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视频标签：生命活动的能量,通货,ATP
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视频课题：第四章第一节《生命活动的能量“通货”—ATP》无锡市第一女子中学
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苏教版高中生物必修一《分子与细胞》第四章第一节《生命活动的能量“通货”——ATP》无锡市第一女子中学
《生命活动的能量“通货”——ATP》教学设计
一 教材分析
本节是苏教版高中生物必修一《分子与细胞》第四章第一节的内容，主要包括ATP 的功能、ATP的结构、ATP与ADP 的相互转化三部分内容。本节在本模块中具有承上启下的重要作用：学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能；并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义；便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用是分不开的。
二 学情分析
通过前面的学习，学生对糖类、脂肪等能源物质，线粒体和叶绿体等与能量有关的细胞结构，主动运输需要能量供给等有了一定的认识和理解，这为学习ATP这一细胞的直接供能物质奠定了基础。学生学习了RNA的结构，为构建ATP模型、认识ATP 的结构奠定了基础。但是ATP与ADP是学生新接触的两个概念，学生掌握起来是有一定的难度。此外，学生通过物理、化学两学科的学习，已经具备了能量转化的知识，将其转移应用到对ATP与ADP的相互转化上，来认识细胞内的能量转化，认同ATP是细胞的能量“通货”，是生物体生命活动的直接能量来源。
三 课程标准内容要求
模块一 分子与细胞
大概念 2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增值
重要概念2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 次位概念 2.2.2 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
四 教学目标
1、 通过自主学习，简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的分子简式。认同生命观念中的结构与功能观。
2、 通过ATP的模型建构、比较ATP与核糖核苷酸的关系，培养建立模型的科学思维，提升分析及模型建构能力。
3、 通过设计探究实验，得出ATP是细胞生命活动的直接供能物质的结论。培养科学探究能力，提升科学思维，激发学习兴趣和热爱自然和生命的情感。
4、 通过资料分析，认识ATP与ADP时刻快速相互转化，并处于动态平衡中，这是生物界普遍的能量供应机制。认同生物界的统一性，生命观念中的物质与能量观、稳态观、进化与适应观。 五 教学重难点 （一）教学重点
- 2 -
(1) ATP化学组成的特点及其在能量中的作用 (2)ATP与ADP的相互转化 （二）教学难点 ATP与ADP的相互转化
六 教学过程
教学过程
教师组织与引导
学生活动 设计意图 情境创设，导入新课 1、 本章讨论的关键词是“能量”。能量与我们的日常生活息息相关，如日光灯、家用电器需能量才能正常运转，它们的能量来源是什么？电的产生途径有哪些？
2、 水、煤、石油等均蕴含着丰富的能量，它们能否直接给家用电器提供能量？若不能，它们的能量要怎样才能被电器所利用？
3、 生物体进行各项生命活动也需要能量，
能量来源是什么？（外界摄取）人体摄取的食物中含有能量的物质有哪些种类？摄取的能量进入细胞后以什么形式储存？细胞内主要能源物质是什么？主要储能物质是什么？前面学习物质跨膜运输时，主动运输要耗能，供能物质是ATP.
4、 提出问题：哪种物质可以为细胞生命活
动直接提供能量呢？ 学生思考与讨论
通过问题，引入新课
通过一系列的问题，强化学生对“直接”能源的理解。
提出问题
实验探究——总结ATP的功能
1、探究实验：萤火虫发光实验 资料1：科学家利用从萤火虫发光器中分离出荧光素和和荧光素酶，研究出萤火虫发光机理： 荧光素酶 能量+O2+荧光素 氧化荧光素（发出荧光） a、提出问题：哪种物质为萤火虫发光直接供能? b、作出假设： （由学生回答 c、设计实验： 资料2：取若干只萤火虫的发光器，干燥后研磨成粉末，放入一试管后，加水使之混合（萤火虫发光部位提取液），可见试管内有淡黄色荧光出现，约15min后荧光消失 实验材料：萤火虫发光部位提取液、葡萄糖学生根据教师提供的资料、实验材料等自行设计探究实验
学会将实验设计步骤用简单的图表形式呈现
培养学生实验设计能力以及小组合作能力
培养学生文字与表格转化能力
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溶液、液体脂肪、蒸馏水、ATP溶液、大小相同的试管若干、标签纸若干等其他实验所需材料
实验设计思路：学生分组设计（参考如下） 试管编号
1号
2号
3号
4号
实验步骤 一 萤火虫发光部位提取液（暗处15min） 二 蒸馏水2mL 葡糖糖溶2mL 液体脂肪 2mL ATP溶液
2mL 实验
结果
不发荧光
不发荧光
不发荧光
发荧光
d、实验结论：
ATP能为萤火虫的发光直接提供能量 实验探讨：
选择萤火虫发光器为实验材料的优点？ （答：主要是它发光的现象容易观察等） 2、思考：各种生物体内都存在ATP吗？ 资料3：科学家将荧光素酶基因转入烟草或细菌体内，使其产生荧光素酶，再用含荧光素的溶液浇灌烟草或培养细菌，发现烟草、细菌都能发光。
结论：ATP在动物、植物、微生物细胞内普遍存在（反映生物界的统一性）
3、以上实验是否可证明ATP是生命活动的直接能量来源？（不能，还需要大量的实验研究表明ATP可以为其他各项生命活动提供能量）
4、ATP的功能：
ATP是细胞生命活动的直接能量来源
通过实验结果得出实验结论
通过实验的细品与反思，体会实验研究应当注重细节处理，同时实验结论的得出应当严谨，防止以偏概全。
提升学生严谨的科学态度和科学素养
ATP的分子简式及其结构特点
1、 认识ATP：图片展示“三磷酸腺苷二钠
片”及说明书
2、任务型阅读：3-5min要求学生阅读教材相关内容，回答问题（不看书） a、ATP的中文名称？ b、ATP的结构简式？ c、ATP的结构简式中分别有几个“A”、“P”、“～”？其各自代表含义是
d、为何称ATP为高能磷酸化合物？ e、结构特点：不稳定 3、模型建构：
学生观看并了解
阅读并识记对应ATP的相关知识
通过模型构建，帮助学生梳理ATP让学生理解ATP是一种客观存在的物质，对ATP有一定感性认识
培养学生自主学习能力，对于学生自己能理解内容教师应当突出学生主体地位
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假如用 代表腺嘌呤、 代表核糖
代表磷酸基团，尝试构建ATP的模型。 分析：腺嘌呤核糖核苷酸与ATP的关系
腺苷与腺嘌呤的关系
与腺嘌呤核糖核苷酸的关系
强调识记，使学生形成短期记忆，便于后续知识的学习
ATP与ADP的相互转化
1、ATP的水解供能：
a、ATP的水解释能，实际上指ATP中的高能磷酸键断裂水解释放能量，ATP中两个高能磷酸键哪个更容易断裂？ATP供能过程中，可形成哪些产物？
b、教师绘图讲解ATP转化为ADP的过程， c、上述方程式中的能量去向？（举例回答）ATP供能过程中发生的能量转化是什么？ 2、ATP的合成 a、资料分析： 资料4：
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 资料5：
ATP在细胞内的含量是很少的。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。
生物体如何解决细胞ATP含量很少、 但需求量很大的矛盾？ 资料6：
将用32P标记的磷酸盐加入细胞培养液中，并在短时间内快速分离出细胞内的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已经带有放射性标记。
思考：资料中为什么部分ATP末端磷酸基团带有放射性标记，但浓度变化不大？
结论：ATP快速合成和分解，保证细胞能量供应
b、教师绘图讲解ADP转化为ATP的过程, ADP+Pi+能量 A—P～P～P c、转化到ATP中的能量从何而来？可通过哪里途径？发生的能量转化是什么？
掌握断键方式与位置
掌握ATP→
ADP+Pi+能量以及能量的去向
资料导入，让学生体会ATP与ADP的相互转化十分迅速
掌握ADP+Pi+能量→ATP以及ATP中能量的来源以及途径，其中细胞呼吸是主要的途径，为下节课开展奠定基础
加强理解记忆，培养理解能力
同时将ATP的分解和能量利用 一起讲述，更利于学生的理解
让学生理解ATP含量少，转化快的特点
通过对几个核心问题的辨析及回答，帮助学生全面理解ATP与ADP相互转化关系，为后面细胞呼吸及光合作用的能量转化情况作铺垫
酶
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植物、动物、人等：细胞呼吸（葡萄糖等化学能转化为ATP中活跃化学能） 绿色植物： 光合作用（光能转化为ATP中活
跃化学能）
3、总结
ATP和ADP时刻相互转化，保持动态平衡，将细胞吸能反应和放能反应紧密联系起来，ATP为细胞生命活动直接供能。
思考：ATP和ADP时刻相互转化，是生物界普遍存在的能量供应机制。这是否反映生物界的统一性？这对你理解生物进化有什么启示？
5、 科学思维：
ATP与ADP的相互转化可以看成是化学上的可逆反应吗？
写出ATP水解、合成反应式，列表比较分析 ATP水解 ATP合成 酶 能量来源 能量去向 反应场所
结论：物质可逆，反应条件不同、反应场所不同、能量来源去向不同，反应不可逆
思考并回答
从反应条件不同、反应场所不同、能量来源去向进行分析比较
解释ATP在能量代谢中的作用
培养学生的科学思维
思维拓展：ATP、糖类和脂肪的关系
科学思维： 若将“现金”、“活期存款”、“定期存款”来打比方，糖类、脂肪和ATP分别可比喻成什么较合适？说说你的理由。 总结： 直接能源物质 主要能源物质 储能物质 最终能量来源 ATP
糖类
脂肪 太阳能
“现金”、“活期存款”、“定期存款” ATP——细胞的能量“通货“”
理解能量的转化情况，认同ATP为细胞能量通货
通过形象的比喻，帮助学生更好地理解三者之间的关系，理解ATP细胞含量少，分子能量少，是直接供能物质。
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ATP应用
1、ATP片剂、针剂
用于进行性肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌疾患及肝炎等的辅助治
2、 以ATP为动力的纳米发动机
美国康奈尔大学的科学家首次成功研制出一种与病毒颗粒大小相仿的分子纳米发动机，它依靠ATP 提供能量，ATP合成酶驱动运转。
纳米发动机可以用于医学领域——安装在纳米机器人体内，驱动它们在病人体内穿梭，把药物放置在活细胞
使学生了解ATP的实际应用，科学研究前沿
课堂总结
组成元素：C、H、O、N、P 结构简式：A—P～P～P ATP ATP的水解： ATP的合成：
ATP的功能：细胞生命活动直接能
量来源，细胞的能量“通货”
学生总结并回答相关问题
总结教学重点，加强学生记忆
课外课题延伸
ATP是不是兴奋剂？
学生课后通过查阅相关资料，分小组讨论该问题
拓展学生思维，提高学生学习兴趣，注重与时事结合
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
