多,很快 B 、很少,很慢
C 、很多,很慢 D 、很少,很快
2、ATP之所以能作為能量的直接來源是因為( C )
A.ATP在細胞中數量非常多
B、ATP中的高能磷酸鍵很穩定
C、ATP中的高能磷酸鍵儲藏的能量多且很不穩定
D、ATP是生物體內惟一可以釋放能量的化合物
3.海洋里有一種軟體動物槍烏賊,它有巨大的神經細胞,能不斷吸收K+,科學家做過實驗:用一種有毒物質使其神經細胞中毒,吸收的功能就消失。如果注入一種物質,神經細胞又能恢復不斷吸收的功能,一直到這種物質消耗完。請回答:
(1)注入的這種物質是 ATP ,其結構簡式可表示為 A—P~P~P。
(2)神經細胞吸收的方式是 主動運輸 ,此物質的吸收除需要注入一種物質外,還需要 載體。
活動12【活動】延伸
熒光棒的發光原理是什么?
熒光還可以應用哪些領域?
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
