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基于《细胞的能量“通货”——ATP》的教学设计研究

时间:2022-12-07 21:05:06 来源:网友投稿

zoޛ)j馐<3L?in@5=n6^vMzM学习ATP是直接能源物质作了铺垫。但由于学生对有机化学知识理解能力有限,对ATP理解会有一定难度。多媒体辅助教学会使学生更好地掌握本节课的内容。

一、教学目标

(一)知识目标

通过一课时的多媒体教学课件的教学,说明ATP与ADP相互转化的过程及意义,简述ATP的化学组成、结构特点和用途,同时增强学生的自主学习能力和探究能力。

(二)能力目标

通过对ATP的讲解和多媒体的运用,让学生学会分析ATP与ADP的相互转化及其对细胞内供能的意义。

(三)情感、态度与价值观

ATP是可以通过呼吸作用合成的,它是一个生命体生命活动能量的直接来源,虽然它本身在体内含量并不高。人体预存的ATP能量只能维持15秒,跑完一百公尺后就全部用完,不足的会通过呼吸作用等继续合成。

通过了解和分析体内ATP的价值和作用,加强学生学习的兴趣,激发他们的探索欲望。

二、教学重点和难点

重点是教会学生了解ATP化学的组成、结构特点。

难点是了解和掌握ATP与ADP的相互转化过程。

三、教学过程

教师应针对教学内容对旧知识进行回顾,然后引入新课,课前先提出问题:食物中有哪些营养物质?食物中的哪些物质可以提供能量?

学生回答:食物中含有糖类(碳水化合物)、脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素等六类营养物质。

这些营养物质能否直接为生物体的各项生命活动提供能量呢?

这样的师生交流可以调动学生的积极性创设教学情境,激发学生的学习兴趣。

(一)ATP分子中具有高能磷酸键

糖类是细胞中的主要能源物质,脂肪是生物体内重要的储能物质,但这些能量都不能直接被生物利用,就好比煤炭中的能量不能带动电器是一样的。能量必须转化才能直接为细胞的生命活动提供能量。这种物质就是细胞中能量流通的“货币”。

布置任务让学生阅读教材,思考下列问题:

(1)ATP的中文名称是什么?

(2)ATP分子的结构简式怎样书写?学生做出相应回答,并举例说明“通货”——ATP。能正确写出ATP分子的结构简式并说出各符号的含义。

(3)ATP如果断裂成一个高能磷酸键形成的化合物是什么?断裂两个高能磷酸键形成的化合物又是什么?(结合学过的核酸结构)

教师总结:ATP中“A”表示腺苷,“P”表示磷酸基团,“~”表示高能磷酸键。如果断裂两个高能磷酸键形成的化合物就是AMP,也就是腺嘌呤核糖核苷酸。ATP是一种小分子类化合物,其组成元素有C、H、O、N、P。

(二)ATP和ADP可以相互转化

【资料分析】如果一个人不吃不喝,大约至少能活3天。那么人体如果没有ATP的合成,又能活多长时间?

【数据】氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药,人中毒后在3~6分钟就会死亡。一个正常人体内ATP和ADP的总量是很少的,基本保持一定,约2mg~6mg,但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg。根据资料数据与你的体重相比,能得出什么结论?[1]

对比发现ATP在生物体内的含量是极少,而需求量却非常大,那么细胞中这么少的ATP如何保证细胞中持续的能量供应呢?所以在生物体内要不断地发生着ATP的合成过程,引导学生自主探究:ATP与ADP是如何相互转化的?通过多媒体进行展示:(1)ATP是如何水解释放能量的;(2)ADP转化成ATP的过程;(3)ATP与ADP相互转化的特点;(4)ATP与ADP相互转化的意义;(5)在ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量从哪里来。

引导学生层层推进、逐步深入地思考,同时利用情景图解等调动学生的积极性,加强学生对ATP与ADP相互转化的特点和意义的理解,分组讨论回答问题。

ATP水解时要断裂远离腺苷的高能磷酸键,释放出的能量用于生物体的各项生命活动。合成ATP时ADP和Pi利用光能或葡萄糖中化学能将能量转化为ATP中远离腺苷的高能磷酸键中活跃的化学能。在生物体内不断地发生着ATP与ADP的相关转化以满足生物体对能量的需求。

(三)ATP的利用和应用

教师首先提出疑问:ATP水解释放的能量可以用于哪些生命活动呢?

利用图解引导学生分析ATP水解释放的能量的用途。理解吸能反应、放能反应与ATP水解和合成的联系。结合本节课所学习的内容,谈一谈ATP在生产生活中的应用。

探究为生命活动直接提供能量的物质是ATP还是葡萄糖?结合教材图解,积极思考,主动相互讨论交流,得出结论。

模拟科学家的实验设计一个简单的实验:探究生命活动所需的直接能源物质。

材料用具:肌肉(蛙的腓肠肌)、铜锌叉(间歇性刺激肌肉,肌肉可收缩)、葡萄糖溶液、ATP溶液、脂肪溶液。

ATP是生物体内绝大多数生命活动的直接能源。现在已研究出ATP类药物可用于的有因组织损伤后细胞酶减退所引起的疾病,如心力衰竭、心肌炎、心肌梗死、冠心病、脑动脉硬化、脑卒中后遗症、阵发性室上性心动过速等。

ATP在生命活动中有着重要作用,现代许多学者着重研究ATP在医学及生理学中的作用。有学者研究ATP参与细胞能量代谢、细胞内处信号转导、细胞结构维持、DNA和RNA合成等。在中医针刺信号传导过程中,ATP可影响针刺效应,针刺可改变ATP、ATP酶在相关靶器官或中枢系统的含量。[2]

四、通过对ATP的学习和拓展练习达到的教学意图

通过学生的认真观察和强化练习,加强他们对ATP的理解,并学会利用图解直观展现ATP与ADP的相互转化过程。通过学生小组间的讨论和小组成员间的认真思考,让学生尝试表达自己的想法积极参与、各抒己见、活跃思维,使其主动参与到课堂教学中,培养学生合作探究的能力,培养学生归纳总结的能力,体验生物学原理在生活实践中的价值,培养学生应用生物学原理以及分析和解决实际问题的能力。

ATP的研究还在进行着,它与我们生活息息相关,参与生物体内的多种代谢活动。生物的很多特性都与ATP有关密不可分的关系。希望我们对于ATP的研究能更进一步。

参考文献:

[1]李永恒.教学心得反思[EB/OL].

http:///thread-42956-1-1.html.

[2]陈波,郭义.三磷酸腺苷与针刺效应相关性研究评述[J].Acupuncture Research,2012,(8).

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