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1、细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATPATP第第5 5章章 第第2 2节节 一、教学理念一、教学理念 本课主要本课主要秉持新课程的基本理念秉持新课程的基本理念中所倡导的探究性学中所倡导的探究性学习与合作学习精神习与合作学习精神，综合运用建构主义、主体性教育理综合运用建构主义、主体性教育理论以及最近发展区理论论以及最近发展区理论来来指导各环节教学指导各环节教学活动的活动的设计设计。普通高中生物课程标准（实验）普通高中生物课程标准（实验）也明确指出：学习也明确指出：学习是主动构建知识、发展能力、形成正确的情感态度与价是主动构建知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程。根据其所强调的教师要引
2、导学生主动参与值观的过程。根据其所强调的教师要引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理培养学生搜集和处理科学信息、获取新知识、批判性思维、分析和解决问题、科学信息、获取新知识、批判性思维、分析和解决问题、以及交流与合作等方面的能力，重在培养创新精神和实以及交流与合作等方面的能力，重在培养创新精神和实践能力，为他们终生学习打好基础。践能力，为他们终生学习打好基础。为此，教师在进行为此，教师在进行教学设计过程中要充分考虑学生在学习过程中的主体地教学设计过程中要充分考虑学生在学习过程中的主体地位，要根据实际情况留出更多的时间与空间让学生的自位，要
3、根据实际情况留出更多的时间与空间让学生的自主学习与合作学习能力得到培养。主学习与合作学习能力得到培养。二、教材分析二、教材分析 本课是人教版生物必修一、第五章第本课是人教版生物必修一、第五章第2节。教材安排如节。教材安排如下：下：以问题探讨引入介绍了以问题探讨引入介绍了ATP分子的组成和结构特点，分子的组成和结构特点，ATP具有与具有与ADP相互转化的特性，以及相互转化的特性，以及ATP在细胞生命活在细胞生命活动中的作用等内容。其重点是动中的作用等内容。其重点是ATP具有与具有与ADP相互转化及相互转化及ATP的形成途径。的形成途径。虽然本节篇幅不是很大，但有关的内容虽然本节篇幅不是很大，但有
4、关的内容在后续学习中将多次涉及，在后续学习中将多次涉及，所以十分重要。所以十分重要。在教材中的地位与作用在教材中的地位与作用主要体现在如何帮助学生较深主要体现在如何帮助学生较深入地入地认识认识ATP的的化学组成和特点化学组成和特点，理解理解ATP与与ADP之间的之间的物质变化和能量转换，以及物质变化和能量转换，以及ATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用，有，有利于学生进一步理解只有在利于学生进一步理解只有在ATP直接供能下，细胞膜才能直接供能下，细胞膜才能行使主动运输的功能，并加深领会活细胞之所以能够经历行使主动运输的功能，并加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程，是与生长、增殖
5、等生命历程，是与ATP的能量的供应和利用分的能量的供应和利用分不开的；当理解不开的；当理解ATP与与ADP之间的相互转化及之间的相互转化及ATP在代谢在代谢中的作用后，又中的作用后，又能为进一步学习呼吸作用和光合作用打下能为进一步学习呼吸作用和光合作用打下坚实的基础。坚实的基础。三、学情分析三、学情分析 高一学生已具备以下能力：高一学生已具备以下能力：一定的自学阅读能力和逻一定的自学阅读能力和逻辑分析能力，有一定的生物学基础知识，辑分析能力，有一定的生物学基础知识，但联系旧知进行但联系旧知进行新知学习迁移的能力和及时归纳整理知识的习惯还有待进新知学习迁移的能力和及时归纳整理知识的习惯还有待进一
6、步的培养。一步的培养。学生通过前阶段学习，学生通过前阶段学习，已学知识包括：已学知识包括：细胞内细胞内三大能源物质的功能、有机物中都贮存大量的化学能；三大能源物质的功能、有机物中都贮存大量的化学能；“动力工厂动力工厂”线粒体、线粒体、“能量转换站能量转换站”叶绿体等与能叶绿体等与能量有关的细胞结构。主动运输需要能量供给量有关的细胞结构。主动运输需要能量供给;酶的催化特酶的催化特点等。点等。这些都为他们展开本节学习做了一定的知识准备。这些都为他们展开本节学习做了一定的知识准备。但但对于有机物中的能量如何被细胞利用的认识还极为有限，对于有机物中的能量如何被细胞利用的认识还极为有限，因此因此在理解在
7、理解“能量代谢与能量代谢与ATP的关系的关系”、“ATP与与ADP之之间的转化间的转化”上都可能存在困难。上都可能存在困难。四、学习目标确定：四、学习目标确定：1、比较分析比较分析ATP与与ADP，知道并能简述知道并能简述ATP的化学组成的化学组成（ATP的化学元素组成和分子结构）及的化学元素组成和分子结构）及特点特点。2、能、能正确掌握并写出正确掌握并写出ATP分子简式分子简式，并，并知道知道简式中简式中各符各符号号所表示所表示的含义的含义，养成自主学习和归纳知识能力。，养成自主学习和归纳知识能力。3、解释、解释ATP与与ADP相互转化，相互转化，尝试小组合作尝试小组合作参与参与ATP合合成
8、与分解成与分解模型构建模型构建，养成主动参与的学习态度，培养合作，养成主动参与的学习态度，培养合作精神以及建构知识的能力。精神以及建构知识的能力。4、分析比较、分析比较ATP与与ADP结构简式，体验构建的模型，结构简式，体验构建的模型，掌掌握并写出相互转化反应式。握并写出相互转化反应式。5、理解理解ATP的形成途径和的形成途径和ATP的利用的利用，认同，认同ATP与与ADP相互转化并非可逆反应，培养自主地利用已有的知识进行相互转化并非可逆反应，培养自主地利用已有的知识进行“分析、比较分析、比较”从而从而发现问题、建构新知识发现问题、建构新知识的能力，同时的能力，同时渗透渗透STS教育。教育。6
9、、理解理解ATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用，加深理解，加深理解ATP作为细作为细胞能量胞能量“通货通货”的含义，养成梳理知识的习惯。的含义，养成梳理知识的习惯。五、教学重点、难点：五、教学重点、难点：重点：重点：1、ATP的化学组成和特点及其的化学组成和特点及其在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用 2、ATP与与ADP的相互转化的相互转化及及ATP形成途径形成途径难点：难点：ATP与与ADP的相互转化的相互转化六、教学策略（特色）：六、教学策略（特色）：本课主要本课主要采用采用“自主学习与小组合作探究学习相结合自主学习与小组合作探究学习相结合的多维学习的多维学习”教学策略教学策略。合
10、理利用多媒体课件及教学模型与挂图、合理利用多媒体课件及教学模型与挂图、综合归纳综合归纳与与纲要性相结合的板书，纲要性相结合的板书，实现现代与传统学习工具有机结合，实现现代与传统学习工具有机结合，以便更好地揭示知识的发生、发展过程及其本质，帮助学以便更好地揭示知识的发生、发展过程及其本质，帮助学生体验并直观理解知识，发展思维能力。生体验并直观理解知识，发展思维能力。比较突出的方面是比较突出的方面是：1、以以“学案学案”的填写为主线落实知识的填写为主线落实知识点；点；2、重视运用知识认知的发生与发展规律，关注教学重视运用知识认知的发生与发展规律，关注教学环节的导入环节的导入：把有关实验与研究资料用
11、于教学环节新课引把有关实验与研究资料用于教学环节新课引入与过渡，既引领学生从现象到本质地学习新知识，也培入与过渡，既引领学生从现象到本质地学习新知识，也培养分析实验的能力；养分析实验的能力；3、同时同时创造性的把模型建构活动引入教学活动：创造性的把模型建构活动引入教学活动：培养培养学生自主地利用已有的知识进行学生自主地利用已有的知识进行“分析、比较分析、比较”，从而，从而培培养发现问题、建构新知识的能力。养发现问题、建构新知识的能力。六、教学过程（安排六、教学过程（安排1课时）课时）（一）课前准备（一）课前准备 正式上课前预先把每套教学模型卡（放在信正式上课前预先把每套教学模型卡（放在信封中）
12、发到四人小组，同时也把学案发到每个封中）发到四人小组，同时也把学案发到每个学生中。学生中。（二）课堂实施（二）课堂实施1 1、创设情景、创设情景 、引入新课、引入新课（3分钟）分钟）2 2、引景激趣、阅读教材、自学新知、引景激趣、阅读教材、自学新知（6分钟）分钟）3 3、建构模型、比较推理、建构知识建构模型、比较推理、建构知识（20分钟）分钟）4、讨论归纳、整固提高讨论归纳、整固提高 （11分钟）分钟）（七）主要板书（七）主要板书 银烛秋光冷画屏，银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。卧看牵牛织女星。唐代杜牧唐代杜牧3、生物体进行生命活
13、动的主要能源物质是、生物体进行生命活动的主要能源物质是。糖类糖类2、生物体内贮存能量的物质是生物体内贮存能量的物质是。脂肪脂肪1、生物体内的能源物质、生物体内的能源物质。糖类脂肪蛋白质糖类脂肪蛋白质复习回顾复习回顾这其中的能量能不能直这其中的能量能不能直接被生物体利用呢？接被生物体利用呢？用小刀将数十只萤火虫的发光器割下用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两取两等份分别装入两支试管支试管,各加入少量水使之混合各加入少量水使之混合,置于暗处置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现可见试管内有淡黄色荧光出现,约过约过1515分分钟荧光消失钟荧光消失,进一
14、步实验如下：进一步实验如下：AB医用葡医用葡萄糖溶萄糖溶液液2mlATP注射注射液液2ml这个这个实验实验能说能说明什明什么问么问题题?AB15min暗处暗处无荧光无荧光出现出现有荧光有荧光出现出现第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATPATP第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，储存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利用储存的能量相对储存的能量相对来说少，但能被来说少，但能被直接利用直接利用 据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子所含的能量的倍。所含的能量的倍。
15、能能量量ATP细胞的能量细胞的能量“通货通货”（直接能源（直接能源）“ATP究竟有何结构特点使其能充当究竟有何结构特点使其能充当能量通货的角色？能量通货的角色？”ATP ATP ADP ADP全称全称结构简式结构简式符号含义符号含义A A代表代表 ；P P代表代表 ；代表代表 。T T代表代表 ；D D代表代表 ；高能磷酸键数高能磷酸键数 个个 个个三磷酸腺苷三磷酸腺苷A-PPP腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团高能磷酸键高能磷酸键三三二磷酸腺苷二磷酸腺苷A-PP二二两两一一一、一、ATP的化学组成和特点的化学组成和特点 阅读相关教材填写学案阅读相关教材填写学案PPP APPP（30.54kj/mol）
16、容易水解和重新形成，释放容易水解和重新形成，释放和储存大量的能量。和储存大量的能量。1、化学组成：腺嘌呤、核糖、磷酸、化学组成：腺嘌呤、核糖、磷酸元素组成：元素组成：ATP(三磷酸腺苷三磷酸腺苷)腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸磷酸基团基团磷酸磷酸基团基团磷酸磷酸基团基团三个磷酸基团三个磷酸基团2、结构简式：、结构简式：A-PPP资料资料2：一正常人体中一正常人体中ATP和和ADP总量很少，基本保持总量很少，基本保持一定，约为一定，约为2mg10mg，但一个成年人静止状态，但一个成年人静止状态下一天将有下一天将有40kg的的ATP发生水解，发生水解，ATP的含量很的含量很少需要却很多，生物体是如何解决
17、这一矛盾的呢？少需要却很多，生物体是如何解决这一矛盾的呢？资料资料1：科学家在研究细胞科学家在研究细胞ATPATP的含量与氧含量关的含量与氧含量关系时得到如下图的实验结果，此图说明了什么？系时得到如下图的实验结果，此图说明了什么？ATP含量含量 O2含量含量 此图说明此图说明ATPATP在细胞内在细胞内的含量是相对稳定的，从的含量是相对稳定的，从而而使生物体内部总保持一使生物体内部总保持一种稳定的供能环境。种稳定的供能环境。A-PPP(ATP)(ATP)A-PP(ADP)(ADP)能量能量PiPi酶酶酶酶图中的两种酶图中的两种酶是否相同是否相同？能量能量PiPi阅读教材阅读教材 P88P888
18、989第二段第二段,尝试解释以下图解：尝试解释以下图解：二、二、ATP和和ADP相互转化相互转化断键断键合成酶合成酶分解酶分解酶 分组建模活动步骤和要求：分组建模活动步骤和要求：1、四人小组为单位，每人各拿一个卡片。、四人小组为单位，每人各拿一个卡片。2、拿能量卡的先出示卡片，其余各人根据已学知识出示、拿能量卡的先出示卡片，其余各人根据已学知识出示卡片正确的一面。（卡片正确的一面。（每张卡片正反两面至少要使用一次每张卡片正反两面至少要使用一次）3、每完成一轮，每人均要向大家说明出示该面卡的原因，、每完成一轮，每人均要向大家说明出示该面卡的原因，大家一起分析有否出错卡。大家一起分析有否出错卡。4
19、、四人轮流交换卡片后，再次重复建模、四人轮流交换卡片后，再次重复建模（分别模拟合成（分别模拟合成和分解各一次）和分解各一次），促进知识内化。，促进知识内化。【模型建构模型建构】能量卡能量卡（正（正/反面）反面）能量能量光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用能量能量利用利用主动运输主动运输生物发电生物发电ATP/ADP卡卡 （正（正/反面）反面）ADP(A-PP)ATP(A-PPP)ADP/Pi卡卡（正（正/反面）反面）ADP+PiPi 酶卡酶卡（正（正/反面）反面）水解酶水解酶合成酶合成酶三、三、ATP的形成途径和利用的形成途径和利用 归纳巩固归纳巩固 左左右：右：ATP分解：释放能量分解：释放能量
20、 右右左：左：ATP合成：需要能量合成：需要能量为生命活为生命活动供能动供能光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用A-PPP (ATP)(ATP)酶酶IIII 酶酶I IA-PP +Pi+Pi+能量能量(ADP)(ADP)思考问题：上述是否可逆反应？思考问题：上述是否可逆反应？（阅读书阅读书P89第二段第二段P90后填写学案）后填写学案）用于进行性肌肉萎缩、脑出血后遗症、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疗心肌疾患及肝炎等的辅助治疗适用症：适用症：与生活的联系与生活的联系四、四、ATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用：糖类、脂类糖类、脂类等能源物质等能源物质氧氧化化分分解
21、解转移转移能量能量ADPATP直接直接利用利用+能量能量大脑思考大脑思考主动运输主动运输肌肉收缩肌肉收缩CO2+H2O线粒体线粒体细胞内各部位细胞内各部位放能反应放能反应吸能反应吸能反应合合成成酶酶分分解解酶酶生物放电生物放电+Pi阅读分析教材阅读分析教材P89最后一段后，填写学案。最后一段后，填写学案。3 3ADPADP转变为转变为ATPATP需要（需要（）A A、磷酸、腺苷、能量、酶、磷酸、腺苷、能量、酶B B、磷酸、腺苷、能量、磷酸、腺苷、能量 C C、腺苷、能量、酶、腺苷、能量、酶D D、磷酸、能量、酶、磷酸、能量、酶 1 1、ATPATP中大量化学能储存在（中大量化学能储存在（）A
22、A、腺苷内、腺苷内 B B、磷酸基内、磷酸基内 C C、高能磷酸键内、高能磷酸键内 D D、腺苷和磷酸基连接键内、腺苷和磷酸基连接键内 C C2 2、ATPATP转化为转化为 ADP ADP 可表示如下：式中可表示如下：式中X X代表（代表（A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPiD D过关检测过关检测D D5 5、高等植物体内产生、高等植物体内产生ATPATP的生理过程有（的生理过程有（）A A、呼吸作用、渗透作用、呼吸作用、渗透作用B B、呼吸作用、蒸腾作用、呼吸作用、蒸腾作用C C、光合作用、呼吸作用、光合作用、呼吸作用D D、光合作用、主动运输、光合作用、
23、主动运输4 4、心脏跳动所用的能量直接来自（、心脏跳动所用的能量直接来自（）A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、磷酸肌酸、磷酸肌酸 C C、脂肪、脂肪 D D、ATPATPC C6 6、下列生命现象中不伴有、下列生命现象中不伴有ATPATP消耗的是（消耗的是（）A A、神经冲动的传导、神经冲动的传导 B B、植物吸水、植物吸水 C C、葡萄糖在小肠中被吸收、葡萄糖在小肠中被吸收D D、细胞有丝分裂、细胞有丝分裂 B BD DA A7 7、对于反应式以下提法正确的是（、对于反应式以下提法正确的是（）A A、物质是可逆的，能量是不可逆的、物质是可逆的，能量是不可逆的B B、物质和能量都是可逆的、物质和
24、能量都是可逆的C C、物质和能量都是不可逆的、物质和能量都是不可逆的D D、物质是不可逆的，能量是可逆的、物质是不可逆的，能量是可逆的酶酶2酶酶1三、三、ATP的形成途径和利用的形成途径和利用 主要板书主要板书 左左右：右：ATP分解（利用）：释放能量分解（利用）：释放能量 右右左：左：ATP合成（形成）：需要能量合成（形成）：需要能量为生命活为生命活动供能动供能光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用A-PPP (ATP)(ATP)酶酶IIII 酶酶I IA-PP +Pi+Pi+能量能量(ADP)(ADP)一、一、ATP的化学组成和特点的化学组成和特点二、二、ATP和和ADP相互转化相互转化四、四、
25、ATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATPATP 实践证明，在教学中能否引导学生进入一实践证明，在教学中能否引导学生进入一种最佳的学习情境是教学成败的关键。讲授种最佳的学习情境是教学成败的关键。讲授ATPATP这部分内容，这部分内容，合理应用多媒体课件与传统合理应用多媒体课件与传统的教学模式有机结合，运用多元情景（零钞的教学模式有机结合，运用多元情景（零钞比喻、实验和研究资料分析）引入教学环节比喻、实验和研究资料分析）引入教学环节导入与过渡，运用学案导学与模型建构活动导入与过渡，运用学案导学与模型建构活动相结合方式，相结合方式，可以把复杂的问题具体化，把可以把复杂的问题具体化，把抽象的问题形象化，动中有静，静中有动，抽象的问题形象化，动中有静，静中有动，给学生创设了一种良好的学习氛围，激发了给学生创设了一种良好的学习氛围，激发了学生的学习热情，使他们积极主动参与到教学生的学习热情，使他们积极主动参与到教学中，从而大大提高了课堂教学效益。学中，从而大大提高了课堂教学效益。结结 语语 谢谢 谢！谢！请各位不吝赐教！请各位不吝赐教！