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視頻標簽：細胞能量的通貨,ATP
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：福建省高中生物優質課比賽教學視頻_細胞能量的通貨ATP（廈門一中）
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福建省高中生物優質課比賽教學視頻_細胞能量的通貨ATP（廈門一中林靜）
5.2 細胞的能量“通貨”——ATP
廈門一中 林靜
一、設計思路：
基于論證思維的科學探究教學是本節課的設計理念。將科學論證引入生物課堂，讓學生參與論證活動，能夠更好的促進學生科學素養的發展。學生以感興趣的資料“螢火蟲發光的直接能量供應”為起點，提出了“ATP是直接的能源物質”的主張；并為了證明自己的主張，尋求更多的資料和論據來支持，當中也有質疑并解惑；通過構建ATP的模型，讓學生加深對結構和供能機制的理解。在提出問題和解決問題的訓練中培養了嚴謹的邏輯思維，領悟了論證探究和模型建構的科學方法。
二、教學分析
1.教材分析
本節是必修1第5章“細胞的能量供應和利用”的第2節內容。主要介紹ATP的分子組成及結構特點，ATP與ADP的相互轉化以及ATP在細胞生命活動中的作用等內容。各部分內容聯系密切，有一定的邏輯關系。同時，本節內容在本章中起承前啟后的作用，有助于學生之后學習細胞呼吸、光合作用等知識。也有助于加深領會活細胞之所以能夠經歷生長、增殖等生命歷程與能量的供應和利用是分不開的等內容。
2.學情分析
學生在必修1第2章內容的學習中，已經知道了糖類、脂肪、蛋白質等有機物，明確了能源物質、儲能物質等概念，這為進一步學習ATP是直接的能源物質、是能量的“通貨”作了鋪墊。高一的學生已經初步建立思維的邏輯性，但不完善，需要教師的引導，對抽象知識的理解可采用模型及類比使知識形象化。
3.重難點分析
（1）教學重點
ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用。ATP與ADP的相互轉化。
（2）教學難點
ATP與ADP的相互轉化及對“能量通貨”的理解。
三、學科核心素養達成目標：
| 教學內容 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
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新課引入 |
1.20世紀的諾貝爾獎中，有4項與ATP有關，它的發現和認識是20世紀生命科學的重要事件。 2.展示廈門螢火蟲公園的美麗場景，引發學生發問：螢火蟲為何會發光？發光的能量從何而來？ |
感受夜空中與星光媲美的點點流螢，開啟探究之旅。 學生思考：能量來自細胞中的能源物質：葡萄糖或ATP。 |
激發興趣，滲透熱愛自然和生命的情感教育 |
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新課教學 一、ATP是生物體生命活動的直接能源物質 |
教師提供資料： [資料1]螢火蟲發光的直接能源物質的探究實驗 嘗試讓學生提出觀點： 引導學生尋找論據支持觀點： 在學生舉證的基礎上：教師展示ATP的利用舉例（P90） 肌肉收縮、大腦思考、吸能反應、生物發電等 |
分析教師提供的螢火蟲發光實驗，學生提出觀點： ATP的能量可以轉化成光能，葡萄糖不能。 ATP是細胞中直接的能源物質。 觀點是否合理？需要有更多的論據(尋找資料)支持。 學生舉證： 證據1：主動運輸需要ATP。（書本P72） 支持主張 |
學生分析資料，提出觀點 |
| 二、ATP具有高能磷酸鍵 |
“ATP是直接的能源物質。還有哪些證據？”引導學生從教材中再尋找其他證據。 在學生提出：ATP具高能磷酸鍵。 出示ATP的結構，嘗試讓學生描述ATP的組成。 |
學生提出論據2：（P88） （1）ATP具有高能磷酸鍵。ATP有兩個高能磷酸鍵。（2）高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達30.54kJ/mol |
培養學生尋找論據的能力 達成“描述ATP的化學組成”的目標 |
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教師提供資料： [資料2]ATP和葡萄糖的球棍模型，葡萄糖的六元環較穩定，ATP的鏈端不穩定，易水解 ATP是一種不穩定的高能磷酸化合物 |
學生提出論據3：ATP的化學性質不穩定，遠離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解，釋放出大量的能量。 |
培養學生舉證能力 | |
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教師提供2個盒子（各代表腺嘌呤和核糖）及3個罐子（代表3個磷酸基團） 根據你對ATP的結構的學習，嘗試建構物理模型。 |
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嘗試模型建構，分析模型的合理性，加深對ATP結構的理解 | |
| 三、ATP與ADP的相互轉化 |
在已學知識基礎上，引發學生質疑： 教師提供材料： [資料3]ATP在細胞內的含量是很少的，僅夠劇烈運動3s內的能量供應。 （含量少） [資料4]一個成年人在靜止狀態下，24h內竟有40kg的ATP發生轉化，在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達0．5kg/min。 （消耗大） 利用構建的ATP模型，幫助學生理解ATP和ADP的轉化 |
學生分析資料3、4 1 ATP結構不穩定 2 ATP在細胞中含量少 3ATP的消耗大 學生質疑： ATP在細胞中含量很少，如何滿足各項生命活動的能量需要？ 如何解決這一矛盾呢？ 學生提出論據4： 一定有維持ATP含量穩定的機制： ATP既有合成也有分解，ATP的再生與消耗的速度是相對平衡的，細胞中的ATP含量因而保持相對穩定，動態平衡中。 |
學會質疑 培養學生從資料中分析獲取信息的能力 |
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進一步給出材料,讓學生分析：合成ATP需要的物質條件： [資料5]在某細胞培養液中加入32P標記的磷酸分子，短時間內分離出細胞的ATP，發現其含量變化不大，但部分ATP的末端P已帶上放射性標記，該現象說明什么? |
思考分析： 分析ATP合成所需要的條件：物質：ADP和Pi 能量的主要來源 （1）動物、人、真菌和大多數細菌：有機物分解（呼吸作用）釋放的能量 （2）綠色植物：植物光合作用儲存的能量可以被用來合成ATP 理解ATP與ADP的轉化是時刻不停的發生并且處于動態平衡之中的。理解ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，是生物界的共性。 |
理解細胞內ATP系統處在動態平衡之中， 對于細胞內穩定的供能環境具有十分重要的意義。 |
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進一步分析ADP轉化成ATP時所需能量的主要來源： [資料6]20世紀40-50年代，科學家發現，在細胞呼吸或光合作用期間，線粒體或葉綠體內的ATP濃度明顯上升。 了解ADP轉化為ATP的能量來源。 |
通過理解ATP是活細胞中廣泛存在著的。 ADP與ATP不斷的相互轉化形成了ATP系統。ATP系統的動態平衡有助于維持細胞穩態。 |
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| 四、ATP是細胞內流通的能量“通貨” |
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通過分析ATP和ADP相互轉化中，能量的來源和去向。理解吸能反應一般與ATP的水解相聯系；放能反應一般與ATP的合成相聯系 | 理解為什么ATP是細胞的“通貨”？ |
| 課堂小結 |
1 ATP是直接的能源物質 2 ATP是細胞的能量“通貨” 3 ATP與ADP的轉化的供能機制，是生物界的共性。 |
回憶知識 | |
| 課后作業 | 關于ATP的供能機制你還有哪些想要了解的？請再查找相關資料。 |
學生可能還想知道： 1.ATP是不是唯一的直接能源物質？ 2 科學家感興趣的是研究ATP哪些知識。。 |
課后思維拓展 |
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
