2018-2019学年人教版必修1 细胞的能量“通货”──ATP 教案
2018-2019学年人教版必修1 细胞的能量“通货”──ATP 教案第2页

  情感目标

  ①养成学生主动参与的学习态度。

  ②通过对ATP的学习,认同物质是能量的载体以及结构与功能相统一的生物学观点。

  ③对生命系统是一个开放系统,通过与外界的物质与能量的输入与转化而维持生命活动的高度有序性形成认知。

  3、教学重点和难点

  重点:①ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用 ②ATP与ADP的相互转化

  难点:ATP与ADP的相互转化,理解ATP是能量转化的枢纽

  4、教具

  多媒体课件,检测题

  5、课型

  新授课

  6、课时

  一课时

  7、教学过程

教学的组织与引导 学生活动 教学意图 创设情境,导入新课:

情境1:分析玻璃瓶中小球的分布状态

将黑白两色等量的小球放入瓶中随意摇动后观察小球的分布状态,如图所示。假如瓶中有50个黑色小球,50个白色小球,像图甲那样,50个黑色小球分布于上部的高度有序排列方式的几率是1/250。小球不借助外力(如人工整理)而自动排成这样的状态几乎是不可能的。因此对于由瓶和小球组成的封闭系统,小球高度有序的状态是不稳定的,混乱度增加是其变化趋势。

情境2:房间由整洁到零乱再到整洁的图片

说明房间的自然变化趋势总是趋向于零乱,而维持整洁有序需要消耗能量做功。

情境3:类比推理:分析细胞的物质与结构

(1)举例说明细胞是一个高度有序的结构(比如细胞膜,它是以磷脂双分子层为骨架,蛋白质覆盖、镶嵌、贯穿其中)。

(2)细胞如何维持其结构的有序性和正常的生命活动呢?

生物体和细胞不是孤立的封闭的,而是一个开放的系统,能够摄入、转化、利用物质和能量,维持其结构的有序性和正常的生命活动。

观察思考

回忆所学过的知识,思考并回答问题

回忆初中所学的光合作用与呼吸作用的相关知识

由此实例引出热力学第二定律的基本观点:一个孤立的系统,其变化趋势总是由有序到无序

由此实例引出系统的有序性与"能量"有关的问题

由房间类比细胞,使学生能够理解:有序是细胞正常生命活动的基础,而有序的维持需要消耗能量。

引出本节教学核心:能量问题

渗透生物体和细胞是一个开放的系统。为新课中ATP的转化与生成做了铺垫。 讲授新课:

1、与能量问题有关的生命活动

图片展示:细胞的主动运输、蛋白质的合成等需要消耗能量的生命活动。

资料分析,回答问题:与这些生命活动有关的能量来源到底是什么?

实验1:给连续刺激产生疲劳的蛙腓肠肌注入不同的物质,结果发现,注入葡萄糖,腓肠肌不收缩,注入ATP,腓肠肌收缩。

实验2:科学家研究萤火虫的发光机理是:

ATP、荧光素酶、O2

葡萄糖 氧合荧光素

荧光

类比:植物光合作用和植物生命活动可能的能量转化过程

推理:既然ATP是直接能源物质,那么植物合成有机物的直接能源物质也应是ATP,推理植物体内能量转化过程:

植物吸收光能→ATP→有机物合成并转化为化学能→ATP→植物生命活动

2、化学能是细胞内能量的基本形式

类比:由花生体外燃烧释放热能使水沸腾的事实

推理:细胞内有机物质氧化分解释放的能量以什么形式存在从而推动各项生命活动?

3、ATP是放能反应与吸能反应的枢纽

在认可了ATP是直接能源的基础上,以蛋白质的合成(吸能反应),和葡萄糖的氧化分解(放能反应)为例,使学生理解生物体内的能量转化过程以及ATP是吸能反应与放能反应的枢纽,即能量"通货"。

葡萄糖 蛋白质

放能 吸能

CO2+H2O ATP 氨基酸

问题:ATP具有怎样的物质组成与结构,使其能够成为能量"通货"?

4、ATP的化学组成和特点,与ADP的转化

ATP结构简式:A--P~P~P

分析:ATP含有的三个带相同电荷的磷酸基团,使得它们之间既连接又有一定的排斥作用,所以ATP是活跃的、不稳定的。于是"~"特别是远离腺苷的"~",也容易断裂,从而使磷酸基团转移,生成ADP,释放能量。

材料分析:ATP和ADP的相互转化

回忆相关知识

观察分析实验,思考问题

尝试推理植物体内的能量转化

分析实验并思考能源物质在体内"燃烧"与体外燃烧的区别

观察图示,理解ATP在能量转化中的作用

将已学知识与本节课讨论的能量问题结合起来,降低学习难度,符合学生认知规律。

启发学生回忆学过的能源物质

通过实验观察,得出动物生命活动的直接能源物质是ATP的结论

由动物生命活动类比植物生命活动,推理得出植物生命活动的直接能源及植物体内能量转化过程。

通过类比推理,既可使学生对所学知识举一反三,实现能力迁移,又可使学生掌握通过类比推理解决问题的思维方法。

通过类比推理,化抽象为具体,有利于学生认识到生物体内是一个等温系统,细胞内有机物质氧化分解不可能全以热能释放,也不能利用热能进行生命活动。从而推出:化学能是细胞内能量的基本形式

通过图示使学生理解ATP放能反应与吸能反应中的的枢纽作用,由此得出ATP是能量"通货"的结论。

使学生进一步从分子结构的角度理解ATP为什么能成为能量"通货"。

通过了解ATP的不稳定性与活跃的分子特点,有利于学生理解ATP与ADP的转化。

将ATP化学组分及特点放在最后介绍既可以做一节课知识的总结,又可给学生渗透物质是能量的载体,以及结构与功能相统一的生物学观点

总结ATP和ADP的相互转化