5.2细胞的能量“货币”ATP教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

教学设计 课程基本信息 学科 高中生物学 年级 高一年级 学期 秋季 课题 细胞的能量“货币”ATP 教学目标 1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点，认同ATP的结构与功能相适应。 2.分析ATP与ADP相互转化的机制，归纳ATP与ADP相互转化过程中能量的来源和去向，解释ATP在细胞生命活动中的作用。 3.通过实验探究、论证探究，发展科学探究能力，分析科学信息能力，养成求真务实的科学态度。 4.关注ATP生活中的应用，并能主动向他人宣传有关 ATP 的科学知识。 教学重难点 教学重点： 1. ATP的化学组成特点及其在能量代谢中的作用。 教学难点： 1.通过ATP与ADP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。 教学过程 【情境导入】 图示ATP荧光检测仪，解释检测仪的工作原理，回顾已有知识，思考：萤火虫（萤光素-荧光素酶体系）发光的直接能源物质是什么。 【活动一】探究ATP的功能 探究萤火虫发光的直接能源物质 材料用具：活萤火虫数只、解剖刀、试管、滴管、葡萄糖、淀粉、植物油、ATP溶液、蒸馏水等试剂（或者其他想要探究的物质）等。 作出你的假设______________________________________________。 实验设计：用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取等份分别装入试管，各加入少量生理盐水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,静置一段时间后荧光消失。（提示：有荧光出现代表有直接能源物质） 加入试剂： 预期实验结果： 实验结论： 是直接能源物质。 思考（结合情境）：为什么在ATP荧光检测仪中，基于萤火虫发光原理体系的发光强度能体现ATP的含量? 【过渡】ATP的结构是怎么样的呢?为什么它能够成为直接供能的物质？ 【活动二】学习ATP的结构，探讨ATP的结构如何适应其功能（直接能源） 阅读教材P86和资料卡1，完成ATP结构的学习。 资料卡1 ①1934年，罗曼发现某化合物在促进磷酸肌酸水解成肌酸的同时自身被分解成腺苷二磷酸（ADP）和1分子磷酸。1935年，罗曼进一步确定这种化合物即腺苷三磷酸（ATP）。 ②科学家用酶继续处理ADP，ADP被分解为磷酸和腺苷，后者可进一步被酶水解为腺嘌呤和核糖。 ③ATP在水解时产物的自由能小于反应物的自由能，整个反应为放能反应。 1.写一写：ATP的中文名称、结构组成、结构简式 2.拼一拼：利用道具尝试拼出ATP的结构模型 3.推一推：推测、完善ATP水解的化学反应式 思考：ATP的结构为什么使它适合成为直接供能的物质？ 【活动三】建构细胞内ATP与ADP相互转化的模型 1. 细胞中只存在ATP的水解过程吗？提出问题，完成论证探究过程。 阅读资料卡2，根据资料卡信息进行推论，对上述问题提出主张。 资料卡2 ① 萤火虫等昆虫干重中，蛋白质约60%，糖类和脂肪一般不到20%，ATP一般不到0.6%。 ② 细菌细胞中ATP含量大约为2×10-18mol。 ③ 人体所有细胞内ATP含量仅2~10mg，仅供3秒的运动所需能量。一个成年人在静止的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解来释放能量；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。 根据资料卡2信息，你的推论是 。 你的主张是 。 根据资料卡3、资料卡4，完善或修正你的主张。 资料卡3 ① 1976年日本研究员Nobuhito等人在人为施加电化学势驱动下，释放自由能，使得含有纯净ATP合酶的囊泡能够利用ADP和Pi合成ATP。 ② 腺苷三磷酸合酶，亦称“ATP合酶”，镶嵌在线粒体嵴膜、叶绿体的类囊体膜和细菌质膜上，是生物体内能量代谢的关键酶。 ③ 19世纪40~50年代，科学家们观察到在细胞呼吸或光合作用期间，线粒体或叶绿体内的ATP浓度明显上升。 根据资料卡3信息，你的推论是 。 资料卡4 用32P标记的磷酸注入活细胞（原活细胞内不存在32P标记的磷酸），迅速分离细胞内的ATP，发现ATP最末端磷酸基团被32P标记，其余磷酸基团在较长时间后才被标记。 根据资料卡4信息，你的推论是 。 完善或修正你的主张： 。 思考（结合情境）：ATP荧光检测仪的使用过程中，为什么ATP的含量可以表明生物的残余量呢? 2.学生补充填写完成下图，建构细胞内ATP与ADP相互转化的模型。 【总结提升】通过分析ATP和ADP的转化过程中能量来源和去向的分析，帮助学生更好地理解ATP是能量的“货币”。 【课堂检测】 1. ATP 是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于 ATP 的叙述，错误的是 （ ） A.细胞质和细胞核中都有 ATP 的分布 B.ATP 合成所需的能量由磷酸提供 C.ATP 可以水解为 ADP 和磷酸 D.正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值相对稳定 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$