《細胞的能量“通貨”——ATP》生活化設計
1 設計思想
《生物課程標準》認為，生物科學不僅是眾多事實和理論，也是一個不斷探究的過程。倡導探究性學習，目的是“力圖改變學生的學習方式，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，逐步培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，突出創新精神和實踐能力的培養”。本節內容雖然知識難度不是很大，可引導學生通過閱讀、討論、思考以及聯系生活實際來學習本課時的內容，但是又由于部分內容比較抽象，所以可以采取探究式，從感性材料入手，層層設問，逐漸深化知識；通過多媒體調動學生多種感官的活動，調動學生學習的積極性；通過拓展探究實驗，進一步提高學生的科學素質和探究能力。
2 教材分析
中學生物學課程通常包括十大主題，在細胞這一主題中，初中側重于細胞的結構，而高中則側重于細胞亞顯微結構和功能，細胞的各種生命活動，突出了“活細胞”的特性，加強了物質和能量代謝的內容。ATP是生命直接能源物質，是細胞內能量轉換和傳遞的“中轉站”，它既區別于被形容為“生命燃料”的糖類和儲能物質脂肪，又為后續的光合作用，呼吸作用中具體能量的轉化過程作了鋪墊，在所有生物的代謝中占有普遍的重要地位。
3 學情分析
必修1第二章學生已經學習了糖類、脂肪、蛋白質等有機物，已明確了主要能源物質、儲能物質、能源物質等概念，這為進一步學習ATP是直接能源物質作了鋪墊，也是在本節課的學習中需要注意區分的幾個概念；必修1第三章以及初中時學生也已經接觸了有關光合作用、呼吸作用等生命現象，這又為學生學習光合作用和呼吸作用中能量的轉化奠定了基礎。
4 教學目標的確定
課程標準的具體內容標準中，與本節有關的表述是“解釋ATP在能量代謝中的作用”，其中內容包括ATP的分子結構及其特點，ATP與ADP的相互轉化，ATP的利用等。依據新課程、教科書和學生實際將本節課的教學目標確定為：
①知識目標：簡述ATP的化學組成和特點，寫出ATP的結構簡式；解釋ATP在能量代謝中的作用；
②能力目標：培養學生綜合思維能力，自主學習能力，理論聯系實際能力；
③情感目標：培養學生科學意識，科學精神。體驗玩中學的樂趣。
5 教學重點和難點
重點：ATP化學組成的特點及其在能量代謝中的作用；難點：ATP與ADP的相互轉化
6 教學策略

教學內容
基本策略

ATP是直接能源物質 該部分內容抽象，首先通過游戲，激發學生的學習興趣，通過引導學生回憶，搭建建構腳手架；通過實驗設計讓學生感受知識的產生過程，加深對生物學科本質的理解；通過“通貨”的比喻，理解直接能源物質與主要能源物質的區別

ATP的結構簡式 通過ATP藥物實物呈現，增強學生對ATP的感性認識；通過閱讀資料ATP藥物說明書和課件呈現ATP的結構，以及“寫一寫”等環節，加強學生對ATP的理解。

ATP與ADP相互轉化 通過資料2，讓學生分析數據，從中體驗ATP在細胞中的特點，可繼續采用“通貨”的比喻，并通過動畫形式，圖文轉化提問，學生算一算等師生互動活動，加強理解記憶、培養理解能力和表達能力；通過學生自學，師生共同歸納，注意與光合作用、呼吸作用知識的銜接，并與ATP的結構、功能的知識渾然一體，為進一步學習后面的知識奠定基礎。

ATP的利用
一方面是要充分發揮學生的主體性，積極調動參與教學活動，讓學生自己說一說，舉一舉例；另一方面是要充分利用教材上的圖解，讓學生在看圖解的基礎上，聯系實際，討論ATP還有哪些用途

7 教學過程
7．1 環節一：引入的設計
〖游戲情景創設〗——引入
（1）課件顯示：游戲規則
讓學生體驗該游戲蘊藏著的奇妙和好奇！激發學生的興趣。教師引導進入問題情景：該游戲中，手臂自動上舉需不需要消耗能量？
（2）引導復習：通過問題讓學生回憶前面學過的能源物質。
并通過問題：細胞中的糖類、脂肪、蛋白質等有機物中都儲存著大量穩定的化學能，生命活動需要的能量能直接利用它們嗎？引出ATP是直接的能源物質，并通過介紹實驗材料，要求學生探究驗證實驗。
（3）實驗設計探究：螢火蟲的熒光粉發光實驗
實驗操作：A.用小刀將螢火蟲的發光器割下，置入甲、乙兩只試管中，分別各加入 2m水；
現象：兩只試管均有短時間的黃色熒光出現。
B.待黃色熒光消失后，在甲試管中加入2ml葡萄糖溶液，在乙試管中加 入 2mlATP溶液。
現象：甲試管不發光，乙試管發光。
問題：此實驗可以得出什么結論？
（學生閱讀、觀察實驗過程和實驗現象，思考、討論回答實驗中的問題）
〖結論〗：ATP是各項生命活動的直接能源物質。
銜 接：ATP既然是生命活動的直接能量物質，我們大家現在在思考等活動都要消耗該物質，那么它到底是何方神圣呢？接下來就讓我們近距離來認識它。
7．2 環節二：ATP結構的教學設計
ATP是什么物質呢？
（1）教師呈現ATP藥物及說明，要求學生通過閱讀資料了解ATP的結構，化學和物理性質等。介紹ATP為動力的納米發動機等生活實際和學生感興趣的新科技內容，寓教于樂，形成ATP的感性認識，為進一步學習奠定基礎。讓學生上黑板寫一寫ATP的結構簡式。鞏固知識。
（2）課件顯示ATP結構動畫（教師講解）
（3）向學生介紹腺苷、磷酸基，講授ATP的分子簡式及斷鍵方式，讓學生了解高能磷酸鍵。
師生共同歸納ATP的名稱、簡式、物質性質、功能，形成對ATP的理性認識。
銜 接：大家知道ATP這種物質的一些特征，但是它在活細胞中又是怎么樣的呢？呈現資料2
7．3 環節三：ATP和ADP可以相互轉化
〖情景創設〗：如果一個人不吃不喝，大約至少能活3天，也就是我們體內的自由水可以使人使用3天。那么人體如果沒有ATP的合成，又能活多長的時間呢？（聯系人體實際，激發學生學習興趣）
〖數據顯示〗：氰化鉀它就是阻止人體內新的ATP合成的毒藥，人中毒后在3～6分鐘內就會死亡。但一個成人一天在靜止狀態下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動的情況下，ATP的消耗可達0.5kg/min。
〖問題〗：大家可以跟自己的體重比一下，能得出什么結論呢？
（通過師生互動，得出ATP的特性就是：含量少，轉化快。這對于構成細胞內穩定的供能環境具有十分重要的意義。）
〖問題〗：ATP和ADP是怎樣相互轉化的？
呈現資料3：算一算。通過計算，讓學生明白ATP中的能量和葡萄糖中的比起來還很小，同時老師通過“通貨”的比喻，將ATP比作零用錢，它會隨著花銷而減少，因此要維持正常生活必須不斷兌開大面值的鈔票給予補充，強調有機物分解時釋放的能量可以被用來合成ATP，這樣就更能深刻理解“通貨”這個比喻；并通過動畫形式播放ATP與ADP相互轉化，圖文轉化提問，加強理解記憶，培養理解能力和表達能力。
〖問題〗：ADP轉化成ATP的過程中，所需要的能量由誰來提供呢？
（學生結合書上圖片，開動腦筋，自己找出ATP形成的途徑，并理解；教師再作詳細總結。）
〖問題〗：該轉化是不是可逆反應？
引導學生討論，總結強調此轉化過程能量是不可逆，反應過程也是不可逆的。（可以讓學生關于這個文圖展開討論，提示：從反應過程的酶、反應場所、能量不同幾個方面分析討論。）
銜 接：我們拿著ATP這種貨幣，到底能買點什么東西呢？換句話說，ATP有哪些利用途徑呢？
7．4 環節四：ATP的利用教學設計
通過說一說，充分打開學生的思維，教師歸納ATP利用的幾種形式。
〖教師講解〗 ：
（1）吸能反應總是與ATP水解的反應相聯系，由ATP水解提供能量；放能反應總是與ATP的合成相聯系，釋放的能量儲存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環流通。
（2）細胞內儲存能量的物質有糖類、脂肪、蛋白質等，細胞內消耗能源物質的順序是：
糖類 脂肪 蛋白質。一般情況下生物體內細胞利用的能源物質是糖類，而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給ATP，轉變成活躍的化學能，才能供給各種生命活動利用，從而解決能量的“穩定儲存”和“靈活利用”的矛盾。
（3）直接供給生命活動能量的能源物資是ATP。在生物體內能量的轉換和傳遞中，ATP是一種關鍵物資。ATP是生物體內能量轉換的“中轉站”，它有利于能量的運輸和協調供給，如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP，可以轉移到細胞膜用于主動運輸和細胞分裂等生命活動，從而解決“產能”和“用能”在空間上的矛盾。
〖學生活動〗：結合課本圖，討論ATP還有哪些用途，從而對該圖進行補充和完善。
（ATP中的化學能可以轉變成機械能、化學能、電能、滲透能、光能等其它形式的能量。）
7．5 環節五：總結設計
通過黑板的概念圖對能源物質進行總結，強調ATP和ADP相互轉變及其能量的來源與去路。細胞內既有吸能反應，又有放能反應，吸能聯系ATP的水解，放能聯系ATP的合成，能量通過ATP分子在吸能與放能中循環流通。因此，我們可以形象地把它比喻成細胞內流通的能量“通貨”。
然后把本節課的課題寫出：細胞的能量“通貨”——ATP
7．6 環節六：〖評價反饋〗——學生做導學提綱中的練習題，教師檢查講評。
7．7 環節七：課外探究設計
〖課外探究〗 ：
課前“手臂自動舉起”實驗的機理是什么？再次體驗，嘗試，并查找資料，提出假設和解釋。

課外讀
ATP發現于1929年, 1939-41年間美國科學家Fritz Lipmann證明ATP是細胞內的能量分子并創造了”高能磷酸鍵”一詞 (這哥們1957年因為發現輔酶A(CoA)而獲得諾貝爾醫學獎,（同年英國首相邱吉爾獲得文學獎).1948年蘇格蘭化學家Alexander Todd終于通過化學方法成功合成了ATP分子并獲得了1957年的諾貝爾化學獎(同年,楊振寧和李政道分享了物理獎). 此后ATP的生物合成成了一座”科學高峰”,引無數科學家們競折腰.在1940-1950年間,科學家們證明動物細胞通過呼吸在線粒體內產生大量ATP,而植物分子則通過光合作用在葉綠體內生成大量ATP. 1960年美國科學家Efraim Racker從線粒體中提取出了”F0-F1ATPase” 即ATP synthase, 次年英國科學家Peter Mitchell大膽提出了”化學滲透假說” (chemiosmotic hypothesis, 這哥們因此獲得了1978年的諾貝爾化學獎)。美國科學家Paul D Boyer, 英國科學家John E. Walker因為弄清楚了ATP synthase的結構并提出了這一機理獲得1997年諾貝爾化學獎(同年朱棣文獲物理獎). 而這個旋轉機理在1996-97年分別由美,德,日的三位科學家通過不同手段證明… …
（課外查資料，培養學生繼續探究意識。）
〖板書設計〗 ：
細胞的能量“通貨”——ATP

導學提綱
一、本節學習目標
1.舉例說出生物體內或細胞中發生的各種能量形式可以相互轉變，認同生命活動的過程是普遍聯系的。
2.舉例說出細胞內的吸能反應和放能反應。
3.簡述ATP的結構和化學特點。寫出ATP的分子簡式。
4.解釋ATP在能量代謝中的作用。
二、課堂導學
說一說：緊握手掌過程可能涉及到哪些能量形式的轉化？

肌肉中有哪些能源物質分解可以提供能量？

資料1：
線粒體肌病是遺傳缺損引起線粒體代謝酶缺陷，使ATP合成障礙、能量來源不足導致的一種疾病。 主要癥狀是肌肉無力、肌肉萎縮以及運動不耐受。
試一試: 假如你是醫生,你會給這種病人開什么藥方補充能量?

寫一寫：
?ATP全稱是：
?ATP結構簡式：
探一探：設計實驗證明ATP是直接的能源物質
1、用解剖刀將數十只螢火蟲的發光器割下，干燥后研磨成粉。

資料2
氰化鉀是阻止人體內新的ATP合成的毒藥，人中毒后在3～6分鐘內就會死亡。一個成人一天在靜止狀態下所消耗的ATP為48kg，人體內ATP含量只夠劇烈運動10秒左右.人體中ATP的總量只有大約0.1摩爾。人體細胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP，這意味著每個ATP分子每天要被重復利用2000-3000次。ATP不能被儲存，因為ATP的合成后必須在短時間內被消耗.
從這則資料中的數據，你能得出什么結論？

論一論：ATP與ADP的相互轉化過程是可逆的嗎？

連一連：

ATP 國庫
糖類 鈔票
光能 存折

練一練：

能源來源能量直接來源
主要能源物質
生物體內重要儲能物質
動物細胞內的儲能物質
植物細胞內的儲能物質
最終能源來源

1 ATP轉化為ADP可表示如下:式中X表示( )

A、H2O B、[H] C、P D、Pi
2 ATP在細胞內的含量及其生成是（ ）。
A.很多，很快 B.很少，很慢 C.很多，很慢 D.很少，很快
3 在劇烈運動時，人體骨骼肌所需要的能量直接來源于（ ）。
A.肌糖原 B.葡萄糖 C.ATP D.磷酸肌酸
4、草履蟲的纖毛運動和變形蟲的變形運動，都是肌動蛋白利用ＡＴＰ提供的能量完成的，
此時能量利用的形式為（　�。�
A、機械能　 　　B、滲透能　　 C、化學能　　　　D、電能
5 議一議:列舉細胞內一些吸能反應和放能反應
附1 ATP藥片說明書:
【別名】 三磷酸腺甙鈉;三磷酸腺苷二鈉;三磷腺苷鈉;腺三磷 ,三磷酸腺苷 【外文名】Adenosine Tripho hate ,ATP ,Atriphos, Fosfabion, Myotriphas,Striadyne,Triadenyl 【適應癥】 1.臨床上現用于心力衰竭、心肌炎、心肌梗塞、腦動脈硬化、冠狀動脈硬化、急性脊髓灰質炎、進行性肌萎縮性疾患。 2.本品與輔酶Ａ等配制的復方注射液，用于肝炎、腎炎、心力衰竭等。 【用量用法】 肌注或靜注：１次２０ｍｇ，１日１～３次，肌注、靜注都用注射用的三磷酸腺甘，另附有緩沖液溶解，再以５％～１０％葡萄糖液１０～２０ｍｌ稀釋后緩慢靜注，也可用５％～１０％葡萄糖液稀釋后靜滴。 【注意事項】 1.靜注宜緩慢，以免引起頭暈、頭脹、胸悶及低血壓等。由于本品在終止室上性發作過程中，可發生多種心律失常和全身反應，盡管是瞬間反應，無需處理，但仍具有一定潛在危險。故使用本藥時宜連續心電圖監測，密切注意病人全身反應；治療劑量宜從小劑量開始，無效時逐漸加量，１次不宜超過４０ｍｇ；另外，本品對竇房結有明顯抑制，因而對病竇綜合征或竇房結功能不全或老年人慎用或不用。 2.腦出血初期忌用。 3.本品受熱后易降低效價，應在低溫、干燥處保存。 4.有過敏史者不宜使用。 5.部分療效不確切，應引起注意，切勿濫用。

課后反思

本文來自：逍遙右腦記憶 /gaoyi/70238.html

相關閱讀：生命活動的主要承擔者
細胞的生物膜系統
ATP和酶
發酵工程簡介
減數分裂和受精作用