《細胞的能量“通貨”——ATP》教學(xué)設(shè)計

晏麗 鄭金龍 張輝元 李敏艷 吳曉春

摘 要：在新課教學(xué)過程中，對于細胞的能量“通貨”——ATP這節(jié)內(nèi)容，教師采用創(chuàng)設(shè)情景，不斷設(shè)疑，組織學(xué)生討論、思考，最終帶領(lǐng)學(xué)生在不斷的頭腦風(fēng)暴中活躍思路，獲得知識。

關(guān)鍵詞：ATP；能量貨幣；ADP

一、 教材分析

本節(jié)介紹的是細胞中的直接能源物質(zhì)——ATP，在本模塊中具有承前啟后的重要作用，可以讓學(xué)生明白主動運輸?shù)燃毎纳顒樱枰芰康膮⑴c才能完成，又為后面章節(jié)關(guān)于細胞中生成ATP的生命活動都有哪些而奠定了基礎(chǔ)。

二、 學(xué)情分析

學(xué)生在第4章《細胞的物質(zhì)輸入和輸出》時，知道了主動運輸、胞吞、胞吐需要能量，那么能量從何而來？學(xué)生會帶著強烈的學(xué)習(xí)興趣進入本節(jié)的學(xué)習(xí)。所以，教師在組織本堂教學(xué)活動時，要讓學(xué)生保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣，進而達到本節(jié)的教學(xué)目標。

三、 教學(xué)目標

知識與能力：簡述ATP的化學(xué)組成和特點；寫出ATP的結(jié)構(gòu)簡式；解釋ATP在能量代謝中的作用；方法與途徑：認識ATP在細胞中作為能量通貨的原因；通過分析、比較，找出能量代謝的規(guī)律；情感與評價：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生主動參與的學(xué)習(xí)態(tài)度。

四、 教學(xué)過程

（一） 創(chuàng)設(shè)情景

[教師設(shè)疑引導(dǎo)]：播放歌曲《蟲兒飛》，同時讓學(xué)生誦讀問題探討的唐詩。教師提問：（1）螢火蟲發(fā)光過程需要能量嗎？（2）細胞中的糖類、脂肪等有機物都儲存著大量的能量，生命活動需要的能量能夠直接從糖類中獲得嗎？（3）多媒體展示Flash動畫實驗?zāi)M的發(fā)光實驗如表1：為什么C組會發(fā)光，而A、B組不發(fā)光？學(xué)生思考討論：發(fā)光過程需要能量。螢火蟲發(fā)光的直接能源物質(zhì)是ATP，不是糖類。

表1 螢火蟲尾部發(fā)光實驗

第一步取3支試管，加等量的螢火蟲尾部發(fā)光器提取液

第二步A試管加1 mL蒸餾水B試管加1 mL葡萄糖溶液C試管1 mLATP溶液

現(xiàn)象不發(fā)光不發(fā)光發(fā)光

設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)情境，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而可以更好的完成本節(jié)的教學(xué)目標。

（二） 新課教學(xué)

1. ATP分子中具有高能磷酸鍵：教師活動：多媒體課件展示ATP的結(jié)構(gòu)，提問：（1）ATP的組成元素有哪些？（2）ATP的全稱是什么？（3）ATP的結(jié)構(gòu)簡式怎樣寫？（4）結(jié)構(gòu)簡式中，A、P、—、～分別表示什么意思？（5）結(jié)構(gòu)式中的A和A—P～P～P中的A代表的意思相同嗎？（6）一分子ATP中有幾個高能磷酸鍵？（7）ATP如果去掉兩個P后，代表什么化合物？

學(xué)生思考依次回答：（1）C、H、O、N、P元素。（2）ATP的全稱是三磷酸腺苷。（3）A—P～P～P。（4）A、P、—、～分別表示腺苷（包括一分子腺嘌呤和一分子核糖）、磷酸基團、普通磷酸鍵、高能磷酸鍵。（5）結(jié)構(gòu)式中的A代表的是腺嘌呤，A—P～P～P中的A代表腺苷。（6）一分子ATP中含有2個高能磷酸鍵，其中每個高能磷酸鍵儲存有大量的化學(xué)能。ATP的水解就是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解，水解時釋放的能量是30.54 kJ/mol，所以ATP是一種高能磷酸化合物。（7）腺嘌呤脫氧核苷酸。

設(shè)計意圖：使學(xué)生理解ATP的分子組成和結(jié)構(gòu)特點，為ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。

2. ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化：教師活動：多媒體展示ATP的水解，提問：（1）ATP化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定嗎？（2）結(jié)合ATP的分子結(jié)構(gòu)，ATP水解時是哪一個高能磷酸鍵斷裂？（3）ATP水解后有什么變化？（4）ATP水解釋放的能量的去向是什么？多媒體展示ATP的合成，提問：（1）ATP能不能只水解而不合成？（2）ATP合成時，所需能量從何而來？

教師小結(jié)：ATP在細胞中的含量雖然不多，但是它與ADP不停的發(fā)生轉(zhuǎn)化并且處于動態(tài)平衡之中，細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性。

設(shè)計意圖：使學(xué)生理解ATP在細胞中的含量雖然很少，但是和ADP的相互轉(zhuǎn)化是時刻進行并且處于動態(tài)平衡之中的，從而更好的理解ATP作為直接的能源物質(zhì)的原因。

3. ATP的利用

教師活動：為什么說ATP是細胞能量的“通貨”，提問：ATP水解釋放的能量可以轉(zhuǎn)化為哪些能量？教師小結(jié)：細胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；細胞中的放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，如呼吸作用，釋放的能量儲存在ATP中。

歸納總結(jié)：（1）糖類等有機物中的能量不能直接用于生命活動，必須先通過呼吸作用釋放出來，合成ATP，ATP再水解，釋放出的能量才能用于生命活動。所以，ATP才是直接的能源物質(zhì)。（2）ATP在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流動，所以形象地把ATP比喻為細胞內(nèi)能量流動的“通貨”。

設(shè)計意圖：使學(xué)生理解ATP作為細胞內(nèi)能量流動的“通貨”的原因。

五、 教學(xué)反思

本節(jié)的教學(xué)活動，首先創(chuàng)設(shè)一個情景——螢火蟲的發(fā)光現(xiàn)象，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓其知道生命活動需要能量，進而提出問題：糖類等有機物雖然含有大量能量，但是能夠為生命活動提供能量嗎？這樣，學(xué)生進行學(xué)習(xí)的時候就會帶著問題。接著給學(xué)生用PPT展示了發(fā)光的實驗，引導(dǎo)學(xué)生思考，為什么加入只有ATP的一組會發(fā)光，加入蒸餾水和葡萄糖的兩組不發(fā)光？使學(xué)生理解只有ATP才是細胞的直接的能源物質(zhì)。

在教學(xué)活動中，情境創(chuàng)設(shè)—新課教學(xué)—總結(jié)歸納，教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置比較合理，教科書中涉及的知識：ATP的結(jié)構(gòu)簡式、ATP與ADP的轉(zhuǎn)化、ATP的利用這幾個知識點都在本次的教學(xué)活動得以很好的實施。從而學(xué)生才能理解為什么ATP可以作為細胞內(nèi)能量流動的“通貨”。

參考文獻：

[1] 康麗君.《細胞的能量“通貨”——ATP》教學(xué)設(shè)計[J].新課程（中學(xué)），2015（12）：79.

作者簡介：晏麗，陜西省漢中市，漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院；

鄭金龍，陜西省漢中市，漢中中學(xué)；

張輝元，李敏艷，吳曉春，陜西省漢中市，漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院。