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

细胞的能量“货币”ATP 教学设计 教学目标 1. 通过观看葡萄糖溶液和ATP溶液对于牛蛙腓肠肌收缩影响的探究实验，学生能够说出ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。（科学思维） 2．通过观察和构建ATP结构模型，学生能够阐述ATP的化学组成和结构特点，认同ATP结构与其功能相适应的生命观念。（生命观念） 教学内容 教学重点： ATP的化学组成及结构特点 教学难点： ATP分子结构中的特殊化学键及ATP水解过程伴随能量的释放 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 【视频播放】 “刚刚激烈的几个来回一下子让我们回到了今年10月份在成都举办的世界乒乓球团体锦标赛（决赛）的现场，相信同学们也被马龙的精彩表现所震撼。” 提问：那挥臂动作的潇洒完成离不开肌肉收缩等生命活动，那么同学们知道，细胞内哪些物质能够为肌肉收缩直接提供能量呢？ 观看视频，思考问题 通过国球以及激烈的比赛视频，创设情境，从而激发学生的好奇心和学习兴趣。 理解ATP是肌肉收缩等生命活动的直接能源物质 “接下来我们一起观看实验视频一探究竟吧！” 【播放“葡萄糖溶液和ATP溶液对牛蛙腓肠肌收缩的影响”】 提问：通过探究实验，同学们观察到哪些实验现象？可以得出什么实验结论呢？ 学生认真观看实验视频，思考并尝试总结回答。 通过播放实验视频，直观的将葡萄糖溶液和ATP溶液对肌肉收缩的影响直观的展示出来，有利于学生在微课中，体会探究实验的过程及直观理解ATP对肌肉收缩的影响和作用。 理解ATP的化学组成及结构特点 1.展示ATP的结构式，引导学生观察其元素组成、分子组成。 【过渡】“那ATP到底是什么物质，其结构如何？可以使得其直接为肌肉收缩提供能量呢？” “这是ATP的结构式，通过观察，我们不难看出其元素组成是C、H、O、N、P，元素构成了一分子腺嘌呤、核糖还有三个磷酸基团。其中一分子腺嘌呤和核糖可以构成——腺苷，是一种糖和其他非糖物质连接而成。这也提示出其中文名称——腺苷三磷酸，英文全称是adenosine triphosphate，英文简称为ATP，A是指腺苷，T是triple 3倍的意思，P是磷酸基团。 2.ATP结构简式 “ATP的结构式较为复杂，我们平时可以书写其结构简式，可以看到腺苷和磷酸基团以及磷酸基团之间出现不同的化学键，短横线为普通化学键，而波浪线表示特殊化学键” 3. 同桌讨论，利用不同的符号表示ATP的小分子，构建ATP结构模型 “假设蓝色方框A表示腺嘌呤，这两种五边形表示五碳糖，圆圈P表示磷酸基团，请同学们尝试构建ATP的结构模型，并给你的模型进行解说” “同学们一致认为小华同学们的模型最为准确，我们来一起听听他的解说吧。” 4.进一步理解ATP的结构模型以及ADP分子。 “其实在搭建ATP结构模型时，同学们还构建了其他相关分子结构，接下来让我们一起认识一下它们吧。” 教师逐一讲解模型搭建过程中的不同分子组成，包括腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤二磷酸（ADP）以及ATP。 【及时练习 加强辨析】以游戏互动的方式—拆盲盒，教师出示不同腺嘌呤和其他分子组成的分子结构，与ATP中的分子结构进行辨析。 5.ATP的结构特点——高能量、不稳定 【过渡】“刚刚同学们认识了ATP的结构简式及模型，也都注意到了两个特殊化学键，那它们对于ATP分子到底有何特别之处呢？” “其实相邻的磷酸基团之间因为带有同种的负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，有较高的转移势能。我们可以将两个特殊化学键看作两个被压缩着的弹簧，积蓄着能量。在有水的参与下，酶可以催化ATP发生水解，最外面的磷酸基团会离开和其他分子结合，如果没有结合就称为游离的磷酸，以Pi表示。”提问：那剩下的分子构成什么物质呢？ 对，就是ADP, ADP分子结构中减少一个不稳定的特殊化学键，更加稳定。我们可以发现ATP水解过程同时会释放出能量，高达30.54Kj/mol，所以ATP是一种高能磷酸化合物。 提问：那根据ATP水解释放能量的过程，同学们可以尝试总结一下ATP的结构特点吗？ 同学们的回答都比较接近了，其实就体现出了ATP的不稳定和高能量。 学生观察ATP结构式，分析出其元素组成、分子组成等。 学生在书上标注出普通和特殊化学键。 学生同桌之间互相讨论，尝试构建ATP结构模型。 学生根据教师的引导，认识不同分子构成的其他化学结构。 学生积极完成互动游戏，辨析字母A的不同的含义。 认真听讲，并联想弹簧压缩和释放时的生活场景。 尝试回答 尝试用自己的话语进行总结 通过结构式的直观展示，学生可以直接分析，容易理解。 通过同桌合作，模型构建，培养学生的科学思维和合作学习能力。并且通过自主构建，加深ATP结构的理解。 结合搭建