课题名称：细胞的能量“通货”—ATP

姓名

李省丽

工作单位

中央民族大学附属中学芒市国际学校

年级学科

高一年级生物

教材版本

人教新课标版

一、教学内容分析（简要说明课题来源、学习内容、知识结构图以及学习内容的重要性）

《细胞的能量“通货”—ATP》这一节包括了ATP分子的结构特点，ATP与ADP的相互转化，ATP的利用三部分内容，ATP在细胞代谢的过程中具有非常重要的作用。在能量的流动过程中ATP像“能量货币”一样，是一种随时可以利用的化学能，ATP在细胞内含量少，ATP与ADP相互转化迅速，保证了细胞的代谢与生存。

对于ATP分子结构特点这一部分，不必让学生记忆ATP分子的结构式，但是要通过了解ATP分子的结构特点，让学生对其能够作为细胞的能量通货有所理解，尤其是对于ATP的结构简式以及各部分表示的含义，可以通过回忆腺嘌呤核糖核苷酸的结构简式，介绍ATP的结构简式，让学生清楚ATP中三个磷酸键的不同，利用多媒体和形象的图片让学生理解高能磷酸键，理解ATP是高能磷酸化合物。

ATP与ADP的相互转化是本节课的重点也是难点，这部分知识的理解过程中，利用各种形象的比喻讲清楚能量的来源于去路，ATP分解成ADP释放的能量用于各种需能的生命活动，ADP合成ATP需要的能量来自细胞呼吸或光合作用，让学生理解ATP与ADP相互转化在物质上可逆，在能量上不可逆。总结学习过的相关能量物质。

ATP的利用充分这一部分利用教材上的图解，让学生在看懂图解的基础上讨论ATP还有哪些用途，加强生物学知识的学习与生活实际的联系，提高学生的学习兴趣。

二、教学目标（从学段课程标准中找到要求，并细化为本节课的具体要求，目标要明晰、具体、可操作，并说明本课题的重难点）

教学目标：（1）简述ATP 的化学组成和特点；（2）写出并解释ATP分子的结构简式；（3）解释ATP与ADP相互转化过程以及ATP在能量代谢中的作用。

教学目标的确立依据：

ATP作为直接的能源物质，与生活中常见的各种糖类、脂类等能源物质相比是陌生的，但它在细胞中作用又是极为重要的，要理解ATP是细胞中的“通货”这一说法，要理解与ATP相关的基础知识是很关键的，并且要培养学生能运用学到的生物学知识解决某些实际问题的能力。

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

教学难点：(1)ATP是细胞内的能量“通货”； (2) ATP与ADP的相互转化。

重难点的确立依据：

因为“ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用”和“ATP与ADP的相互转化”两部分知识理解和掌握了，便于学生理解主动运输，对于今后进一步学习光合作用和呼吸作用起着重要的作用，也更有利于学习细胞分裂、DNA复制、基因的表达等相关内容。所以将它们定为本节课的重点。

又因为学生没有有机化学知识，难以理解ATP与ADP的关系。在使用大纲教材时期，学生学习本节内容已经有了一定的有机化学基础，便于学生学习ATP与ADP的相互转化。

三、学习者特征分析（学生对预备知识的掌握了解情况，学生在新课的学习方法的掌握情况，如何设计预习）

本节关于ATP的内容较抽象、较难理解，需要学生用一些生活中熟悉的事物来帮助自己理解。

四、教学过程（设计本课的学习环节，明确各环节的子目标，画出流程图）

（一）教学基本安排

情景创设，导入新课             ATP分子结构的特点             ATP与ADP的转化            ATP的利用            课堂小结             目标检测

（二）教学情景

情景创设，导入新课

采用请学生朗读的方式，请同学在享受美的视觉同时感受诗句的优美，较好地实现激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育的编写意图。然后引导学生提出问题：萤火虫的尾部发光和日光灯发光一样是需要能量的，日光灯有电才会亮，萤火虫发光也是需要能量的，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。

问题：1.萤火虫发光的生物学意义是什么？

2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？

3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？

点拨：1.传递求偶信息

      2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。

3.有机物中储存的化学能转变成光能时，萤火虫才能发光。

教学意图：人教版教材的引入采用一副萤火虫的图画和唐代诗人杜牧一首情景交融的诗歌“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤，天阶夜色凉如水，坐看牵牛织女星”创设情景。然后讨论三个问题，如果直接采用这三个问题来提问学生，较难实现教材的编写意图，通过有感情的朗读，与日光灯的对比，使学生更容易积极主动的参于教学中。

在生命系统中，主要的能源物质是糖类，主要的储能物质是脂肪，细胞中的糖类、脂肪和蛋白质等有机物都储存着大量稳定化学能，细胞的生命活动所需要能量能直接利用它们吗？我们在实验室通过显微镜看过动物细胞植物，有没有看到细胞内有你吃进去的米饭，馒头，米线、洱丝？那么细胞生命活动所需要能量到底从哪来呢？

如果说我们没有劲了怎么办？晒晒太阳成不成？显然是不行的，充点电成吗？那更不成，或者说我们用点某些化学药品，给点化学能，甚至挨顿打，给点机械能这都是不可能的，唯一能使用的能量就是ATP。那为什么又说它是“通货”呢？比如说我们去百货商场买东西，你总不能背一袋老玉米，说我看这个不错，我换一样，这不可能，人家售货员不收这老玉米，人家只收人民币，作为细胞里的能量通货，相当于货币的就是ATP，有人说我饿了，我吃饭啊，但是你完吃饭了，这能量还必须形成ATP才能供能。

学习目标一：ATP分子的结构特点

给学生两分钟时间阅读课本88页第二段文字，回答以下问题：（板书）

思考：1.ATP的全称是什么？

2.ATP的结构简式是什么？

点拨：1.ATP的全称是三磷酸腺苷

      2.ATP的结构简式是A-P~P~P

教学意图：让学生在自学的基础之上跟着老师的思路学习。

[教师精讲]

结构简式ATP，A代表腺苷，T代表3个，P代表磷酸，所以ATP叫三磷酸腺苷，它是一个熟悉的陌生人。前面学习核糖核酸RNA的基本单位核糖核苷酸有四种，其中一种是腺嘌呤核糖核苷酸，写出它的结构简式：有一分子腺嘌呤，一分子核糖，一分子磷酸，ATP在此基础上还连有两个磷酸，而且连接这两个磷酸的化学键储存的能量比一般化学键储存的能量多，通常我们把水解时放出的能量在20.92千焦每摩尔以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合物。而ATP的那两个磷酸键储存的能量为30.54KJ/mol，称为高能磷酸键，正是因为有高能磷酸键，ATP又叫高能磷酸化合物。

教学意图：通过腺嘌呤核糖核苷酸的结构式来介绍ATP的结构简式，能够使学生通过回忆旧的知识来对比学习新的知识，减少对新知识理解的难度。

过渡：我们的日常生活每天都需要必要的开销，这些消费要通过我们手里的流通货币实现。ATP作为细胞内的直接能源物质，可以给细胞供能。这就像我们手中的零钱，可以用来买自己需要的东西。而糖类、脂肪等储能物质就像我们手中的存折，存折里有钱但不能拿存折去菜市场买菜，糖类、脂肪等储能物质中有大量的能量，但不能直接给细胞利用，它们的能量只有转到ATP中才可以供细胞利用。ATP分子就是那个可以在细胞内流通的“小票”即能量的通货。ATP是怎样给细胞供能的呢？我们一起看ATP与ADP的转化。

教学意图：通过形象的比喻分析，帮助学生理解为什么称ATP为细胞的能量“通货”，且可以自然过渡带下以学习目标。

例题1、ATP的结构式可以简写为      （     ）

   A、A-P-P~P               B、A-P~P~P

   C、A~P~P-P              D、A~P~P~P

例题2、一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是      （     ）

  A、1，2，2                B、1，2，1

  C、1，3，2                D、2，3，1          

设置意图：基础知识以题的形式课堂巩固记忆。

学习目标二：ATP与ADP的相互转化

[教师精讲]

ATP的结构简式A-P~P~P，就像老鹰捉小鸡时，母鸡带领三只小鸡，离母鸡最远的那一只小鸡最容易丢掉，离腺苷A最远的那一个高能磷酸键最容易断裂，释放能量，三磷酸腺苷断了一个磷酸，成为二磷酸腺苷ADP。

ATP是细胞内随时可用的“零钱”，但零钱多了也不方便，就像我们不必随时扛着一口袋钱到处跑，而把钱存在存折里，用时取出来，细胞也一样，把能量存在各种大分子有机物中，随时用随时转化成ATP，所以ATP在细胞内含量不高，一个细胞内的ATP若没有转化补充，三秒种就用完了。ATP在细胞内的含量虽不高但转化很快，一天24小时，安静状态下有40千克的ATP再转化，而运动状态下，每分钟体内就有0.5千克的ATP转化。

接下来看，ATP与ADP是如何转化的,

         ATP水解酶

ATP                    ADP+Pi+能量

         ATP合成酶

思考：1.ATP与ADP的转化是可逆的吗？为什么？

      2. ATP水解成ADP释放的能量到哪去，ADP合成ATP需要的能量从哪儿来？

点拨：1. ATP与ADP的转化是不可逆的，因为能量、酶以及反应的场所都不同。

      2.ATP水解成ADP释放的能量直接为细胞供能，ADP合成ATP需要的能量从光合作用和呼吸作用中来。

ATP水解成ADP释放能量，释放的能量直接供细胞利用，这部分能量用于细胞、生物的各种生命活动，举例把一个粉笔盒从一个位置拿到另一个位置，有位移，做了功，消耗了能量，另一个同学再把这个粉笔盒拿回来，有位移，做了功，消耗了能量，但我消耗的能量并没有因为他把粉笔盒拿回来来就又重新回到我体内。

ADP合成ATP需要的能量从光合作用和呼吸作用中来，动植物呼吸作用的场所在线粒体和细胞质中，产生的能量存在ATP中，由ATP带着这些能量到达细胞膜和其他的细胞器等需要能量的地方。植物光合作用也会产生能量，产生的能量同样由ATP暂时保管。

萤火虫尾部发光，只一闪一闪的，而不是像日光灯一样持续发光的，这就是一个能量的储存与释放的过程。ATP水解释放的能量还有哪些用途呢，看ATP的利用。

例题1、ATP在细胞内的含量及其生成是      （      ）

A.很多，很快        B.很少，很慢

C.很多，很慢        D.很少，很快

例题2、高等植物体内产生ATP的生理过程有      （      ）

A.光合作用，主动运输      B.细胞呼吸，蒸腾作用  

C.细胞呼吸，渗透作用      D.光合作用，细胞呼吸

例题3、在“ATPADP＋Pi＋能量”的反应式中，下列说法正确的是      （      ）

A.物质和能量都是部可逆的，酶相同

B.物质和能量都是不可逆的，酶不同

C.物质可逆，能量不可逆的，酶不同

D.能量是不可逆的，物质是不可逆的，酶相同

设置意图：基础知识以题的形式课堂巩固记忆。

学习目标三：ATP的利用

光能：除了大家熟悉的发光生物萤火虫外，自然界还有其他一些发光生物，比如种能发红色荧光的斑马鱼

电能：电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类，输出的电压300～800伏，因此电鳗有水中的“高压线”之称。电鳐输出电压为60—80伏，有海中“活电站”之称。电鳐每秒钟能放电50次，但连续放电后，电流逐渐减弱，10—15秒钟后完全消失，休息一会后又能重新恢复放电能力。这些能量都由由ATP提供能力

机械能：各种运动，肌肉收缩由ATP提供能力。

热能：恒温动物维持体温。

渗透能：物质跨膜运输的主动运输中消耗的能量同样由ATP提供。

五、教学策略选择与信息技术融合的设计（针对学习流程，设计教与学的方式的变革，配置学习资源和数字化工具，设计信息技术融合点）

教师活动

预设学生活动

设计意图

动画展示萤火虫在夏季夜晚发光

朗读杜牧的《七夕》

引导学生思考“萤火虫发光的过程需要能量，有能量的转换吗？”

图片展示“老鹰”抓“小鸡”

的游戏

回想小时候玩这个游戏的规则：总是离得最远的一只小鸡被抓走了

帮助学生理解是远离腺苷的高能磷酸键先断裂

糖类、脂肪等相当于细胞内的能量“存折”。ATP相当于细胞内流通的“小额钞票”。

对比思考

形象的举例，帮助学生理解为什么说ATP是能量同货。

六、教学板书（本节课的教学板书）

5.2  细胞的能量通货——ATP

一、ATP分子的结构特点：

1.全称：三磷酸腺苷

2.结构简式：A—P～P～P  (A表示腺苷，P表示磷酸基团，T表示3个，～表示高能磷酸键)

二、ATP和ADP可以相互转化：

三、ATP的利用：

直接为各种生命活动提供能量