“細(xì)胞的能量‘通貨’
——ATP”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版）

山東省壽光現(xiàn)代中學(xué) 李天吉 武傳蘭

一、教材的地位與作用分析

細(xì)胞的能量“通貨”——ATP屬于高中生物人教版必修一第五章第二節(jié)內(nèi)容，主要介紹能量來自哪里，ATP是生命活動(dòng)直接能源，從而引出細(xì)胞呼吸和光合作用重點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

1．簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)，能寫出ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式；

2．會(huì)解釋ATP在能量代謝中的作用。

（二）能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力、自主學(xué)習(xí)能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

（三）情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)

1．認(rèn)同ATP在能量代謝中的作用；

2．培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)的思維方式。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：ATP化學(xué)組成和特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用。

難點(diǎn)：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

四、教法與學(xué)法

探究學(xué)習(xí)法、小組合作學(xué)習(xí)法、引導(dǎo)式教學(xué)法。

五、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）導(dǎo)入

相傳，我國晉朝時(shí)有個(gè)青年叫車胤，他酷愛學(xué)習(xí)，但由于家貧買不起蠟燭不能讀書，于是就捉了很多螢火蟲，裝在薄布袋子里。他就借著螢火蟲的光刻苦學(xué)習(xí)，后來成為一位有大學(xué)問的人。思考：1．螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？2．螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？

（二）新授課

ATP分子中具有高能磷酸鍵

【問題引領(lǐng)】

1．ATP的中文名稱是什么？組成它的元素有哪些？ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式是什么？你能解讀其中字母及符號(hào)的含義嗎？

2．1個(gè)ATP分子中含有多少個(gè)高能磷酸鍵？ATP水解的實(shí)質(zhì)是什么？為什么稱ATP是一種高能磷酸化合物？

3．根據(jù)ATP的中文名稱命名原則以及它的結(jié)構(gòu)簡式，推測1個(gè)ATP脫去1個(gè)磷酸基團(tuán)可得到什么物質(zhì)，以及它的結(jié)構(gòu)簡式。

【答案】

1．ATP是三磷酸腺苷；元素組成：C、H、O、N、P；結(jié) 構(gòu) 簡 式：A—P～P～P，其 中 A 代 表 腺 嘌呤核糖，由腺嘌呤和核糖組成，P代表磷酸，T代表3個(gè)，～代表高能磷酸鍵，其中儲(chǔ)存有大量的能量。

ATP水解指高能磷酸鍵的水解，高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.94 kJ/mol。

【設(shè)計(jì)分析】教師對(duì)學(xué)生的自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)，并加以補(bǔ)充，引出ATP的組成元素及水解產(chǎn)物和完全水解產(chǎn)物。引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合多媒體課件展示，逐步對(duì)以上問題進(jìn)行解答，明確本節(jié)課的目標(biāo)。

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化

【問題引領(lǐng)】

1．兩者如何進(jìn)行轉(zhuǎn)化？

2．轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)是什么？

3．轉(zhuǎn)化的意義有哪些？

4．ATP生成過程中的能量來自何處？

5．ATP與ADP的轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？

【答案】

2．時(shí)刻不停地轉(zhuǎn)化并處于動(dòng)態(tài)平衡中。

3．意義：ATP含量少，轉(zhuǎn)化迅速，使細(xì)胞內(nèi)ATP含量總是處于動(dòng)態(tài)平衡，保證了細(xì)胞內(nèi)能量的持續(xù)供給。

4．見課本89頁圖5-6。

5．ATP水解酶：ATP水解酶，能量：遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵的化學(xué)能，場所：廣泛存在于細(xì)胞的各個(gè)部位。

ATP合成酶：ATP合成酶，能量：呼吸作用、光合作用，場所：葉綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

從以上三方面得知，兩者的轉(zhuǎn)化是不可逆的反應(yīng)。

注意：物質(zhì)是可逆的，能量、場所、條件是不可逆的。二者的相互轉(zhuǎn)化是一個(gè)循環(huán)過程。在正常生活的細(xì)胞中，這種轉(zhuǎn)化不停地發(fā)生并處于動(dòng)態(tài)平衡之中。

【設(shè)計(jì)分析】讓學(xué)生充分理解兩者的轉(zhuǎn)化過程。通過動(dòng)畫、圖文等形式及學(xué)生板書等過程，介紹ATP 與ADP的相互轉(zhuǎn)化。培養(yǎng)學(xué)生理解能力和表達(dá)能力。

ATP的作用

【問題引領(lǐng)】

ATP有哪些用途？ATP為什么被稱為細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”？

【答案】

主動(dòng)運(yùn)輸、生物電、肌肉收縮、物質(zhì)合成等。

角度一：吸能反應(yīng)總是與ATP的水解相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲(chǔ)存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。

角度二：糖類、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量（類似信用卡、存折中的錢），但不能被直接利用，ATP儲(chǔ)存的能量相對(duì)來說少，但能被直接利用（類似現(xiàn)金）。

【設(shè)計(jì)分析】一是主要理解吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與ATP的分解及合成的關(guān)系；二是充分利用教材上的圖解，讓學(xué)生在看懂圖解的基礎(chǔ)上，再依據(jù)教材第51頁的圖解，討論ATP還有哪些用途，從而對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

課堂小結(jié)

（1）ATP 的結(jié)構(gòu)簡式：A—P ～ P ～ P。

（2）ATP和ADP相互轉(zhuǎn)換。

（3）ATP的利用。

【設(shè)計(jì)分析】從生物進(jìn)行生命活動(dòng)耗能的知識(shí)和ATP的基礎(chǔ)知識(shí)方面進(jìn)行總結(jié)，構(gòu)成完善的知識(shí)體系，并最終理解ATP在生物生命活動(dòng)中的作用和地位。最后增加補(bǔ)充練習(xí)以鞏固。

（三）板書設(shè)計(jì)

細(xì)胞的能量“通貨”——ATP

ATP分子中具有高能磷酸鍵

1．ATP名稱

2．ATP結(jié)構(gòu)式

3．ATP水解的實(shí)質(zhì)

4．ATP和ADP的轉(zhuǎn)化

5．ATP的利用

六、教學(xué)反思

本課以學(xué)生熟知的螢火蟲來創(chuàng)設(shè)情境，引出螢火蟲發(fā)光需要能量，再由螢火蟲發(fā)光需要能量擴(kuò)展到所有生物都需要能量，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。同時(shí)通過比喻，將ATP這個(gè)能量“通貨”與貨幣相比，可幫助學(xué)生正確理解本節(jié)內(nèi)容，從而巧妙地突破了難點(diǎn)。在教學(xué)中運(yùn)用探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)使學(xué)生在學(xué)習(xí)中變“被動(dòng)”為“主動(dòng)”，提高了學(xué)生自學(xué)能力、獲取信息的能力，鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力，突破了重點(diǎn)。從而在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。