资源简介

细胞的能量“货币”ATP
【教材分析】
本节课选自人教版普通高中《生物学必修1分子与细胞》第5章第2节《细胞的能量“货币”ATP》。第5章包括4节内容，其中第2节细胞的能量“货币”ATP在教材中处于关键地位，作为建构“细胞的生存需要能量和营养物质”大概念的重要概念，本节对“物质与能量”生命观念的形成具有其他内容不能替代的地位和作用。本节课是在学生学习了糖类、脂肪、酶等有机物的相关知识之后，要求学生能从ATP是一种高能磷酸化合物、ATP与ADP可以相互转化和ATP的利用等方面解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，进而形象地理解能量通过ATP在细胞内各种化学反应之间流通，并为细胞呼吸、光合作用等重要生理过程做铺垫。
【学情分析】
本节课的学习对象是高一年级学生，同学们已经掌握了细胞中的有机物——蛋白质、糖类、脂肪等，但不清楚哪种物质能为细胞的生命活动直接提供能量。该阶段学生具备一定的归纳概括和实验设计的能力，但对ATP和ADP这两种细胞内重要的化合物相对陌生、对ATP与ADP如何转化和ATP如何供能的抽象过程难以理解。基于此，我将通过实验，模型和资料等丰富的证据引导学生进行分析推理进而构建重要概念，发展学生的的科学思维。
【核心素养目标】
1.生命观念：能用“结构与功能观”解释ATP的化学结构与其功能“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”是相适应的。
科学思维：运用模型与建模的科学方法构建ATP与ADP的相互转化的模型，理解ATP的合成和水解伴随着能量的吸收和释放。
科学探究：能按科学探究的一般步骤，小组之间交流学习，合作设计实验方案探究细胞的直接能源物质，发展科学探究能力。
社会责任：关注ATP相关知识在社会生活中的应用，树立科学服务于社会的意识，增强社会责任感。
【教学重难点】
重点：ATP的结构和功能。
难点：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。
【教法与学法】
教法：演示法、模型建构法、设问引导法。
学法：自主学习法、合作探究法、观察归纳法。
【教学准备】
自制教具、PPT、视频、导学案等。
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境 导入新课（2min） 展示谜语，设疑:猜一猜它是什么生物？巧妙导入新课。萤火虫尾部细胞可以发出荧光，萤火虫发光的生物学意义是求偶。 聆听联想，猜谜语。 设置谜语，从学生熟悉的自然界现象出发创设情境，激发学习热情。
二、引导探究 ATP是直接能源物质（3min） 提出问题：萤火虫发光需要能量，什么物质为萤火虫的发光直接提供了能量？ 播放实验视频，提醒学生根据实验视频思考以下问题：①为什么第一次往 4 支试管中加入等量的萤火虫尾部发光器粉末和蒸馏水后需静置 15 分钟？②实验最终只有加入 ATP 溶液的试管才再次出现荧光现象，说明了什么？ 学生依据自己的知识储备做出假设，观看视频验证假设。 以问题为导向，激发学生的学习兴趣。实验视频增加了教学的直观性。
三、构建模型 ATP的结构（13min） 设疑：为何 ATP 可以直接为（萤火虫尾部）细胞的（发光）生命活动提供能量？ ATP 有哪些与功能相适应的结构特征？为了解决这个问题，我们需要一起来构建ATP的结构模型。 ①学生自学 请同学们阅读教材P86第三自然段，明确ATP的中文名称、ATP的元素组成、ATP的结构简式和ATP的化学组成。时间：3min。 ②组内互学 给每组学生代表各种物质和化学键的卡片。学生小组合作构建ATP的结构模型。每组组长兼职导演指导组员完成ATP结构模型的展示。时间：5min。 ③成果展示，师生齐学 请其他组成员上台修正模型图，对ATP结构模型进行讲解。时间：2min。 ④归纳提炼，教师导学 从这个活动可以看出，大家已经认真阅读了教材，充分发挥了小组的合作学习。下面，老师也来讲讲自己对于ATP的认识。老师通过精炼的语言讲解ATP的分子组成及结构特点，强调此处“A”代表腺苷以及势能的含义并写出ATP水解的反应式。时间：3min。 阅读教材，寻找答案。 小组学生合作构建模型。 展示成果并回答相关思考题,掌握ATP的基本结构。 将笔记写在书上。 培养学生独立思考，自主学习的能力 自制教具增强教学的直观性，小组合作培养合作学习的能力 教师点拨易错易混点，加深学生的记忆。
四、模型深化 ATP的利用（5min） 设疑：ATP除了可以给萤火虫尾部细胞发光提供能量外，还可以为细胞的哪些生命活动提供能量？展示图片举例：①在解数学题时，大脑思考需要消耗能量；②运动员运动时，肌肉收缩需要消耗能量；③部分生物，如萤火虫的发光，电鳗的发电需要消耗能量；④钙离子在细胞内的主动运输需要消耗能量；⑤葡萄糖与果糖合成蔗糖需要消耗能量。 教师利用动画演示ATP 为主动运输供能的过程，提醒学生观看过后用简洁科学的语言描述该过程。 阅读教材，归纳细胞各项生命活动中的放能反应 学生上台展示并发言 展示情境图片后，培养学生归纳能力 培养学生获取信息的能力
五、模型完善 ATP与ADP可以相互转换（10min） ATP 水解后会形成什么物质？是否还可以重新组合形成 ATP ？教师展示两则资料并提问： 1.在某个特定的时间下，ATP在人体中的含量是高还是低？ 2.ATP在人体中的含量很少，如何持续供应人体的生命活动需求？ 学生回答问题后，教师联系生活实际，通过动画配音等活动模拟ATP中的能量去向，形成物质与能量、结构与功能相适应的观念。 引导学生依据教材和动画内容小组合作，用模型模拟 ATP 与 ADP 的动态转化过程 思考回答 观看视频 小组合作，模拟动态过程 设置悬念，引发认知冲突 增加学生的感性认知 充分调动学生动手动脑的能力
六、提升素养，落实社会责任 （3min） 教师升华:生命现象是美丽的，生命充满着各种奥秘，看似平常的一些生命现象的背后，它的科学原理可能需要科学家们长期不懈的探索才能发现的。那么我们通过探索生命的奥秘，有助于我们人类更好地生存，也有助于人与自然和谐的相处。通过探索和研究生命现象，我们可以更好地认识生命、探索生命和敬畏生命。但是现在乡间田野萤火虫越来越少，可能与什么因素有关？作为青少年的我们能做些什么？ 思考发言 联系实际，提升学生的社会责任感。
七、课堂小结 （3min） 围绕板书，指导学生完成本节概念图的填写。 当堂习题检测：请同学们拿出手中的纸笔，接受今天的挑战，运气与实力并存哟。 填写概念图，选题作答。 提升学生整合知识的能力，及时巩固和反馈练习。
八、布置作业 （1min） 布置课后作业：请同学们结合今天所学的内容，为ATP撰写一份简历，100字左右，语言简洁，通俗易懂。 独立完成作业 课后撰写ATP简历，巩固所学知识。
【板书设计】
5.2 细胞的能量货币“ATP”
一、ATP是直接能源物质 三、ATP的利用
二、ATP是一种高能磷酸化合物 四、ATP与ADP可以相互转化
1.ATP的分子组成和结构简式 五、ATP在生活中的应用与科技前沿
2.ATP的水解
【教学思考】
亮点：采用了视频的直接展示和小组物理模型构建法，让学生更加直观的明了ATP的结构和功能，ATP和ADP相互转化的过程，从而突破本节重难点。
不足：学生对日常生活中ATP的实例了解不多，可能会出现所涉及内容学生会感觉到陌生，可以在课后丰富学生的知识。

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