细胞与能量教学设计

《细胞与能量》教案设计一、教学目标1.知识目标：写出ATP的分子结构简式，并简述ATP化学组成特点及其在能量代谢中的作用；解释ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。2.能力目标：分析比较生物体生命活动中ATP生成和消耗特点，总结其规律。3.情感态度价值观：通过ATP与ADP相互转化关系的学习，培养学生的辩证思维能力；通过分析ATP－ADP的循环及其对细胞内供能的意义，初步训练学生分析实际问题的能力。二、教学重点与难点教学重点：ATP的分子结构及其特点、ATP的分子简式教学难点：ATP与ADP的相互转化；ATP－ADP的循环及其对细胞内能量代谢中的意义；理解ATP作为“能量通货”的含义三、教学准备多媒体PPT四、教学方法由于这堂课中某些内容难以理解，因此使用交流讨论法、讲授法、读书指导法、演示法进行教学，引导学生进行比较学习，找出内部联系，区别不同点。使用多种方法讲解知识，有利于引起学生对知识点的兴趣，更有利于学生对本节课知识的构建。五、教学过程（一）创设情景，导入新课【导入】首先让学生看一则有关萤火虫发光的故事。【提问】萤火虫能够发光，那么在发光的过程中是什么能力转化为光能吗？【学生回答】……可能是食物，可能是葡萄糖，也可能是化学能等等（答案不一致）【评论】同学们提供了很多答案，那这些答案是不是都对的呢？我们就带着这个问题来进行下面的探究。【通过故事引入新课，激发学生的兴趣，有利于调动学生思维的积极性。】【提问】生物体的生命活动需要能量，那主要的能源物质是什么？主要的储能物质又是什么？这些能量能直接被利用吗？如何证明呢？【学生回答】……能（因为我们宏观看到的就是吃进去食物（主要是葡萄糖）之后就有了能量有了动力）。……不能（能源物质进入体内后还发生了一系列的化学过程才为生物体提供能量）【总结】生物体的主要能源物质是糖类，主要是葡萄糖，主要储能物质是脂肪，但它们是不是能被直接利用呢，我们通过以下实验来进一步分析。【视频展示】多媒体演示萤火虫荧光实验（发光器必须切割粉碎，如果发光器不切割粉碎，而是完整的结构，则加葡萄糖后仍会发光，因为葡萄糖被氧化，间接供能；必须放置一段时间等直接能源消耗完全才能开展实验）。【提问】根据实验现象，你能从A、B试管的实验现象中得出什么结论？【学生回答】在无法进行能源物质的氧化分解时，葡萄糖不能使萤火虫发光而ATP能使萤火虫发光。【总结】ATP是可以作为生命活动所需能量的直接来源。葡萄糖里的能量不能直接利用，我们把它比作是存折里的钱，那么ATP能直接供能，可以比作现金，即流通的货币，简称“通货”。【引出问题，让学生在解决问题中把思维指向ATP，从而进入ATP的学习。而且通过“实验”锻炼观察现象，科学分析，得出结论的能力，认识“ATP是生命活动的直接能源物质”的结论。帮助学生理解ATP是细胞内的“能量通货”】（二）展开新课，突破难点1、ATP的化学组成和特点（这部分内容为教学重点，但比较简单，重在记忆）【ppt展示】展示ATP结构，并引导学生通过阅读课本【提问】①ATP的中文名称？②ATP的分子简式？③简式中A，P，～分别代表什么？【学生回答】腺苷三磷酸；A—P~P~P；A代表腺苷，P代表磷酸，~表示高能磷酸键。（学生根据书本及ppt上的内容，可以很容易总结出问题的答案）【总结】ATP的中文名称为腺苷三磷酸；ATP的分子简式为A—P~P~P；简式中A代表腺苷，P代表磷酸，~表示高能磷酸键。连接两个磷酸键之间的磷酸键比较不稳定，水解时释放的能力比连接在糖分子上的磷酸键要多，因此称为高能磷酸键。高能磷酸键的特点就是在水解时能够释放大量能量。ATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，是一种高能磷酸化合物，一般将水解时，能够释20．92kJ／mol能量的化合物都叫做高能磷酸化合物。（学生回答后我再简单介绍各字母、符号代表的含义及高能磷酸键的名称由来和特点，加深印象。）【主板书】ATP的分子结构简式：A—P~P~P（表示出A，P及~的意义）2、ATP的利用【引入】既然从实验中，我们可以得到ATP作为直接的能源物质这个结论，那它是如何释放能量的呢？【提问】①ATP供能时，释放哪个化学键中的能量？②ATP供能过程中，可形成哪些产物？【学生回答】……释放高能磷酸键中的能量，形成ADP和磷酸（引导学生说出正确答案）【讲述】ATP的水解过程，是一种放能反应。【主板书】ATPATP（水解）酶ADP+Pi+能量【提问】ATP水解后的能量主要用于哪些方面？【回答】……生物体的运动，发光，用于大脑思考等等（学生的回答可能不完整，我会在此基础上进行补充及总结。）【总结】ATP中的活跃化学能可转变为生命所需用的化学能、渗透能、机械能、电能、光能和热能等。（物质运输、物质合成、细胞分裂、神经系统活动、肌肉收缩、生物放电、发光等）3、ATP与ADP之间的相互转化（这一部分内容较难，为新课的难点，主要通过我的讲解和分析为主，所花时间较长，重在理解）【资料阅读】⑴一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。⑵肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。【学生回答】……①ATP在细胞中的含量很少，但生成很快。②ATP在细胞内的含量是相对稳定的（引导学生得出正确答案）【讲述】ATP在细胞中易于再生，因此可以作为源源不断的能源，通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP-ADP循环（简单介绍反应物、生成物和反应条件后，指出ATP的生成过程是吸能反应。）【主板书】ATP-ADP循环：ATP水解，放能反应脱水缩合，吸能反应水解，放能反应脱水缩合，吸能反应ADP+Pi【提问】ADP转化成ATP所需的能量从哪里来？【学生回答】……放能反应【总结】其实同学们的回答是正确的，但主要是由呼吸作用的氧化过程及光合作用中吸收的光能为ATP的合成提供能量的。在线粒体、细胞质基质等场所通过呼吸作用分解糖类等有机物，释放其中的能量，用于生成ATP。绿色植物还通过叶绿体进行光合作用，吸收光能用于合成ATP。【主板书】能量+ADP+PiATP合成酶ATP【总结】从ATP的水解及ATP的形成可归纳出：ATP是放能反应和吸能反应的枢纽，放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的能量贮存在ATP中。吸能反应总是与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。【提问】细胞内的ATP与ADP的相互转化有什么重要意义？【回答】……这一内容估计学生不太清楚，无法归纳说明【总结】细胞中ATP和ADP的相互转化在活细胞中永不停息地进行着，这既可以避免一时用不尽的能量白白流失掉，又保证了及时供应生命活动所需要的能量。【整个教学过程中问题的设计都是根据学生思维习惯，从易到难，有助于学生对知识点的理解与掌握。】（三）课堂小结，深化知识今天我们介绍了生物体的直接能源——ATP，主要学习了它的结构及功能。ATP的分子结构简式是：A—P~P~P，ATP具有高能磷酸键，ATP的中文名称是：三磷酸腺苷。ATP的来源为光合作用、呼吸作用等ATP通过高能磷酸键断裂能够释放能量直接用于各项生命活动ATP与ADP可相互转化ATP为各项生命活动提供能量。细胞内的反应有的是吸能反应，有的是放能反应。吸能反应总是与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。ATP作为细胞中普遍使用的能量载体，所含能量不多，但却能为生物体直接提供能量，像小额钞票一样，便于流通使用，所以是当之无愧的细胞中的“能量通货”