5.2细胞的能量“货币”ATP教学设计2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

第2节 细胞的能量“货币”ATP教学设计 教学目标 1.通过对ATP化学组成和结构特点的学习，认同ATP的结构与其功能相适应。 2.通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建，能解释ATP是细胞中的能量“货币”的原因，及相互转化的意义。 3.通过对生活实例的讨论分析，能说出细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量。 教学内容 教学重点： 1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。 教学难点： 1.ATP与ADP相互转化过程中的能量来源和去路，解释 ATP是细胞生命活动的直接能源物质。 教学过程 学习 任务 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境 导入新课 朗诵唐代诗人杜牧《秋夕》体会诗中流萤的情境。 针对萤火虫的发光机理让学生质疑。 引入本节课的课题 小组讨论： ⒈萤火虫发光的生物学意义是什么？ ⒉萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ ⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ 激发学生的好奇心和学习兴趣。 激励学生质疑，提高学习的主动性。 理解“ATP是生命活动的直接能源物质” 萤火虫发光需要细胞提供能量，这些能量是什么？ 【知识回顾】生命活动主要的能源物质是什么？ 细胞内良好的储能物质是什么？动物细胞内糖类的储能形式是什么？在细胞中，除了糖类，脂肪，还有没有其他和能量供应有关的物质呢？ 【探究活动一】：实验设计（3分钟） 探究：促使萤火虫发光的直接能源物质是什么？ 实验材料和用具：萤火虫数十只（用适量荧光素和荧光素酶替代模拟），蒸馏水，葡萄糖，脂肪、蛋白质、ATP及必要实验器材。 注意：对照性原则、单一变量原则、等量性原则 【过渡】 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，应具有怎样的结构呢？ 学生分组思考讨论后进行实验设计。 方案： 取五支试管编号1、2、3、4、5号。 2.在五支试管中各加入2ml的荧光素和荧光素酶溶液。 3.分别在五支试管中加入2ml的蒸馏水，葡萄糖溶液，植物油、蛋白质溶液和ATP溶液。 4.置于黑暗环境中，观察试管中是否发出荧光。 预测实验结果：1、2、3、4四支试管中均无荧光出现，5号试管中有荧光出现。 结论：ATP是萤火虫发光的直接能源物质，葡萄糖和脂肪等都不是。 通过实验设计培养学生的科学思维和科学探究核心素养。 理解ATP化学组成的特点 【探究活动二】：构建ATP的结构模型。 阅读教材P86～87，解决以下问题： 1.ATP的元素组成 2.ATP的全称是什么? 3.请用方片表示腺嘌呤，用五边形表示核糖，用圆片表示磷酸，构建ATP分子的结构模型。 4.ATP结构简式中 A代表？P代表？～代表？ 5.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物 强调“~”，联系物理知识解释该特殊的化学键:ATP中相邻的两个磷酸基团都带负电荷，同种电荷会相互排斥，因此这种化学键不稳定。尤其是远离腺苷的那个末端的磷酸基团，有一种离开ATP而与其他分子相结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。 ATP就如同一个被压缩了的弹簧，分子内部具有较高的转移势能。当压缩的弹簧松开，就如同特殊化学键断裂，此时能量被释放。 【过渡】 ATP水解释放能量后转化为什么物质了？ 观察ATP的化学结构图，利用图片材料，构建ATP的物理结构模型。 回答问题并整理知识： 1.ATP仅含C、H、O、N、P五种元素 2. 3.ATP中，A代表腺苷、T代表三、P代表磷酸基团。 学生理解AMP、ADP、ATP之间的关系。 AMP：腺苷一磷酸。 ADP：腺苷二磷酸 ATP：腺苷三磷酸 ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。 4.学生思考并分析ATP是一种高能磷酸化合物的原因。 学生通过资料分析、阅读药物说明及构建ATP物理模型，加深对ATP分子结构的理解。通过类比弹簧，使学生认同ATP是一种高能磷酸化合物。初步形成物质的功能与结构相适应的观念。 认识“ATP和ADP可以相互转化” 【资料分析】一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为40kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min；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；在正常人体中ATP和ADP的总量很少，且基本保持一定，大约为2mg～10mg。 【思考】： （1）生物体内ATP含量有什么特点？ （2）ATP会不会出现供不应求的情况？为什么？ 【探究活动三】：构建ATP与ADP相互转化的模型 以小组为单位，进行活动 阅读P87-P89,解决以下问题： 1.尝试写出ATP合成和水解的反应式 2.形成ATP的能量来源有哪些？ 3.ATP中的能量可用于哪些生命活动？ 4.ATP与ADP相互转化的过程是否可逆？ 【过渡】 ATP中释放的能量到哪里去了？是怎样为生命活动供能的？ 1.通过资料