ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物,它是生命活动能量的直接来源,在细胞代谢过程中占有非常重要的地位.针对学生之前未了解过ATP相关知识的情况,教师应运用恰当的教学方法,借助形象的比喻将知识化难为易,让学生容易理解,加深印象.
一、教材内容分析
人教版高中生物必修Ⅰ分子与细胞中的第五章第2小节《细胞的能量“通货”——ATP》主要讲解的是ATP分子的构成及其特征,ATP与ADP之间相互转化的过程,还有ATP在某一细胞生命周期内的功能等.在教学过程中,ATP分子的构成特点和它在细胞能量代谢过程中的功能以及ATP和ADP之间相互转化是本节教学的重点和难点.本小节的教学内容不多,但是ATP作为细胞乃至生命体活动的直接能量来源,在任何生命体的生长周期中都起着非常重要的作用,生物在进行光合作用或呼吸作用时都会产生ATP,所以本小节的教学内容可以为今后的学习打下坚实的基础,在学生的学习过程中起着承上启下的作用.
二、课堂教学目标
1.知识与技能目标
(1)简述ATP的构成及其特征.
(2)能够独立将ATP的分子公式默写出来.
(3)清楚诠释ATP在生物能量代谢过程中的功能.
2.过程与方法目标
(1)经过剖析ATP和ADP之间相互转化的过程以及对ATP的利用,逐步提高学生分析现实问题的能力,提高学生阅读既定材料获取相关信息的能力.
(2)采用对一些现实中问题的实验设计,提高学生观察生活、提出疑问、分析疑难以及解决问题的能力,进而增强学生的探究能力与科学素养.
3.情感态度价值观目标
(1)通过渗透热爱生命,保护大自然的情感教育,激发学生学习的积极性.
(2)经过对ATP与ADP的相互转化过程的构建,来提高学生学习参与度,激发学生的学习热情,培养学生用精准的学科术语表达自己的观点,培养学生开展合作学习的学习习惯.
三、教学过程
1.情境导入
利用多媒体播放唐诗《秋夕》的动画片,让同学们观看动画片,描述看到的情景,从而引导学生思考:“萤火虫为什么会发光?它发光的能量从何而来?”鼓励学生根据所学知识思考能量的直接来源,说出自己的猜想.
设计意图:创设情境引入新课,用学生生活中常见的现象激发学生兴趣,培养学生的探究精神.
2.问题探讨
为解决导入中出现的疑问,验证猜想的正确性.教师应提供给学生适量的研磨好的萤火虫发光器粉末、试管、ATP溶液以及葡萄糖溶液,组织学生设计实验共同探究为生命活动提供直接能量的物质是ATP.
设计意图:以实验的形式集中学生的注意力,加强学生自主探究并根据实验现象归纳结论的能力.
3.ATP的分子构成
ATP是什么物质,对于它的性质,学生大都很陌生,教师需要准备一定的ATP注射液、片剂、粉末以及产品说明书,在学生观察过程中与学生一起探讨ATP的物理性质.之后引导学生思考:既然ATP的分子构成与直接供能密切相关,那么ATP分子又有怎样的结构特点呢?鼓励学生说出ATP字母的含义,教师总结学生答案得到“A代表腺苷,T代表three,P代表磷酸基团”的结论并构建ATP的结构简式:A-P~P~P式中“-”表示一般的磷酸键,“~”表示高能的磷酸键.强调:ATP分子水解其实是高能磷酸键断裂,ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物.
设计意图:培养学生用模型建构来诠释原理的能力,明确ATP的分子结构,加深学生对ATP的理解.
4.ATP和ADP的相互转化
在了解ATP的分子构成后,教师需播放一段简单的Flash课件,由学生观察“ATP与ADP的相互转化过程”,在学生观看结束后提出问题:ATP分子在水解的过程中,断裂的是哪一种磷酸键?水解过程中能量与物质产生怎样的变化?组织学生合作学习,教师在旁指导并逐层深化学生的思考层面,然后教师挑选参与度不高的学生说出自己的观点,在教师的纠错与指导下使全体学生了解到“水解过程中,高能磷酸键断裂释放能量,获得 ADP分子”的答案.教师继续引导学生思考: ADP是否可以转化为ATP?转化时需要什么条件?物质和能量是否可逆?小组继续讨论,每一小组推举代表发言,就争议之处由教师点拨.最后由教师总结ATP与ADP的转化过程,并用反应式归纳二者关系.在将葡萄糖类比成“支票”,ATP类比成“现金”的基础上使学生接受ATP是细胞能量“通货”的难点.
设计意图:利用小组讨论增强学生学习氛围,提高学生分析归纳与合作交流的能力,完成新旧知识的结合.
5.ATP形成的途径
在了解ATP分子构成后,教师继续引导学生思考“ATP分子究竟是从哪里来的?”通过组织学生观察书中的图片,找出ATP分子形成的途径,鼓励学生在小组内结合所知实例共同总结.
设计意图:培养学生阅读材料获取信息的能力.
6.ATP的利用
教师首先提出关于细胞内吸能、放能反应与ATP的关系;然后就能量用途组织学生在小组内结合实例进行讨论,共同总结ATP中化学能的实际转化,最后由学生就流萤发光问题进行解答.
设计意图:让学生体验用习得的知识科学合理地解释生活中常见的现象,提高学生理论与实践结合的能力.
7.总结巩固
首先展示课堂检测题,其中包括学生容易做错的题,让学生独立说出该问题的答案,并说明其理由,如果有学生将问题回答错了,那么让学生自己分析自己错在了哪里,然后再由教师补充;之后由教师进行课堂总结,让这节课的内容成为一个完整的知识体系,在此过程中让学生们充分理解理解和掌握ATP分子在生物体生命活动过程中的重要作用;最后教师简介下节课学习内容,布置自学任务.
四、教学反思
在本节课的教学过程中,为学生营造了一种自主学习的氛围,通过指导实验,促使学生主动发现、探索、解决问题,逐渐提高学生在合作交流中观察生活、获取信息的能力.
总之,ATP在与ADP的相互转化过程中实现了贮能和放能,保证了细胞各项生命活动的能量供应.在形象具体的比拟教学中,既能使学生充分认识到ATP的生物价值,又能完善学生的知识架构,保证了学生学习能力的提高.
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