《细胞的能量“通货”——ATP》教学设计

晏丽 郑金龙 张辉元 李敏艳 吴晓春

摘 要：在新课教学过程中，对于细胞的能量“通货”——ATP这节内容，教师采用创设情景，不断设疑，组织学生讨论、思考，最终带领学生在不断的头脑风暴中活跃思路，获得知识。

关键词：ATP；能量货币；ADP

一、 教材分析

本节介绍的是细胞中的直接能源物质——ATP，在本模块中具有承前启后的重要作用，可以让学生明白主动运输等细胞的生命活动，需要能量的参与才能完成，又为后面章节关于细胞中生成ATP的生命活动都有哪些而奠定了基础。

二、 学情分析

学生在第4章《细胞的物质输入和输出》时，知道了主动运输、胞吞、胞吐需要能量，那么能量從何而来？学生会带着强烈的学习兴趣进入本节的学习。所以，教师在组织本堂教学活动时，要让学生保持浓厚的学习兴趣，进而达到本节的教学目标。

三、 教学目标

知识与能力：简述ATP的化学组成和特点；写出ATP的结构简式；解释ATP在能量代谢中的作用；方法与途径：认识ATP在细胞中作为能量通货的原因；通过分析、比较，找出能量代谢的规律；情感与评价：激发学生的学习兴趣、培养学生主动参与的学习态度。

四、 教学过程

（一） 创设情景

[教师设疑引导]：播放歌曲《虫儿飞》，同时让学生诵读问题探讨的唐诗。教师提问：（1）萤火虫发光过程需要能量吗？（2）细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着大量的能量，生命活动需要的能量能够直接从糖类中获得吗？（3）多媒体展示Flash动画实验模拟的发光实验如表1：为什么C组会发光，而A、B组不发光？学生思考讨论：发光过程需要能量。萤火虫发光的直接能源物质是ATP，不是糖类。

表1 萤火虫尾部发光实验

第一步取3支试管，加等量的萤火虫尾部发光器提取液

第二步A试管加1 mL蒸馏水B试管加1 mL葡萄糖溶液C试管1 mLATP溶液

现象不发光不发光发光

设计意图：创设情境，引起学生的学习兴趣，从而可以更好的完成本节的教学目标。

（二） 新课教学

1. ATP分子中具有高能磷酸键：教师活动：多媒体课件展示ATP的结构，提问：（1）ATP的组成元素有哪些？（2）ATP的全称是什么？（3）ATP的结构简式怎样写？（4）结构简式中，A、P、—、～分别表示什么意思？（5）结构式中的A和A—P～P～P中的A代表的意思相同吗？（6）一分子ATP中有几个高能磷酸键？（7）ATP如果去掉两个P后，代表什么化合物？

学生思考依次回答：（1）C、H、O、N、P元素。（2）ATP的全称是三磷酸腺苷。（3）A—P～P～P。（4）A、P、—、～分别表示腺苷（包括一分子腺嘌呤和一分子核糖）、磷酸基团、普通磷酸键、高能磷酸键。（5）结构式中的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个高能磷酸键，其中每个高能磷酸键储存有大量的化学能。ATP的水解就是指ATP分子中高能磷酸键的水解，水解时释放的能量是30.54 kJ/mol，所以ATP是一种高能磷酸化合物。（7）腺嘌呤脱氧核苷酸。

设计意图：使学生理解ATP的分子组成和结构特点，为ATP和ADP的相互转化奠定基础。

2. ATP和ADP的相互转化：教师活动：多媒体展示ATP的水解，提问：（1）ATP化学性质稳定吗？（2）结合ATP的分子结构，ATP水解时是哪一个高能磷酸键断裂？（3）ATP水解后有什么变化？（4）ATP水解释放的能量的去向是什么？多媒体展示ATP的合成，提问：（1）ATP能不能只水解而不合成？（2）ATP合成时，所需能量从何而来？

教师小结：ATP在细胞中的含量虽然不多，但是它与ADP不停的发生转化并且处于动态平衡之中，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。

设计意图：使学生理解ATP在细胞中的含量虽然很少，但是和ADP的相互转化是时刻进行并且处于动态平衡之中的，从而更好的理解ATP作为直接的能源物质的原因。

3. ATP的利用

教师活动：为什么说ATP是细胞能量的“通货”，提问：ATP水解释放的能量可以转化为哪些能量？教师小结：细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量；细胞中的放能反应一般与ATP的合成相联系，如呼吸作用，释放的能量储存在ATP中。

归纳总结：（1）糖类等有机物中的能量不能直接用于生命活动，必须先通过呼吸作用释放出来，合成ATP，ATP再水解，释放出的能量才能用于生命活动。所以，ATP才是直接的能源物质。（2）ATP在吸能反应和放能反应之间循环流动，所以形象地把ATP比喻为细胞内能量流动的“通货”。

设计意图：使学生理解ATP作为细胞内能量流动的“通货”的原因。

五、 教学反思

本节的教学活动，首先创设一个情景——萤火虫的发光现象，从而激发学生的学习热情，让其知道生命活动需要能量，进而提出问题：糖类等有机物虽然含有大量能量，但是能够为生命活动提供能量吗？这样，学生进行学习的时候就会带着问题。接着给学生用PPT展示了发光的实验，引导学生思考，为什么加入只有ATP的一组会发光，加入蒸馏水和葡萄糖的两组不发光？使学生理解只有ATP才是细胞的直接的能源物质。

在教学活动中，情境创设—新课教学—总结归纳，教学环节的设置比较合理，教科书中涉及的知识：ATP的结构简式、ATP与ADP的转化、ATP的利用这几个知识点都在本次的教学活动得以很好的实施。从而学生才能理解为什么ATP可以作为细胞内能量流动的“通货”。

参考文献：

[1] 康丽君.《细胞的能量“通货”——ATP》教学设计[J].新课程（中学），2015（12）：79.

作者简介：晏丽，陕西省汉中市，汉中职业技术学院；

郑金龙，陕西省汉中市，汉中中学；

张辉元，李敏艳，吴晓春，陕西省汉中市，汉中职业技术学院。