ATP教学设计

“ATP——细胞能量通货”的教学设计

一、教材分析及设计思路

（一）指导思想

以往的课堂教学，过于强调知识的传授与学生学习的结果，对于学习的过程和学生能力的培养重视程度不够。新课程理念下的教学设计，应改变以往的设计思路，充分体现以学生发展为本的新课程理念，即坚持全体学生的全面发展、突出学生个性的健康发展、关注学生的终身可持续发展。新课程也明确提出教师应成为学生学习的组织者、引导者、合作者，是学生全面发展的促进者。

（二）教材分析

《细胞与能量》，取自浙科版高中生物必修一第三章第一节，主要讲诉了细胞能量通货ATP的结构特点，及其分解、合成的过程与意义。这一节的内容，可谓细胞内能量转换和传递的“中转站”，不仅是对第一章糖类等能源物质供能的延伸，同时也是为后续学习呼吸作用、光合作用等具体能量的转化过程作铺垫，在所有生物的代谢中占有普遍的重要地位。

（三）学情分析

（1）此次教学对象是高二学生。根据皮亚杰的认知发展观，其思维发展正处于形式运算阶段，具象思维已向抽象思维转换，具备一定的比较、分析及分解决问题能力。

（2）通过必修1第一章的学习，学生已了解了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，明确了主要能源物质、储能物质、能源物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质作了铺垫，也是在本节课的学习中需要注意区分的几个概念。同时，初中时学生也已经接触了有关光合作用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。

二、教学目标及重难点

（一）教学目标

（1）知识目标：1、理解ATP的分子简式及其结构特点

2、理解ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞中能量代谢中的意义

3、掌握ATP是新陈代谢的直接能源，并理解A TP作为"能量通用货币"的含义

（2）能力目标：通过分析A TP与ADP的相互转化及其对细胞内供能的意义，初步训练学生分析实际问题的能力。

（3）情感、态度、价值观目标：让学生在分析自己身体内发生的ATP-ADP循环及其重要意义过程中，体验到生物学原理在生产实践中的价值，加强学生对身边的科学这一理念的理解。

（二）教学重难点

（1）教学重点：A TP的分子简式及其结构特点、A TP和ADP间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、A TP是新陈代谢的直接能源，A TP作为“能量通用货币”的含义

（2）教学难点：A TP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义、理解ATP作为“能量通用货币”的含义

三、教学思路

本节内容虽然知识难度不是很大，但是由于部分内容比较抽象，所以采取探究实验、自主阅读与讨论以及模拟演练等相结合的方法开展教学。通过复习以前学过的能源物质，设计葡萄糖与医用ATP片剂的实验，让学生明确能源物质的存在。由此导入探究性实验，让学生认识到只有ATP是直接的供能物质。而整个的设计始终贯穿问题讨论、思考、模拟演练以及联系生活实际来学习本课时的内容，将重点、难点问题层层分解，步步设疑的方法，使抽象的内容形象化、具体化，结合多媒体调动学生多种感官的活动，激发学生学习兴趣和学习积极性；充分体现生物新课标提出的四项基本理念：面向全体学生、培养和提高学生的生物科学素养、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系。尤其突出探究性学习以及创新精神和实践能力的培养。

四、教学过程

（一）创设情景，实验导入

展示实物。借助著名科学家霍金患有卢伽雷病的例子，引出腺苷三磷酸二钠这一药物，并出示实物。然后，向学生展示腺苷三磷酸二钠的说明书，重点强调“释放能量”等字眼，引发学生对“能源物质”与“细胞供能”的回忆、思考。

提出问题。在引导学生回忆细胞中的主要能源物质和储能物质后，让学生设计实验，检验ATP与葡萄糖是否能同时为细胞生命活动提供能量。

解决途径。展示实验物品，并通过重要实验材料的说明，给与学生提示。因为实验设计有一定难度，所以教师遇到“瓶颈”时可以先展示一个实验方案（萤火虫发光物质的实验），并强调“控制变量”与“设置对照组”的作用。再让学生模仿，设计新的实验方案（例如青蛙腓肠肌的收缩实验），而教师要随时引导、修正。

设计意图。通过实物展示，联系生活，化抽象知识为具象，便于引起学生的学习兴趣。同时，实现新、旧知识的对接，在复习旧知识的基础上，引发学生的问题冲突，培养学生的探究意识，深化实验设计能力，并养成严谨的科学实验精神。

实验与讨论。现场操作上述两个实验方案，重点在青蛙腓肠肌的收缩实验（请3位学生进行实验，其余同学观察）。

1、第一位学生将50%的葡萄糖溶液滴加到挂在铁架台上刚丧失收缩功能的腓肠肌上，然后用电刺激，观察肌肉是否收缩？

2、第二位学生将医用针剂A TP滴加到在铁架台上刚丧失收缩功能的腓肠肌上，然后用电刺激，观察肌肉是否收缩？

3、（补充实验，进一步释疑）第三位学生将刚丧失收缩功能的腓肠肌放在葡萄糖溶液中浸泡5min左右，然后用电刺激，观察肌肉是否收缩？（在观察的基础上，教师补充浸泡后的腓肠肌中可以提取出ATP）

实验后，学生根据相关现象交流看法，讨论实验结论或提出疑问。同时，教师不失时机地引导学生总结出“ATP是生物体的直接供能物质”。

教师小结。通过一系列实验表明，虽然糖类是生物体内主要的能源物质，但其所贮藏的能量是不能直接被生物体利用的，它们都要先转化成A TP中的能量之后才能被生物体直接利用。所以ATP是生物体所需能量的直接能源。

设计意图。活跃课堂气氛，激发学生学习的主观能动性，培养学生动手操作、分析问题并解决问题的能力。同时，通过实验现象的观察，引出核心结论，达到学生对“ATP是新陈代谢的直接能源”这一理论的充分理解，正式切入新课内容的学习。

（二）ATP结构与供能过程的学习

问题情境。ATP作为生物体的直接供能物质，其结构上有什么特点，与其功能相适应？

解决途径。自主学习。学生阅读教材第50页的资料，总结答案，搭建ATP的结构模型。教师通过归纳学生的回答，帮助学生理解A TP三个字母的含义。同时，为加深印象让学生动手写一写ATP的结构简式（A-P～P～P）并标出各部分的名称。写完后组内相互检查。教师根据学生的书写情况，指出书写时经常出错的地方（学生常把高能磷酸键和普通磷酸键记混），提醒学生注意，并由此引出高能磷酸键和普通磷酸键的区别。

问题情境。结合高能磷酸键，思考ATP如何释放能量，同时说明能源的可能去向。

解决途径。个人思考，结合化学知识，理解A TP水解断裂高能磷酸键，生成ADP与Pi并释放能量。因为问题相对简单，教师只需适时学生引导看书，并通过播放ATP水解的动态Flash视频，帮助学生加深理解。同时，举例说明如肌肉收缩、营养物质的吸收、核糖体合成蛋白质等的过程都需要能量（看课件）。

设计意图。通过文字、图片、视频等多种媒体的转化，引发学生的兴趣，提高有意注意。在知识目标上，实现了学生对ATP结构特点的进一步理解。同时，在教师引导下提倡自主学习，培养学生的自学能力。

（三）探讨A TP与ADP间相互转化的关系

问题情境。资料导入：经科学检测发现，ATP在细胞内含量很少。在安静状态下，肌肉中的ATP只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。但一般来说，一个成人在静止状态下一天至少要消耗48kg A TP。从中可以得到什么结论？

解决途径。学生随意举手发言，让学生充分表达自己的观点，同时教师适时引导学生找到资料中的科学问题——A TP含量少，转化快；引出ATP与ADP相互转化的过程。

深化途径。将A TP比作零用钱，它会随着花销而减少，因此要维持正常生活必须不断兑开大面值钞票给予补充，强调有机物分解时释放的能量可以被用来合成ATP；然后，通过动画形式播放，引导学生讨论ATP和ADP之间的相互转变伴随着能量的贮存和释放，强调细胞内ATP的含量是相对稳定的；最终使学生认识到ATP与ADP之间高效、迅速的转化是处于动态平衡之中的，A TP是生物体的直接能源，是细胞能量代谢的“通用货币”。

设计意图。在图文转化中，加强学生的理解记忆，培养其理解能力和表达能力。

问题情境。思考讨论：图中A TP和ADP之间的相互转化是否可逆？

解决途径。小组思考、谈看法，教师通过“反应条件（酶）”、“反应场所”、“能量”等关键词的提示，引导学生从不同方面分析讨论。

教师小结。概括A TP与ADP间相互转化的过程，并强调此转化过程的物质是可逆的，但能量是不可逆的。

（四）、ATP—ADP循环的应用价值

问题情境。拓展讨论：假设现在有一个人因饥饿造成急性休克，周围可用的药品有：葡萄糖口服液、葡萄糖注射液、片剂和A TP针剂。如果你是医生，你会采取什么措施？

解决途径。先由学生随意发表看法，随后教师引导学生对不同措施进行相互评价，从学生的意见中得出最优策略。

设计意图。让生活走进课堂，让课堂走近生活，给学生展示自己知识和能力的机会。

课外探究。（1）1954年美国人阿龙用叶绿体加上ADP和磷酸，照光后得到A TP。那么，ATP在植物的光合作用中到底是如何生成的呢？

（2）动物体和人体内A TP形成的途径除了细胞呼吸，还有其它途径吗？

设计意图。引导学生去课外查资料，培养学生继续探究意识。

五、教学反思（即如何体现“用教材教”）

本节课通过探究实验引入课题，激发学生的好奇心和求知欲，充分体现了新课程的探究式学习理念。同时，以学生自学为主，教师引导为辅，积极给学生创造机会，让他们主动参与，使学生在学习中变“被动”为“主动”，始终以探索者的身份不断克服和解决新问题；使整个教学过程始终贯穿“用教材教”的理念。主要特点体现在以下3点：

1、以教材知识为出发点，积极设计与现实生活紧密联系的教学环节。因为本节知识点相对抽象，学生的学习容易局限于单纯的记忆。为加深理解，此次教学采用探究实验、问题讨论等方法创设学习情景，并创新改良了“蛙的腓肠肌收缩实验”，通过萤火虫发光、腓肠肌收缩等一系列实验引发学生的学习兴趣，帮助其加深理解，并在讨论中实现现象与本质的统一。这样做充分体现出新课标中“倡导探究性学习”、“注重与现实生活的联系”的理念。

2、教学内容不局限于教材，积极结合课外材料，以科学知识完善学生的认知结构。在本节课中相关知识的介绍大多较为浅显，虽然便于理解，但不利于学生形成完整的知识结构，如“ATP是生物体的直接供能物质”只有几句话的说明，对高能磷酸键的断裂也没有仔细说明。所以，此次教学大大丰富了课堂的内容，通过探究实验的设计操作，明确了ATP“直接能源物质”的地位；并根据学生的课堂学习情况，适当拓展相关的科学材料。

3、整个教学过程不局限于教材知识的学习，更在于通过模拟演练，多媒体课件等方式为学生提供了讨论学习、合作交流的机会，让学生在师生互动、生生互动的模式中运用所学知识解决生活实际问题，从而深化对问题本质的认识，同时也培养合作精神、创新精神以及探究实验能力。