资源简介

(共24张PPT)
第2节细胞的能量“货币”ATP
第五章 细胞的能量供应和利用
人教版 高中生物必修一
细胞的能量货币ATP
教材分析 学情分析 教学目标及重难点 教法学法 教学过程 教学反思 板书设计
糖类的功能，核酸的结构，酶的相关实验设计等内容
基础
细胞呼吸和光合作用
铺垫
课标要求：解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
支持
支持
支持
2.2.1说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响
（次位概念）
2.2.2 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
2.2.3 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能
2.2.4 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为
（重要概念）2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域
（大概念）概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增值
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ATP是细胞生命活动中的直接供物质
ATP的结构适于为细胞直接供能
细胞通过ATP与ADP的迅速相互转化，保证了能量的持续供应。
2.2.2 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域
重要概念
一般概念
次位概念
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对糖类与脂肪的功能和核酸的结构有一定认识和理解。
具备一定的信息提取、归纳概括，逻辑推理，实验设计能力和模型建构能力。
概念陌生抽象；利用科学方法进行综合分析能力不足，思维有一定局限性。
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高一学生
（1）通过设计实验探究细胞的直接能源物质，发展科学探究能力。（2）通过ATP化学结构及其功能的学习，认同ATP的结构与其功能相适应的生命观念。
（3）尝试用物质与能量观建构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。
（4）关注ATP在社会生活中的应用，主动向他人宣传与ATP有关的科学知识。
教学目标
教学重难点
教学重点: ATP的化学组成和结构特点及其在能量代谢中的作用。
教学难点: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。
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突破
情境—问题—活动
论证式教学
主要理论指导：论证式教学
提出问题
提出主张
完善主张
证据
（已有知识）
证据
（科学史、事实等）
支持
反驳
支持
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其他教学方法：直观教学法、讲授法等。
学法：合作探究、模型构建、讨论法等。
理论指导：论证式教学
提出问题
证据
完善主张
1、是什么物质为肌肉收缩直接供能？
实验证据
1、ATP为肌肉收缩直接供能
2、 ATP结构具备哪些特点才能为肌肉收缩直接供能？
3、 ATP如何为肌肉收缩供能？还可以用于哪些生命活动呢？
4、机体内ATP如何满足长时间运动的需要？
2、ATP是一种高能磷酸化合物
3、ATP远离腺苷的特殊化学键断裂释放能量用于肌肉收缩。
4、ATP与ADP可以互相转化，并且处于动态平衡中。
模型证据
资料/实验证据
资料证据
教材分析 学情分析 教法学法 教学目标及重难点 教学过程 教学反思 板书设计
教材分析 学情分析 教法学法 教学目标及重难点 教学过程 教学反思 板书设计
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
情境分析1：校运会上学生各显神通，为了班级和自己的荣誉奋勇拼搏，运动过程中涉及多组肌肉的收缩，而肌肉需要消耗能量，那么是什么物质为肌肉收缩直接供能？
提出问题
提出主张
葡萄糖/ATP为肌肉收缩直接供能。
任务1：探究葡萄糖/ATP是肌肉收缩直接供能物质？
请以小组为单位讨论后提出主张，并利用以下实验材料设计实验进行证明，预测实验结果和结论。
材料：新鲜的蛙坐骨神经—腓肠肌、任氏液、适宜溶度的葡萄糖溶液，适宜溶度的ATP溶液，锌铜弓等；
（1）坐骨神经—腓肠肌是否本来就含有直接能源物质？若有应如何去除其对实验的影响？
（2）应设计几组实验？如何控制实验的自变量？观测指标是什么？
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
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任务1： ：探究葡萄糖/ATP是肌肉收缩直接供能物质？
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
课堂探究过程：
①学生讨论并设计实验方案，预测实验结果
组别 实验材料 实验处理 预测实验结果 预测实验结论
1 蛙的腓肠肌 等量且适宜的任氏液
2 蛙的腓肠肌 等量且适宜的葡萄糖溶液 3 蛙的腓肠肌 等量且适宜的ATP溶液 ②教师播放真实的实验结果视频，学生对照自己预测的实验结果，进一步得出结论。
ATP为肌肉收缩直接供能。
设计意图:通过设计探究实验，运用证据推理环节，培养逻辑思维能力的同时达成目标1：ATP是细胞生命活动的直接能源物质。
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素养落实:生命观念（物质与能量观）科学思维（演绎推理，逻辑思维）科学探究（设计与分析实验）
情境分析2：ATP结构具备哪些特点才能为肌肉收缩直接供能？
任务2：阅读P86页“ATP是一种高能磷酸化合物”，结合资料证据，以小组为单位，提出主张:
资料1：1934年,罗曼发现某化合物可促进磷酸肌酸水解成肌酸，同时自身被分解成腺苷单磷酸(AMP)和2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）。
资料2：科学家用核苷酸酶处理AMP，其 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。
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成。
提出问题
提出主张
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任务2：模型建构
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
利用给定的卡片构建出腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸和ATP结构模型。
腺嘌呤
胸腺嘧啶
鸟嘌呤
胞嘧啶
尿嘧啶
核 糖
脱氧核糖
磷酸基团
普通化学键
特殊化学键
趣味性
挑战性
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任务2：模型建构
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
观察分析
初建模型
展示交流
互评互助
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修正错误
完善模型
修正
设计意图:通过模型的合作建构与交流，化抽象为具象，培养学生模型建构的思维方法，完成目标2和重点的突破。
提出主张
完善主张
素养落实:生命观念（物质与能量观）科学思维（物理模型构建）
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
提出问题
提出主张
主张：ATP中两个特殊化学键均能断裂供能。
情景分析3：ATP是肌肉收缩的直接能源物质，那ATP如何为肌肉收缩供能？
资料3：α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置( A-Pα - Pβ -Pγ),现有甲乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团。乙组用32P标记γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。
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完善主张：ATP远离腺苷的特殊化学键更不稳定，易断裂，释放能量为肌肉收缩供能。
提出主张
完善主张
追问：ATP水解释放的能量还可以用于哪些生命活动呢？
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
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情境分析4：长跑过程中肌肉长时间的收缩需要消耗大量的ATP，机体内ATP如何满足长时间运动的需要？
机体中ATP水解足以保证能量大量供应。
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
提出问题
提出主张
矛盾：成年人体内ATP的总量约2~10 mg，在活动的状况下ATP的消耗可达0.5 kg/min ;在安静状态时，肌肉内ATP的所释放能量只能维持肌肉收缩1~2 s。
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情境分析4：长跑过程中肌肉长时间的收缩需要消耗大量的能量，机体内ATP如何满足长时间运动的需要？
机体中ATP水解足以保证能量大量供应。
任务3：阅读与分析以下资料并回答相应问题
资料4:人体每个细胞每秒钟可以合成约1000万个ATP，且同时有等量的ATP被水解成ADP，氧化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后3-6 min内死亡。 。
资料5：用32P标记的磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。
（1）资料4说明了什么？
（2）资料5说明了什么？合成ATP需要什么原料？写出ATP合成的反应式。
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
提出问题
提出主张
完善主张
提出主张
ATP与ADP可以互相转化，并且处于动态平衡中。
设计意图:通过问题驱动，扫清认知障碍，丰富知识背景和发展思维的同时，达成目标3和难点的突破。
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素养落实:生命观念（物质与能量观,稳态与平衡观）科学思维（逻辑思维）
提出问题
提出主张
完善主张
证据
证据
追问：在ADP转化为ATP的过程中，所需能量从何而来？为什么说ATP是细胞的能量“货币”？
任务4：阅读教材P87和P89的相关内容,分析以下资料,并将ATP与吸能/放能反应概念图补充完整。
资料6：20世纪中叶,赫尔曼等科学家发现,在细胞呼吸和光合作用期间,线粒体或叶绿体中的ATP含量明显上升。
ATP
ADP
水解
合成
能量
反应
反应
主动运输
物质合成
肌肉收缩
……
Pi
生物发光
呼吸作用
光合作用
Pi
能量
放能
吸能
提出问题
提出主张
设计意图:建构概念模型，培养归纳与总结能力的同时帮助学生整体理解与分析“ATP是能量货币，是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
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提出主张
完善主张
素养落实:生命观念（物质与能量观,结构与功能观）科学思维（归纳概括，概念模型构建）
情境回归、总结应用：
根据本节课所学，请从结构功能观的角度尝试解释为什么运动会期间，在跑步之前运动员要提前饮用一定量的葡萄糖溶液，而不是直接饮用ATP溶液呢？
课后作业
根据本节所学内容，查阅资料，说出科学家是如何培育出荧光树的？你还能说出ATP的知识在生活中有哪些应用？
荧光树
教材分析 学情分析 教法学法 教学目标及重难点 教学过程 教学反思 板书设计
设计意图:关注生物知识在社会生活中的应用，落实社会责任。
教材分析 学情分析 教法学法 教学目标及重难点 教学过程 教学反思 板书设计
教学特色：
1.情境教学：一境贯穿 情境——问题——活动（探究实验、资料证据、科学解释），落实学科核心素养;
2.开展实验设计、模型构建、资料分析等多种活动，促进学生概念构建的主动发生;
3.以论证式教学为基本教学模式，体现学生的主体地位，促进思维与能力的多元发展。
不足：
1、课堂中的探究实验未能做到现场演示，使得学生缺少更为真实的情境体验。
2、由于主客观因素，对学生学习情况预判可能存在一定的偏差，对课堂时间和效果的把控造成一定的影响。
教材分析 学情分析 教法学法 教学目标及重难点 教学过程 教学反思 板书设计
中文名称:腺苷三磷酸
功能：直接能源物质
结构简式：A-P∽P ∽ P
水解
合成
放能反应
吸能反应
请各位专家批评指正！
谢谢！

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