分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用《细胞的能量“通货”-ATP》教案

1、课题：细胞的能量“通货”ATP教材分析细胞的能量“通货”ATP是人教版高中生物必修一分子与细胞第五章细胞的能量供应和利用中的第二节。该节主要包括ATP分子中含有高能磷酸键、ATP和ADP可以相互转化及ATP的利用三部分内容，着重介绍ATP的结构特点和ATP和ADP相互转化过程，说明ATP在细胞代谢中的重要地位。课程标准中对于该节的要求是简述ATP的化学组成，并能解释ATP在能量代谢中的作用。在知识水平上要求了解ATP的结构简式。第5章能量的供应和利用的核心概念为“细胞代谢”，细胞代谢需要酶，其能量的供应和利用离不开ATP，光合作用和呼吸作用是ATP中能量的主要来源。因此，该节在本章中起着承上启

2、下的作用，有助于帮助学生更好的掌握细胞呼吸和光合作用。在教材的知识安排上，主要围绕ATP是细胞的能量“通货”这一核心概念组织，包括这么几个重要概念：（1）ATP是细胞生命活动的直接供能者。（2）ATP的结构适于为细胞的生活直接供能（高能磷酸化合物）。（3）ATP与 ADP的相互 转化是生物体重要的能量供应机制。在教学内容相对较少，但各部分联系较强。由于“通货”有点抽象，学生不容易理解其具体含义，所以教材首先从学生熟悉的生活情境“轻罗小扇扑流萤”入手，引导学生讨论萤火虫体内什么物质会发光，让同学们充分认识到细胞的生命活动需要能量。接着介绍了ATP的分子结构，让学生明确ATP能作为生命活动直接的能

3、源物质与其结构相关。再重点介绍了ATP和ADP相互转化的能量来源和过程（即ATP水解和合成过程）。让学生生明确ATP和ADP相互转化是生物体内重要的能量供应机制及ATP可以作为能量货币在细胞中流通使用的原因。最后简单介绍了ATP在细胞代谢中的利用。二、学情分析本节课的授课对象是高一的学生。学生具备了能量转化的知识。本节课的教学内容是在学习了细胞的基本结构和组成细胞的分子的基础上进行的。通过对组成细胞的分子一章的学习，学生已经初步认识到细胞的生命活动需要能量，这些能量主要来自糖类物质的氧化分解。但是，学生尚不清楚在细胞中糖类不能直接为细胞的生命活动供能。糖类氧化分解所释放的能量必须先转移到三磷酸

4、腺苷(ATP) 这种高能磷酸化合物中储存，然后才能被细胞的各种生命活动所利用 。因此学生如何理解生命活动直接能源物质是ATP需要在老师的帮助下加以理解。ATP是一种什么样的物质？为什么能直接供能？究竟具有怎样的结构特点？它是如何供能的？其中贮存的能量又是从哪里来的？为何ATP能被称为能量通货？要求学生在本节课学习之后能够解释。由于高一学生已经具备了一定的自学能力，能阅读并总结要点，运用所学的知识解决一定的问题。因此学生可以通过阅读教材、理解其结构简式明确ATP为何能作为能源物质，通过阅读教材结合已有生物知识明确ATP在细胞代谢中被如何利用。但由于有机化学知识的缺乏，理解ATP和ADP相互转化的

5、能量供应机制有难度，需要在老师的帮助下加以理解。教学目标1、知识与技能：学生能以实验阐述ATP是细胞生命活动直接的能源物质学生通过阅读教材，能写出ATP的结构简式并说出ATP的化学组成和特点。学生通过画ATP和ADP相互转化的示意图，解释ATP如何为生命活动功能。2、过程与方法学生通过将ATP在细胞代谢中的功能与货币功能对比，解释ATP为何是能量通货。3、情感、态度与价值观学生通过将联系生活，认识到生物学原理在实际生活中的价值学生通过关注萤火虫，关注生态问题四、教学重难点重点：ATP的结构简式和结构特点 ATP和ADP相互转化难点：理解ATP和ADP相互转化过程及ATP为何能作为细胞中的能量通

6、货五、课时课型和方法课时：40min 课型：新授课 方法：读书指导法、引导讨论法六、教学材料 1. 典型材料 书本页面 黑板文字板书 2. 延伸材料 科学家验证萤火虫发光需要ATP的实验、运动所需ATP含量 3. 教学用具 自制PPT课件 七、教学流程教师对学生发言进行总结，对ATP结构、水解过程作基本介绍实验导入新课 学生自主思考课件 提出阅读教材时思考的问题: 1、ATP的中文名是什么？2、ATP的结构简式是什么？ A、T、P分别代表什么？3、ATP中大量的能量储存在哪个位置? ATP供能，能量如何被释放？学生阅读教材并总结交流课件 展示资料1.成人在剧烈运动下需要非常多的能量，每分钟约有

7、的ATP转化成ADP。2.细胞中ATP的含量极少的，肌细胞中ATP只能维持肌肉收缩2秒左右。总结： ATP和ADP相互转化过程学生思考：细胞中这么少的ATP如何保证细胞代谢中持续的能量供应？并通过阅读解决课件 展示ATP与ADP转化过程示意图课件 展示问题：这种转化是否为可逆反应？总结： ATP和ADP相互转化过程中能量的来源与去路的问题，帮助学生对转化性质有一定认识学生结合教材、生活ATP和ADP相互转化过程中能量的来源与去路的问题在对ATP结构、形成的认识基础上，联系学生已有对通货的认识帮助学生形成ATP是细胞的能量“通货”这一概念课堂小结和巩固，检测已有概念课件 信息教师活动学生活动教学

8、内容 图标含义 八、教学过程教学环节教师行为学生行为设计意图导入【展示图片】萤火虫美景、萤火虫【师说】在夏日新月初升时我们常会看见这样的景象，萤火虫流连于花草树木中宛如星光。那么，哪种物质能直接为萤火虫发光这项生命活动提供能量呢？【提问】1、生物体生命活动的主要能源物质是什么？2、生物体内良好的储能能量的物质是什么？【分析实验】萤火虫发光的直接能源物质的探究实验【师说】ATP为什么能为生命活动直接供能？这是我们本节课的内容。【板书】细胞的能量“通货”ATP根据已有的化学知识思考回答：光能由有机物氧化分解释放的化学能转化而来利用情景引入新课，集中学生注意力，引起学生兴趣复习已有知识，区分细胞中的

9、各种能源物质 3、利用实验直接构建学生“ATP才是为生命活动直接提供能量的物质”这一概念从而引入本课题一、ATP分子中具有高能磷酸键（7min）【思考】阅读教材P88，分析：1、ATP的中文名是什么？A、T、P分别代表什么？2、ATP的结构简式是什么？3、ATP中大量的能量储存在哪个位置? ATP供能，能量如何被释放？【展示】ATP分子结构及结构简式【总结】的中文名为三磷酸腺苷， 顾名思义，这种化合物是由三个磷酸和腺苷组成的。A代表腺苷，P代表磷酸,T则是表示“3个”的前缀。老师给出ATP的分子结构式，通过这个结构式来看，腺苷是由哪几个小分子构成的？（腺嘌呤和核糖）。腺苷连接上三个磷酸就成了A

10、TP三磷酸腺苷，如果腺苷连接上两个磷酸，这种化合物叫什么？（二磷酸腺苷）ADP，如果腺苷连接上一个磷酸，这种化合物叫什么？（一磷酸腺苷）AMP。仔细观察一磷酸腺苷，他和我们学习的哪一种单体是一样的？（腺嘌呤核糖核苷酸），是RNA的基本组成单位，在RNA中，A代表的是？（腺嘌呤），二在ATP中A代表的是（腺苷）。这是二者需要区分的地方。但请同学们来看，在腺嘌呤核糖核苷酸中，核糖和磷酸是以普通化学键连接起来的，腺苷和磷酸之间也以普通化学键相连，当其断裂时释放出 能量。磷酸和磷酸之间的这个化学键也是断裂时释放出 能量，是一个普通的磷酸键吗？。断裂时释放大量的能量，多达moL，因此我们把这种磷酸键称之

11、为高能磷酸键。而一个ATP含有两个高能磷酸键，因此ATP是一种高能磷酸化合物。ATP ADP+Pi+能量3ATP的化学性质不稳定，远离A的高能磷酸键断裂从而释放能量。同时生成了Pi，余下的化合物由一个腺苷和两个磷酸基团形成，被称为二磷酸腺苷ADP。用化学式可以表示为 。此过程中释放的大量能量用于各项生命活动。 预期学生根据教材介绍能够正确回答问题通过阅读教材熟悉ATP结构，知道它是一种高能磷酸化合物、理解ATP结构不稳定，远离A的高能磷酸键容易断裂从而释放能量从阅读教材和老师讲解形成“ATP的结构适于为细胞的生活直接供能”这一概念二、ATP和ADP可以相互转化、三、ATP的利用【资料展示】1.

12、成人在剧烈运动下需要非常多的能量，每分钟约有的ATP转化成ADP。成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。2.细胞中ATP的含量极少的，肌细胞中ATP只能维持肌肉收缩2秒左右。【思考】细胞中这么少的ATP如何保证细胞代谢中持续的能量供应？【展示】ATP与ADP相互转化示意图合成酶ADP+Pi+能量 ATP 【总结】ATP与ADP可以相互转化，ATP水解形成ADP时，ADP又会迅速转化成ATP，过程十分迅速，因此，细胞内的ATP含量总是处在动态平衡中，即使ATP含量极少但足够为生命活动功能。【思考】这种转化是否为可逆反应？【总结】ADP 转化成ATP时能量来自于细胞代谢中的一些

13、放能反应，如植物的光合作用、呼吸作用和动物的呼吸作用。ATP 转化成ADP时释放的能量主要用于生物体内物质主动运输、生物发电等消耗能量的反应。因此能量来源和去路问题不同，不能被循环利用。其次，催化ATP分解时是ATP水解酶。ATP合成时用的是ATP合成酶。因此，该反应不可逆。请大家再关注到转化过程中的能量来源和去路问题。ATP的水解是一个放能过程，放出的能量被我们需要能量的生命活动吸收利用，因此，ATP的水解适合细胞代谢中的吸能反应联系的。ATP的合成需要吸收能量，吸收的能量应该来自于其他细胞代谢放出的能量，因此，ATP的合成是和细胞代谢中的放能反应联系在一起的。因此，我们可以将ATP看做是能

14、量在吸能反应和放能反应之间流通的手段，故，我们把ATP称之为细胞能量的通货。预期学生能够分析材料得知代谢过程中ATP少需求量大这一矛盾，并从教材中找出生物体解决这一矛盾的方法借助ATP与ADP迅速转化供能。形成“细胞通过ATP与 ADP的相互转化保证能量供应”这一概念提出思考让学生思考催化不同反应需要不同酶及能量的来源与去路的问题，从而理解这种转化是不可逆的，同时在这个过程将ATP的水解和吸能反应相联系，ATP的合成和放能反应相联系。在了解ATP是细胞生命活动的直接供能者、ATP的结构适于为细胞的生活直接供能、细胞通过ATP与 ADP的相互转化保证能量供应的基础上形成“ATP是细胞的能量通货这

15、一核心概念”小结（2min）概念图总结对本节教学内容做有逻辑的回顾课堂巩固【练一练】1、下列关于ATP的叙述，正确的是（ ）中A代表腺嘌呤分子结构式可以简写成 ATP可以水解成1个核苷酸和2个磷酸水解产生的能量、ADP和Pi可以重新利用2.下列生命现象中伴有ATP消耗的是（ ） A.葡萄糖被红细胞吸收B.甘油进入细胞中C.白细胞吞噬病毒D.性激素进入靶细胞根据已掌握的概念练习对概念“ATP的结构适于为细胞的生活直接供能、细胞通过ATP与 ADP的相互转化保证能量供应”进行检测对概念“ATP是细胞生命活动的直接供能者”进行检测结语【展示】湿地公园萤火虫美景年少时，每当夏季夜幕降临时，总能看见乡野

16、草丛中隐着点点流萤，宛如夜空洒下的点点繁星。这般美景也让诗人杜牧写下了银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。 天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星的诗句。但如今，随着我国城市发展速度加快，这样的景色也只能在为数不多的几个湿地公园能见到。大家且看且珍惜。希望学生通过关注萤火虫，关注生态问题九、板书设计细胞中的能量通货ATP十、教学反思对于高一学生来说，他们对生物的学习又进入了另外一个阶段。我们需要做的是在激发学习生物兴趣的同时，培养其对生命科学的思维方式，养成合作学习和进行探究活动的习惯。这节课是针对我教的A班所设计的。他们思维较活跃，可以很好的配合老师进行探究活动并通过探究活动达到预期的教学效果。所以这堂

17、课我选择了教师的“问题式”教学、概念教学和学生讨论研究型相结合的教学模式。在整个学习过程中，学生是学习的主体，积极参与课堂，大胆的展示和交流，主动获取知识，加深了对知识的领悟。从而能够准确的掌握知识。反思整堂课，我觉得有以下几个方面值得表扬：通过生活情景引入，提高学生对生物课堂的兴趣学生难理解的问题用科学实验证明3、精心设问，逻辑清晰，提出的大部分问题难度适宜，学生能够通过阅读和自我分析得到答案。在学生不知所措时，教师并没有因为担心教学进度而而直接帮他们回答出来。而是启发学生自主思考，讨论交流，充分发挥了学生的主体作用。比如。在教学中，教师提出思路“细胞中这么少的ATP如何保证细胞代谢中持续的

18、能量供应？”。对于这一问题，学生不能肯定自己的回答，有的学生甚至难以明白回答问题的方向。这时候，教师就引导学生从ATP水解和生成入手，从而将问题过渡到ATP和ADP相互转化的问题上。4、教学逻辑清晰，环环相扣。整堂课的思路为“实验引入：ATP是直接的能源物质”“ATP为什么能作为能源物质ATP结构”“细胞通过ATP与 ADP的相互转化保证能量供应”。便于学生将已经学习的知识系统化，条理化。同时也通过这三个重要概念建构起“ATP是细胞的能量通货”这一核心概念。5、通过分析资料“1.成人在剧烈运动下需要非常多的能量，每分钟约有的ATP转化成ADP。2.细胞中ATP的含量极少的，肌细胞中ATP只能维持肌肉收缩2秒左右。”形成“细胞通过ATP与 ADP的相互转化保证能量供应”这一结论。在此过程中，强化了学生分析问题、提取有效信息的能力。6、知识巩固到位。精选习题，从检测三个重要概念入手从而检测本节知识掌握情况，并且难度适宜，符合A班学生思维水平。同时，本堂课也有一些不足之