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视频标签：细胞的能量通货,ATP
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视频课题：人教版生物高中必修一第五章第2节 细胞的能量通货—ATP-四川
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人教版生物高中必修一第五章第2节 细胞的能量通货—ATP-四川省绵阳外国语学校
教学目标
知识与技能:
1.掌握ATP的结构简式;
2.理解ATP与ADP的相互转化;
3.理解ATP在能量代谢中的作用。
过程与方法:
通过课前的简单的“萤火虫重新发光实验”,让学生直观的找到细胞的直接能源物质——ATP,进而在教师的引导下揭示ATP的“神秘面纱”,并通过模型组装让学生亲手制作一个ATP,加深印象。趁热设问提出为什么ATP可以为生命活动提供能量,抛出ATP与ADP的相互转化,最后抛砖引玉让学生联系之前所学举例ATP供能给细胞的哪些活动。
情感态度与价值观:
通过实验和联系之前所学,学生一步步尝试解决问题的快感。通过类比人民币,银行卡等理解细胞中不同能源物质之间的关系,将生活例子与知识相结合激发学生发现问题解决问题运用所学知识的能力。学以致用是最好的学习体验,加强他们最生物的学习兴趣,激发了科研的信心,培养了积极动手的好习惯。
2学情分析
人教版教材必修一——《分子与细胞》以生命系统的观点为主线,围绕最基本的生命系统层次——细胞的物质基础、结构基础、与环境的物质交换、能量变化和生命历程等动态阶段,让学生理解和接受细胞是最基本的生命系统层次。第5章主要介绍有关能量如何输入细胞,能量以什么形式存在以及细胞如何利用这些能量。第1节是酶的学习即生物的催化剂,第2节(本节)是细胞的直接能源物质-ATP的介绍,第3节和第4节是本书的重点,围绕ATP的来源及去路:光合作用和呼吸作用。这节在此具有承上启下的重要作用:通过本节学习,学生应具备“只有在能量的供应下,细胞膜才能行使主动运输的功能”的概念,并能够联系第三章叶绿体和线粒体为什么叫做植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义;甚至推测到宏观生物体的一切生命活动来源于活细胞能够进行能量的供应和利用。
课前简单的“萤火虫重新发光实验”,引导学生思考萤火虫发光能量从何而来,根据这个思路进而激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育。知识方面通过介绍ATP分子中具有高能磷酸键,让学生掌握并能够简述ATP的化学组成和特点,写出ATP的分子简式这两个教学目标。接着通过介绍ATP和ADP的相互转化,需要使学生学生理解ATP与ADP相互转化在物质上可逆,在能量上不可逆。通过介绍ATP的利用方式,解释ATP在能量代谢中的作用。
通过第2章糖类的学习学生已经知道糖类是细胞的主要能源物质,并且通过还原糖、蛋白质和脂肪的检测实验具备了一定的实验思路,所以通过课前的小实验和课上的模型制作,让学生参与其中加深对ATP结构的印象和认识,通过类比人民币和ATP的作用,让学生更容易理解课题细胞的直接能源物质的意义,同时也提高了学生的动手能力。
由于本节的知识简单和化学结合多容易理解,因此选择实验设计、指导阅读、动手制作、讲练结合等方式完成本节内容。例如学习ATP结构时,设计了三个活动:1.学生自学教材,初步了解ATP的化学组成及分子结构活动;2.学生合作试拼ATP分子结构模型,加深对分子结构的理解;3.讨论ATP分子的化学简式及ATP分子的化学特点。在ATP与ADP的相互转化这部分内容中,师生共同讨论ATP与ADP的相互转化过程。在ATP的利用这部分内容,学生举例说出ATP的使用途径。
3重点难点
1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用;
2.ATP与ADP的相互转化。
“ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用”和“ATP与ADP的相互转化”,加深学生对主动运输的理解,且有助于光合作用和呼吸作用的学习,起到承上启下的作用,所以将它们定为本节课的重点。
然而学生的化学知识才开始深入,相关的化学知识模块还未开始展开学习,所以难以理解ATP与ADP的动态转化关系,另外ATP是细胞能量的“通货”这一概念较为抽象,学生难以接受,所以将这两点定为本节课的难点。
4教学过程
4.1一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】车胤萤火虫读书的故事
提问:萤火虫发光的生物学意义是什么?
回答萤火虫发光是为了求偶。
提问:电灯和萤火虫都可以发出光亮。那么,这两种发光的原理有何不同?
展示:萤火虫的发光原理。萤火虫发光需要能量吗?
不同。灯泡发光是电能转化为光能,萤火虫发光是生物中的化学能转化为光能。需要。
提问:学过的哪些物质可以提供能量?它们可以直接为萤火虫提供能量吗?
糖类和脂肪是能源物质。不能做出直接回答。
展示实验:让萤火虫重新发光的物质,分析实验组,对照组,自变量等。
思考萤火虫为什么会发光?
认真思考可能的结果,讨论实验现象和结论。通过实验分析得出实验结论,进一步掌握对照实验的有关原理。从实验现象中讨论得出结论:萤火虫(生物体)生命活动所需要的能量直接来源于ATP,而不是葡萄糖。
通过小故事和自然现象引入本课,可以激发学生的学习兴趣,同时便于自然流畅的导入ATP是直接能源物质。
从现实生活中学生可体会生物学的知识,同时也了解生物与科技之间的联系。通过与同学讨论,培养学生合作学习的能力与习惯。通过探究的方式提高学生的综合分析能力,回顾实验设计的思路,学会分析实验。
活动2【讲授】ATP药品展示
展示药品图片,重点落在药效。
一起学习ATP的结构、名称和各部分的意义:可类比之前学过的RNA和DNA的结构
结合课本根据化学知识分析,各个基团的稳定性等。
产生兴趣,为什么这个陌生的药物如此神奇?
既熟悉又陌生,需要记忆和对比,找到共同点和不同点。
活动3【活动】ATP模型制作
学生积极参与制作,发生热烈的讨论。
引出ATP的结构。加深对ATP的结构的理解和记忆。模型建构,可将抽象理论的知识转化为直观,同时又提升了知识的理性认知。
培养和锻炼了团队协作能力和动手能力。
活动4【练习】ATP的结构特点
1.ATP的结构式可以简写为( 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、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是( C)。
A、1,2,2 B、1,2,1
C、1,3,2 D、2,3,1
活动5【活动】资料展示1，2
提问:
ATP作为高能磷酸化合物,在供能时,如何释放能量?ATP供能过程中,可形成哪些产物?
资料展示:
一般将水解时,能够释放20.92kJ/mol能量的化合物都叫做高能化合物。
ATP在水解时释放的能量是30.54kJ/mol(千焦每摩尔) ,是一般磷酸键水解时释放能量的两倍以上,是一种高能化合物。
资料展示:
1.一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。
2.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。
小结:ATP是活跃的化学能,与ADP的相互转化时刻处于动态平衡中,保证了稳定供能。
学生尝试可能的断键位置,结合课本给出正确答案。
从数据中得出结论:ATP的特性是:含量少,转化快。对体内稳定的供能有重要的意义。
活动6【讲授】二者的转化是否为可逆反应
重点讲解:二者的转化反应式中的能源来源和去路,让学生以化学思维分析是否为可逆反应?结合课本的图片,联系后面的光合作用和呼吸作用,承上启下。
一部分回答是可逆,一部分不能给出确定答案,忽略了能量的来源。
既要形成学生的接受性学习,提高学生对问题的描述能力,也要充分调动学生的主观能动性,加强识图、图文结合的分析能力。对ATP与ADP的转化分析,提升学生的对比分析能力。
活动7【练习】ATP与ADP的转化
ATP转化为 ADP 可表示如下:式中X代表(D )
A、H2O B、[H] C、P D、Pi
4.对于反应式:
ATP ADP+Pi+能量,以下提法正确的是( A )
A、物质是可逆的,能量是不可逆的
B、物质和能量都是可逆 的
C、物质和能量都是不可逆的
D、物质是不可逆的,能量是可逆的
活动8【讲授】ATP的生理功能
图片展示类比:人民币、各种银行卡等与糖类脂肪和ATP的关系。
ATP是细胞内流通的能量“通货”
ATP相当于细胞内流通的“钞票”-日常生活的零用钱,糖类、脂肪等相当于细胞内的“存折”。
进一步理解了直接能源物质的意义。根据图示进行描述,结合物理化学的知识充分体会到ATP作为能量“通货”的地位重要性。并明白吸能反应与放能反应。
联系生活实际,加深学生对理论知识的记忆,完善学生的抽象思维,培养学生的总结归纳能力。
形象生动的解释和类比,更符合学生的思维方式,循序渐进。
活动9【活动】哪些生命活动由ATP 直接供能
讨论:哪些生命活动由ATP 直接供能?
课外延伸:
:荧光棒中的发光物质是什么?荧光还可以用于哪些领域?回忆所学,积极思考,有些回答不上来,需要及时巩固。课外阅读激增兴趣。
活动10【讲授】小结
能源物质:糖类、脂肪、蛋白质、ATP
主要能源物质:糖类
储能物质:脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)
主要储能物质:脂肪
直接能源物质:ATP
最终能源物质:太阳能
活动11【测试】ATP的转化和供能特点
1、ATP在细胞内的含量及其生成是( D )
A 、很多,很快 B 、很少,很慢
C 、很多,很慢 D 、很少,很快
2、ATP之所以能作为能量的直接来源是因为( C )
A.ATP在细胞中数量非常多
B、ATP中的高能磷酸键很稳定
C、ATP中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定
D、ATP是生物体内惟一可以释放能量的化合物
3.海洋里有一种软体动物枪乌贼,它有巨大的神经细胞,能不断吸收K+,科学家做过实验:用一种有毒物质使其神经细胞中毒,吸收的功能就消失。如果注入一种物质,神经细胞又能恢复不断吸收的功能,一直到这种物质消耗完。请回答:
(1)注入的这种物质是 ATP ,其结构简式可表示为 A—P~P~P。
(2)神经细胞吸收的方式是 主动运输 ,此物质的吸收除需要注入一种物质外,还需要 载体。
活动12【活动】延伸
荧光棒的发光原理是什么?
荧光还可以应用哪些领域?
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
