资源简介

《主动运输与胞吞、胞吐》教学设计
一、教材分析
本节内容来自人教版（2019版）高中生物学教材必修1第5章第2节，主要包括了ATP的结构特征、ATP与ADP的转化、ATP的利用这三方面。是学生在已经掌握了细胞的分子和结构组成、酶的本质和特性的基础上来学习的，本节课的知识是联系细胞的结构与细胞生命活动的桥梁，因此学好本节课对于后续呼吸作用和光合作用的学习具有至关重要的作用。
二、学情分析
学生到了高一阶段，有较强好奇心以及学习新知的积极性，具备一定的逻辑思维能力和实验设计能力。经过前面几章的学习，初步形成了生物体结构与功能相适应的理念，对于学习ATP的供能原理有很大帮助，并且他们在初中阶段已经有了比较丰富的知识基础，了解不少有关能量变化的生命活动，只是对其内在规律缺乏认识，需要加强梳理点播。
三、教学目标的确定
在普通高中生物学课程标准中，与本节有关的内容要求是：解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。结合课标要求、学业要求、教材内容和学生情况，围绕培养学生核心素养的要求，制定了如下教学目标：
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，能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义；
3、通过ATP是导致萤火虫发光的直接能源物质的探究，掌握观察、提问、实验设计能力，掌握科学探究基本思路和方法；
4、通过对生活实例的讨论分析，能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因。
四、教学重点难点
教学重点：
ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用，ATP与ADP的相互转化。
教学难点：
通过ATP与ADP相互转化的特点，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质的实验设计和解释。
五、教学设计思路
本节课采用基于实验设计与分析的探究教学，引导学生通过控制变量法设计对照实验探究使萤火虫发光的直接能源物质，促进学生掌握实验条件的选择、操作、控制及优化。教学中为学生提供了“ATP的结构和功能”相关内容的资料分析，学生在教师的指导下，通过感知、体验、实践、合作等方式，达成教学目标，初步建立生物学的物质和能量观。
六、教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境，导入新课 观看萤火虫发光奥秘解读的视频，引导学生总结发光原理，并思考考问题：细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 温习糖类、脂肪相关知识点，并根据以往知识，排除脂肪为萤火虫发光直接提供能量的可能。 展示ATP片剂和说明书，讲述ATP药物的作用及化学性质。 观看视频，总结原理、思考并回答问题。 享受美的视觉的同时，思考发光原因。激发学生的学习兴趣，渗透热爱自然和生命的情感。展示实物，增强真实感和可信度，激发学生学习的热情。
任务1：探究使萤火虫发光直接能源物质是什么？ 【实验探究】 以小组为单位进行活动。提出问题：如何设计实验，探究细胞内的直接能源物质。引导学生从实验的对照、等量、单因子原则等方面进行实验设计。 讨论设计实验方案 观察实验现象，得出实验结论。 通过探究性实验的拓展设计与思考，提高学生的科学探究的能力，锻炼学生科学思维。 通过实验现象呈现，利于学生得出结论。
任务2：ATP结构模型的建构 【温故学新】 模型复习腺嘌呤核糖核苷酸，同时表示ATP的组成成分是与其极为相似的。 投影展示ATP化学结构式，初步认识ATP的元素及成分构成以及腺苷三磷酸的名称由来。 提供磷酸基团、核糖、腺嘌呤的卡纸材料包。 学生进行模型的构建，并让一名学生进行讲台演示。把图片按一定的顺序贴在黑板上讲解ATP中磷酸基团之间化学键的异同，同时运用小球与弹簧模型解释ATP中特殊的化学键不稳定的原因。 对学生展示的ATP模型进行评价反馈与修改,介绍A-P～P～P结构简式，讲解AMP、ADP与ATP之间的关系。 【巩固拓展】 利用知识卡片，巩固拓展不同“A”的不同含义。 运用小球与弹簧模型，引出ATP可水解释放能量，给出资料水解释放能量20.92KJ/MOL以上的化合物叫高能化合物，理解ATP是一种高能磷酸化合物。 通过复习同时结合化学结构式，初步认识ATP。 在初步认识ATP的基础上进行模型构建。 通过弹簧模型演示，示意特殊化学键的不稳定。 对比正确模型，进行反思修正。 通过对ATP模型构建、弹簧模型演示末端磷酸基团具有较高转移势能，进一步将ATP从抽象化为现实，渗透化学相关知识。 基于模型的修正与结构简式，加深理解ATP这一概念，理解ATP是一种高能磷酸化合物。
任务3：ATP与ADP的相互转化分析 资料：1.把少量A-P~P~32P加入到酵母抽提液中，几分钟内大约一半的32P放射性活性出现在游离的磷酸中。 2.如果用32P标记做A-P~32P~P同样的实验，则在游离的磷酸中没有32P放射性。 根据资料，推测ATP水解反应式？ 3.一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kgATP分解；体内细胞ATP总量仅有2～10mg，剧烈运动时只能维持3s。机体是怎样来解决这一矛盾的？ 5.经测定，每个细胞每秒钟有1000万个ATP被分解且同时有约等量的ATP合成。 从水解来看，合成ATP需要哪些原料？ 6.葡萄糖加酵母提取液的实验结果展示，植物在光照条件下，叶绿体中能合成ATP，也能制造有机物，在无光条件下，则都不能合成。 根据资料，说出合成ATP的能量来源。 【过渡】 ATP水解释放的能量又被利用在哪里呢？ 学生根据给出的两则资料，分析回答问题 小组讨论并进行ATP水解和合成模型构建。 在分析资料的同时学会运用矛盾分析法观察和处理问题。应用启发式教学，层层深入，引发学生思考。 基于资料事实，加强分析解决问题能力。
三、ATP的利用 例举实例，同时了解ATP中的能量主要转化成光能、电能、机械能、化学能等六种能量。 以熟知的主动运输为例，播放视频讲解展示ATP是如何供能的，同时思考问题： 1.载体蛋白在其中承担什么作用？ 2.蛋白质分子磷酸化后能参与各种化学反应的原因？ 举例讲解吸能反应与放能反应，辩证看待两个对立的反应，同时引出这两个反应与ATP水解与合成的关系。能量通过ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。 补充列举生活中关于ATP利用的实例。 通过视频及思考分析，回答。 认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。 形成认知冲突，吸能反应、放能反应两者在物质与能量的角度来看是具备对立性的结合对生命活动的把握，体会辩证思维的特征。
四、ATP接轨生活和科技 荧光树的设想 1.荧光海发光原理与萤火虫发光原理相同吗？ 2.有何生物学意义？ 对荧光海现象进行深入探究，了解其背后的生物学意义。
课堂小结
教学反思
本节内容以发展学生的生物学学科核心素养为目标，遵循学生的认知规律，逐步引导学生认识ATP的结构和功能，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。增加探究细胞直接能源物质是什么的实验，培养学生科学探究能力，并总结科学探究的一般步骤。逐步培养学生的科学思维。

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