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視頻標簽：生命活動的能量,通貨,ATP
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：第四章第一節《生命活動的能量“通貨”—ATP》無錫市第一女子中學
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蘇教版高中生物必修一《分子與細胞》第四章第一節《生命活動的能量“通貨”——ATP》無錫市第一女子中學
《生命活動的能量“通貨”——ATP》教學設計
一 教材分析
本節是蘇教版高中生物必修一《分子與細胞》第四章第一節的內容，主要包括ATP 的功能、ATP的結構、ATP與ADP 的相互轉化三部分內容。本節在本模塊中具有承上啟下的重要作用：學生可以進一步理解只有在能量的供應下，細胞膜才能行使主動運輸的功能；并且加深理解把葉綠體和線粒體分別比喻為植物細胞的“能量轉換站”和所有細胞的“動力車間”的含義；便于加深領會活細胞之所以能夠經歷生長、增殖等生命歷程與能量的供應和利用是分不開的。
二 學情分析
通過前面的學習，學生對糖類、脂肪等能源物質，線粒體和葉綠體等與能量有關的細胞結構，主動運輸需要能量供給等有了一定的認識和理解，這為學習ATP這一細胞的直接供能物質奠定了基礎。學生學習了RNA的結構，為構建ATP模型、認識ATP 的結構奠定了基礎。但是ATP與ADP是學生新接觸的兩個概念，學生掌握起來是有一定的難度。此外，學生通過物理、化學兩學科的學習，已經具備了能量轉化的知識，將其轉移應用到對ATP與ADP的相互轉化上，來認識細胞內的能量轉化，認同ATP是細胞的能量“通貨”，是生物體生命活動的直接能量來源。
三 課程標準內容要求
模塊一 分子與細胞
大概念 2 細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增值
重要概念2.2 細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發生在細胞的特定區域 次位概念 2.2.2 解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質
四 教學目標
1、 通過自主學習，簡述ATP的化學組成和特點，寫出ATP的分子簡式。認同生命觀念中的結構與功能觀。
2、 通過ATP的模型建構、比較ATP與核糖核苷酸的關系，培養建立模型的科學思維，提升分析及模型建構能力。
3、 通過設計探究實驗，得出ATP是細胞生命活動的直接供能物質的結論。培養科學探究能力，提升科學思維，激發學習興趣和熱愛自然和生命的情感。
4、 通過資料分析，認識ATP與ADP時刻快速相互轉化，并處于動態平衡中，這是生物界普遍的能量供應機制。認同生物界的統一性，生命觀念中的物質與能量觀、穩態觀、進化與適應觀。 五 教學重難點 （一）教學重點
- 2 -
(1) ATP化學組成的特點及其在能量中的作用 (2)ATP與ADP的相互轉化 （二）教學難點 ATP與ADP的相互轉化
六 教學過程
教學過程
教師組織與引導
學生活動 設計意圖 情境創設，導入新課 1、 本章討論的關鍵詞是“能量”。能量與我們的日常生活息息相關，如日光燈、家用電器需能量才能正常運轉，它們的能量來源是什么？電的產生途徑有哪些？
2、 水、煤、石油等均蘊含著豐富的能量，它們能否直接給家用電器提供能量？若不能，它們的能量要怎樣才能被電器所利用？
3、 生物體進行各項生命活動也需要能量，
能量來源是什么？（外界攝取）人體攝取的食物中含有能量的物質有哪些種類？攝取的能量進入細胞后以什么形式儲存？細胞內主要能源物質是什么？主要儲能物質是什么？前面學習物質跨膜運輸時，主動運輸要耗能，供能物質是ATP.
4、 提出問題：哪種物質可以為細胞生命活
動直接提供能量呢？ 學生思考與討論
通過問題，引入新課
通過一系列的問題，強化學生對“直接”能源的理解。
提出問題
實驗探究——總結ATP的功能
1、探究實驗：螢火蟲發光實驗 資料1：科學家利用從螢火蟲發光器中分離出熒光素和和熒光素酶，研究出螢火蟲發光機理： 熒光素酶 能量+O2+熒光素 氧化熒光素（發出熒光） a、提出問題：哪種物質為螢火蟲發光直接供能? b、作出假設： （由學生回答 c、設計實驗： 資料2：取若干只螢火蟲的發光器，干燥后研磨成粉末，放入一試管后，加水使之混合（螢火蟲發光部位提取液），可見試管內有淡黃色熒光出現，約15min后熒光消失 實驗材料：螢火蟲發光部位提取液、葡萄糖學生根據教師提供的資料、實驗材料等自行設計探究實驗
學會將實驗設計步驟用簡單的圖表形式呈現
培養學生實驗設計能力以及小組合作能力
培養學生文字與表格轉化能力
- 3 -
溶液、液體脂肪、蒸餾水、ATP溶液、大小相同的試管若干、標簽紙若干等其他實驗所需材料
實驗設計思路：學生分組設計（參考如下） 試管編號
1號
2號
3號
4號
實驗步驟 一 螢火蟲發光部位提取液（暗處15min） 二 蒸餾水2mL 葡糖糖溶2mL 液體脂肪 2mL ATP溶液
2mL 實驗
結果
不發熒光
不發熒光
不發熒光
發熒光
d、實驗結論：
ATP能為螢火蟲的發光直接提供能量 實驗探討：
選擇螢火蟲發光器為實驗材料的優點？ （答：主要是它發光的現象容易觀察等） 2、思考：各種生物體內都存在ATP嗎？ 資料3：科學家將熒光素酶基因轉入煙草或細菌體內，使其產生熒光素酶，再用含熒光素的溶液澆灌煙草或培養細菌，發現煙草、細菌都能發光。
結論：ATP在動物、植物、微生物細胞內普遍存在（反映生物界的統一性）
3、以上實驗是否可證明ATP是生命活動的直接能量來源？（不能，還需要大量的實驗研究表明ATP可以為其他各項生命活動提供能量）
4、ATP的功能：
ATP是細胞生命活動的直接能量來源
通過實驗結果得出實驗結論
通過實驗的細品與反思，體會實驗研究應當注重細節處理，同時實驗結論的得出應當嚴謹，防止以偏概全。
提升學生嚴謹的科學態度和科學素養
ATP的分子簡式及其結構特點
1、 認識ATP：圖片展示“三磷酸腺苷二鈉
片”及說明書
2、任務型閱讀：3-5min要求學生閱讀教材相關內容，回答問題（不看書） a、ATP的中文名稱？ b、ATP的結構簡式？ c、ATP的結構簡式中分別有幾個“A”、“P”、“～”？其各自代表含義是
d、為何稱ATP為高能磷酸化合物？ e、結構特點：不穩定 3、模型建構：
學生觀看并了解
閱讀并識記對應ATP的相關知識
通過模型構建，幫助學生梳理ATP讓學生理解ATP是一種客觀存在的物質，對ATP有一定感性認識
培養學生自主學習能力，對于學生自己能理解內容教師應當突出學生主體地位
- 4 -
假如用 代表腺嘌呤、 代表核糖
代表磷酸基團，嘗試構建ATP的模型。 分析：腺嘌呤核糖核苷酸與ATP的關系
腺苷與腺嘌呤的關系
與腺嘌呤核糖核苷酸的關系
強調識記，使學生形成短期記憶，便于后續知識的學習
ATP與ADP的相互轉化
1、ATP的水解供能：
a、ATP的水解釋能，實際上指ATP中的高能磷酸鍵斷裂水解釋放能量，ATP中兩個高能磷酸鍵哪個更容易斷裂？ATP供能過程中，可形成哪些產物？
b、教師繪圖講解ATP轉化為ADP的過程， c、上述方程式中的能量去向？（舉例回答）ATP供能過程中發生的能量轉化是什么？ 2、ATP的合成 a、資料分析： 資料4：
一個人在劇烈運動狀態下，每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量，供運動所需。一個成年人在安靜的狀態下，24h內竟有40kg的ATP被水解 資料5：
ATP在細胞內的含量是很少的。在人體安靜狀態時，肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮1～2s所需的能量。
生物體如何解決細胞ATP含量很少、 但需求量很大的矛盾？ 資料6：
將用32P標記的磷酸鹽加入細胞培養液中，并在短時間內快速分離出細胞內的ATP，結果ATP濃度變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團已經帶有放射性標記。
思考：資料中為什么部分ATP末端磷酸基團帶有放射性標記，但濃度變化不大？
結論：ATP快速合成和分解，保證細胞能量供應
b、教師繪圖講解ADP轉化為ATP的過程, ADP+Pi+能量 A—P～P～P c、轉化到ATP中的能量從何而來？可通過哪里途徑？發生的能量轉化是什么？
掌握斷鍵方式與位置
掌握ATP→
ADP+Pi+能量以及能量的去向
資料導入，讓學生體會ATP與ADP的相互轉化十分迅速
掌握ADP+Pi+能量→ATP以及ATP中能量的來源以及途徑，其中細胞呼吸是主要的途徑，為下節課開展奠定基礎
加強理解記憶，培養理解能力
同時將ATP的分解和能量利用 一起講述，更利于學生的理解
讓學生理解ATP含量少，轉化快的特點
通過對幾個核心問題的辨析及回答，幫助學生全面理解ATP與ADP相互轉化關系，為后面細胞呼吸及光合作用的能量轉化情況作鋪墊
酶
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植物、動物、人等：細胞呼吸（葡萄糖等化學能轉化為ATP中活躍化學能） 綠色植物： 光合作用（光能轉化為ATP中活
躍化學能）
3、總結
ATP和ADP時刻相互轉化，保持動態平衡，將細胞吸能反應和放能反應緊密聯系起來，ATP為細胞生命活動直接供能。
思考：ATP和ADP時刻相互轉化，是生物界普遍存在的能量供應機制。這是否反映生物界的統一性？這對你理解生物進化有什么啟示？
5、 科學思維：
ATP與ADP的相互轉化可以看成是化學上的可逆反應嗎？
寫出ATP水解、合成反應式，列表比較分析 ATP水解 ATP合成 酶 能量來源 能量去向 反應場所
結論：物質可逆，反應條件不同、反應場所不同、能量來源去向不同，反應不可逆
思考并回答
從反應條件不同、反應場所不同、能量來源去向進行分析比較
解釋ATP在能量代謝中的作用
培養學生的科學思維
思維拓展：ATP、糖類和脂肪的關系
科學思維： 若將“現金”、“活期存款”、“定期存款”來打比方，糖類、脂肪和ATP分別可比喻成什么較合適？說說你的理由。 總結： 直接能源物質 主要能源物質 儲能物質 最終能量來源 ATP
糖類
脂肪 太陽能
“現金”、“活期存款”、“定期存款” ATP——細胞的能量“通貨“”
理解能量的轉化情況，認同ATP為細胞能量通貨
通過形象的比喻，幫助學生更好地理解三者之間的關系，理解ATP細胞含量少，分子能量少，是直接供能物質。
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ATP應用
1、ATP片劑、針劑
用于進行性肌肉萎縮、腦出血后遺癥、心肌疾患及肝炎等的輔助治
2、 以ATP為動力的納米發動機
美國康奈爾大學的科學家首次成功研制出一種與病毒顆粒大小相仿的分子納米發動機，它依靠ATP 提供能量，ATP合成酶驅動運轉。
納米發動機可以用于醫學領域——安裝在納米機器人體內，驅動它們在病人體內穿梭，把藥物放置在活細胞
使學生了解ATP的實際應用，科學研究前沿
課堂總結
組成元素：C、H、O、N、P 結構簡式：A—P～P～P ATP ATP的水解： ATP的合成：
ATP的功能：細胞生命活動直接能
量來源，細胞的能量“通貨”
學生總結并回答相關問題
總結教學重點，加強學生記憶
課外課題延伸
ATP是不是興奮劑？
學生課后通過查閱相關資料，分小組討論該問題
拓展學生思維，提高學生學習興趣，注重與時事結合
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
