科学·技术·社会　酶为生活添姿彩课程导入及其完整教案

细胞的能量“通货”-ATP 教学设计

【教材分析】

必修1第二章学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了主要能源物质、储能物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质作了铺垫。必修1第三章以及初中时学生也已经接触了有关光合作用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。《细胞的能量“通货”——ATP》是高中生物（新课标人教版）必修I《分子与细胞》第5章《细胞的能量供应和利用》中第2小节的内容。本节内容主要介绍ATP的

分子组成和结构特点、ATP与ADP的相互转化以及ATP在能量代谢中的作用3个方面的内容。本节教学内容相对较少，但是各部分内容的联系与渗透十分典 型，需要综合理解与应用。同时，该节内容在《细胞能量供应和利用》一章中的承接作用相当明显，学习好本节内容，有助于帮助学生更好掌握后面包括细胞呼吸、光合作用等知识。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。这是个很重要的知识点，高考经常考的考点之一，通过学习本节知识，培养学生的阅读和分析能力。[ 【三维目标】

1.知识与技能

：

（1）简述ATP的化学组成和特点

（2）写出ATP的分子简式，ATP与ADP的相互转化式

（3）解释ATP在能量代谢中的作用

2.过程与方法

： （1）通过学生阅读教材和分析教材，培养学生的阅读能力和分析能力

（2）通过对萤火虫发光问题的探究，初步培养学生的实验分析能力

3.情感、态度与价值观: （1）激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育

（2）通过阅读与思考培养学生主动参与的学习态度，培养用准确的科学术语阐

述观点和进行合作学习的态度。

（3）通过分析ATP、ADP的动态平衡，树立辩证唯物主义的自然观、生态观。

【教学重点和难点】

1.重点：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用

2.难点：ATP与ADP的相互转化

【课时安排】 1课时

【教具准备】

多媒体课件，制作ATP模型的材料（圆片，长方形，五边形）

【教学方法】

指导阅读、动手制作、讲练结合

【教学过程】

新课导入：

请学生齐读唐朝诗人杜牧的诗作《秋夕》：银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤，天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。观察图片，以萤火虫为什么发光设疑引入新课：细胞的能量“通货”-ATP。

实验探究：

萤火虫发光的能量从何而来？

师生在这个问题的驱动下，开始今天的探究之旅，现用表格介绍实验过程。

1步骤

取3支试管各加入等量的萤火虫发光部位提取液

2步骤

3实验现象

1ml蒸馏水

不再发光

1ml 葡萄糖（10%）

1ml 神秘物质（10%）

不再发光

重新发光

4 实验结论

神秘物质可以为萤火虫直接提供能量，而葡萄糖中的能量并不能直接使用。

在整个过程中，目的就是让学生学习、了解科学家的工作方法和思维方法，特别是实验的对照原则，为学生自己的探究打下基础。先让学生猜测神秘物质，激发学生的求知欲望，再展示ATP注射液和片剂照片。，然学生对ATP有个初步认识，拉近ATP与学生之间的距离。

新课探究：

一、ATP分子中具有高能磷酸键

活动一：学生自学教材第88页第二段及旁栏中的相关信息，初步了解ATP的化学组成及分子结构。

阅读时给出相应提纲：

1.ATP中文名称 2. ATP结构简式(会写) 3.A、P、—、

～分别代表什么 4.ATP为什么被称为高能磷酸化合物 5.辨析腺苷与腺嘌呤

请学生回答前面三个问题，之后请七位同学拼出ATP的结构简式，为了加深学生对简式的记忆，中间安排了一个小游戏，调动班上大部分的学生，依据规则开始游戏。当学生回答出第4个问题之后，教师在这里讲解，当最外面的高能磷酸键断裂之后，就形成了ADP，假如第二个高能磷酸键也断裂的话，将形成什么化合物呢？继续深入到第5个问题，这个问题对普通班的学生来说有难度，所以可以适当根据学生的反应来提示。

活动二：学生试拼AMP、ADP、ATP分子结构模型，加深对分子结构的理解。

[问题]：腺嘌呤、核糖、磷酸是如何连接构成AMP、ADP、ATP的呢？

[说明制作模型的材料]：圆片代表磷酸，五边形代表核糖，长方形代表腺嘌呤。

[学生建模]每组学生代表依次到台上来拼出AMP、ADP、ATP分子结构模型模型。

[评价并修正模型] 学生代表拼出相应模型时，请其他组学生对模型的进行确认。

通过这样的过程，学生不仅对ATP的结构有了更深入的掌握，并且能够找到AMP与ATP之间的联系。

活动三：资料分析

1.

一个成人一天在平静的状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。而人体中ATP、ADP的总量仅有大约2-10mg。

2.

在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记。

教师提供资料，学生通过资料得出ATP和ADP在细胞中含量少，消耗大，转化快。从而进入ATP与ADP的相互转化的学习中。

二、ATP与ADP的相互转化

活动三：书写ATP水解、合成反应式

请学生根据之前ATP与ADP之间的差异，写出ATP水解成ADP的反应式。ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，于是，远离A的那个磷酸基就脱离开来，形成游离的Pi，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，三磷酸腺苷（ATP）就转化成二磷酸腺苷（ADP）。

1.ATP的水解

水解酶

展示ATP的水解反应：：

ATP ADP + Pi + 能量

ATP水解释放的能量到哪里去了呢？请大家举例说明。利用教材90页“ATP的利用举例”图解，讨论ATP利用的途径。

总结：ATP水解释放的能量可以用于各种生命活动。

2.ATP的合成

合成酶

展示ATP合成的反应式：ADP + Pi + 能量 ATP [提问]ADP转化成ATP的过程中，所需的能量从哪里来？

请同学们分析教材中的“ADP转化成ATP时所需能量的主要来源”图解。引导：人和动物等合成ATP时所需要的能量均来自呼吸作用氧化分解有机物所释放的能量；对于绿色植物来说，除了依赖呼吸作用所释放的能量外，还利用光能。那么大家进一步思考一下：ATP的合成场所具体在细胞里面的什么部位进行的？（线粒体，叶绿体和细胞质基质里面）有关呼吸作用和光合作用，我们将在下节课详细学习，今天只作简单的了解。

[讨论]以上的两个反应能不能看做化学上的可逆反应？

引导学生从反应条件（酶的种类），反应场所及能量来源和去路三个方面进行分析。

[课堂小结] 除ATP的水解和合成外，细胞内的其他化学反应有些要吸收能量，有些要释放能量。

酶

需要吸收能量的反应就称为吸能反应，如：葡萄糖＋果糖 蔗糖（需要吸收能量），伴随着ATP的水解。

要释放能量的反应叫做放能反应，如：呼吸作用中有机物氧化分解释放能量，伴随着ATP的合成。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。

如果用活期存折，定期存折，零花钱分别类比细胞内的能源物质，那么它们分别可以代表什么呢？（糖类-活期存折；脂肪-定期存折；ATP-零花钱）。因此形象地将ATP比喻成细胞内能量流通的“通货”。正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。 那么，同学们，你们现在可以解释萤火虫为什么发光吗？

[巩固练习]课件展示

【板书设计】

第三节

细胞的能量“通货”-ATP

一、ATP的结构简式：A－P～P～P 二、ATP和ADP可以相互转化

ATPADP＋Pi＋能量（物质可逆，能量不可逆）

三、ATP的利用 细胞的能量“通货”

【教学反思】

首先，本节教学注入了新课的导入和教学情境的创设，结合了多媒体教学的优势，图片的展示，以及动手制作ATP结构模型，更让学生对ATP的结构简式有了更为直观的认识。

其次，在教师帮助下，引导学生通过自主学习、小组讨论学习、提问式教学、全面准确的帮助学生学习，也给了学生极大的空间进行自学。

最后，通过总结和练习，帮助学生巩固当堂知识点。

当然本节课也存在一些不足，由于高中知识内容比较多，而时间紧迫，所以不能将本节知识点全部讲完，让学生讨论学习的时间也不够充足。