5.2 细胞的能量“货币”ATP 教学设计2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

课题 第2节细胞的能量“货币”ATP 课型 新授课 课时计划 1课时 学习 目标 生命观念：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。 科学思维：通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建，能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义。 科学探究：进行实验设计和实验分析，探究萤火虫发光的直接能源物质，分析得出结论。 社会责任：通过对 ATP 模型的构建，培养学生乐于并善于团队合作，勇于创新的探究精神。 课标 要求 2.2.2解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 学习 重点 ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。 教学 难点 通过ATP与ADP的相互转化的特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 学情 分析 教材第二章《组成细胞的分子》和第四章第二节《主动运输与胞吞、胞吐》的学习，学生对能源物质与物质运输消耗能量有了进一步的了解，这为学习 ATP 这一驱动细胞生命活动的直接能源物质奠定了基础。但是 ATP 的利用中，ATP 的供能机制比较难 ，学生掌握起来有一定的难度，因此应该重点讲解 ATP 为主动运输供能的机制来帮助学生理解。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，利于学生对本节知识的进一步理解。 核心 知识 ATP的结构、功能及特点 教学内容及教师活动设计 学生活动设计 二次备课 【情境导入】PPt展示萤火虫发光图片，让学生有感情朗读唐代诗人杜牧的《秋夕》并体会诗中流萤的情境。 思考：问题探讨 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？ 朗读诗句、思考并回答问题 【资料1】介绍萤火虫发光的原理 思考：1、在细胞内，哪些物质能够提供能量？ 2、萤火虫尾部细胞发光的直接能源物质是什么？ 【探究活动一】探究萤火虫发光的直接能源物质 小组讨论问题并设计实验方案 一、ATP分子是一种高能磷酸化合物 【探究活动二】 ：阅读课本P86页思考以下问题，小组合作运用正确的化学键构建ATP的结构模型（说明构建ATP模型的图形：圆形代表磷酸，五边形代表核糖，长方形代表腺嘌呤）标注结构名称并回答下列问题： 1、ATP的中文名称是什么？ 2、ATP的结构简式如何书写？ 3、ATP的元素有哪些？ 4、ATP简式中A、P、～分别代表什么？ 5、ATP的结构特点？ 6、为什么ATP可以提供能量？ 给出RNA的基本单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸的结构简图，引导学生结合旁栏的“相关信息”中ATP的结构式类比该简图，构建出ATP的结构简图。 教师修正ATP的结构简图：磷酸基团之间的化学键是一种特殊的化学键，用“~”表示。 提问： （1）腺嘌呤和腺苷有什么区别？ （2）类比腺苷三磷酸的简图，腺苷连接两个磷酸基团和连接一个磷酸基团形成的化合物又分别叫什么？ ppt展示图片 ATP、ADP和腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）的区别 ATP的结构特点：不稳定（把磷酸基团比作弹簧，磷酸基团带负电，会相互排斥,使得ATP不稳定） 高能量：1molATP水解时释放的能量高达30.54千焦 提问：为什么ATP可以提供能量呢？ ATP中带负电的磷酸基团之间相互排斥而具有较高的势能，ADP中相互排斥的磷酸基团减少，势能降低，磷酸基团携带着转移的“势能”与其他分子结合，使其变得活跃。 注意：ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP的化学键中。 不同化合物中“A”的辨析 小组讨论回答问题 观察ATP的化学结构图，构建ATP的结构模型 理解AMP、ADP 、ATP之间的关系： AMP：腺苷一磷酸 AMP:腺苷一磷酸 ADP：腺苷二磷酸 ATP：腺苷三磷酸 列表比较、总结 2、 ATP和ADP的相互转化 资料分析，得出结论：ATP在细胞内的含量及其生成速度: 含量少，转化快。 【探究活动三】阅读课本P86页最后一段和P87页，以小组为单位完成以下任务： 1.根据ATP结构模型,请同学们构建ATP和ADP相互转化的结构模型，并写出转化方程式。 2.在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来？ 3.在ATP转化成ADP的过程中，所产生的能量用于哪里？ 4.ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗？ 讲解、讨论分析并总结： 1.转化的过程： 2.思考：ATP与ADP之间的相互转化是可逆反应吗？ （1）从反应条件看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。 （2）从能量来源看：ATP水解释放的能量是储存在特殊化学键中的化学能，用于生命活动；合成ATP的能量来