高中生物必修1《第4章细胞的能量代谢第1节生命活动的直接能源》237北师大教案教学设计
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第1节生命活动的直接能源——ATPATP 的生理功能[自读教材·夯基础]1.A TP 是生命活动的直接能源物质(1)原因:细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP 直接提供能量。
(2)实例:用于有机物合成、细胞分泌、肌肉收缩和兴奋传导等生命活动。
2.A TP 是细胞内流通的“能量货币”(1)合成代谢一般与A TP 水解的反应相联系,由A TP 水解提供能量。
(2)分解代谢一般与A TP 的合成相联系,释放的能量储存在ATP 中。
(3)能量通过ATP 分子在合成代谢和分解代谢之间进行周转。
[跟随名师·解疑难]细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP 直接供能的1.一切生命活动都离不开能量。
糖类是为生命活动提供能量的主要能源物质,A TP 是生物体的直接能源物质。
2.1个A TP 分子由1个腺苷和3个磷酸基组成,含有2个高能磷酸键,其中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易断裂,释放出其中的化学能。
3.A TP 中能量的储存和释放,是通过A TP 与ADP 的相互转化来实现的,细胞内部时刻进行着A TP 与ADP 的相互转化。
植物细胞动物细胞需能的生命活动需能的生命活动⎭⎪⎬⎪⎫细胞分裂植株的生长根对矿质元素离子的吸收主动运输等←A TP→⎩⎪⎨⎪⎧吸收与分泌物质合成神经传导和生物电肌肉收缩等ATP中的化学能可以直接转化成其他各种形式的能,用于各项生命活动。
这些能量的形式主要有以下6种:(1)渗透能:细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的,物质跨膜移动所做的功消耗了能量,这些能量叫做渗透能,渗透能来自ATP。
(2)机械能:细胞内各种结构的运动都是在做机械运动,所消耗的就是机械能。
例如,肌细胞的收缩、草履虫纤毛的摆动、精子尾部的摆动、有丝分裂期间染色体的运动、腺细胞对分泌物的分泌等,都是由A TP提供能量来完来的。
(3)电能:大脑的思考,神经冲动在神经纤维上的传导,以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等,它们所做的电功消耗的就是电能。
第四章光合作用和细胞呼吸第一节 ATP和酶第一课时生命活动的能量“通货”——ATP一、教材分析<<细胞的能量“通货”——ATP>>是苏教版高中生物必修一第四章第一节的教学内容,主要包括了ATP的分子组成和结构特征、ATP与ADP的相互转化转化、ATP的利用这三方面。
本节内容具有承上启下的作用:学生可以进一步理解只有在能量驱动下细胞膜才能行使主动运输的功能;加深理解把叶绿体、线粒体比喻为“能量转换站”和“动力车间”的含义;便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用分不开。
二、学情分析学生通过对必修一第二章的学习,已经掌握了糖类、脂肪、蛋白质等有机物,明确了能源物质、主要能源物质、储能物质等概念,这为进一步学习ATP是能量的“通货”作了铺垫。
学习了RAN的分子结构,为构建ATP模型奠定了基础。
此外,学生有了初步建立思维的目的性、连续性和逻辑性,但不完善,对抽象知识的理解具有一定的障碍,因此对ATP和ADP的化学组成简式的分析与解释有一定的难度。
三、课程标准大概念:细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖。
重要概念:细胞的功能绝大多数基于化学反应,这些反应发生在特点区域。
一般概念:解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质.四、教学目标(1)能够简述A T P的化学组成和特点,熟练写出A T P分子简式、理解A T P与A D P的相互转化过程,解释A T P是驱动细胞生命活动的直接能源物质,认同结构和功能观。
(生命观念)(2)通过对A T P模型的建构,体验建立模型的思维过程,领悟模型方法,获得A T P的概念。
(科学思维)(3)通过分析A T P、A D P的动态平衡,树立辩证唯物主义的自然观、生态观,激发学生观察探究生命本质的热情。
(社会责任)五、教学重难点教学重点:ATP与ADP的相互转化及其在能量代谢中的作用。
教学难点:A T P与A D P的相互转化。
生命活动的直接能源——ATP
【教学目标】
知识目标
简述ATP的化学组成和特点。
写出ATP的分子简式。
解释ATP在能量代谢中的作用。
能力目标
学生通过分析ATP与ADP的相互转化及其对细胞内供能的意义,初步训练学生理论联系实际,分析实际问题的能力。
情感态度价值观
让学生在分析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(RLS)这一理念的理解。
【教学重难点】
1.简述ATP的化学组成和特点。
2.理解ATP的储能与放能的过程。
理解ATP的储能与放能的过程。
【教学过程】
【板书设计】
生命活动的直接能源
(一)ATP的生理功能
为生命活动提供直接能源
(二)ATP的分子简式
1.ATP的结构简式
2.ATP的化学组成
3.ATP结构特点
(三)ATP的储能和放能
1.放能:
2.储能。
14能量之源——光与光合作用(光合作用的原理)一、教学目标1.说明光合作用以及对它的认识过程。
2.说出光合作用过程。
二、教学重点和难点1.教学重点(1)光合作用的发现及研究历史。
(2)光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
2.教学难点光反应和暗反应的过程三、教学方法探究法、实验法、讲述法、对比法四、课时安排1五、【课前准备】1、制作多媒体课件。
2、课前教师提供一份预习学案,布置学生预习课本的内容。
六、教学过程教师:通过上一节课的学习,我们已经知道光合作用的场所是叶绿体,请问叶绿体有哪些结构特点与其功能相适应呢?回顾叶绿体的亚显微结构。
学生:第一,叶绿体内有许多基粒和类囊体,扩大了叶绿体的受光面积,类囊体膜表面分布着许多吸收光能的色素分子,便于光能的吸收;第二,类囊体膜表面以及基质内还分布着多种光合作用所必需的酶,有利于光合作用的进行。
教师:初中我们曾经学习过有关光合作用的知识,请问你们对光合作用的知识还有哪些方面的了解?学生:(七嘴八舌)光合作用的原料是CO2和H2O;光合作用的条件是光;光合作用的产物是糖类和氧气;等等。
教师:很好。
看来大家对光合作用的知识还了解不少。
请一位同学根据幻灯片内容来归纳光合作用的概念。
学生:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
教师:很好,看来同学们对光合作用的具体过程掌握得不错。
但是有哪位同学知道光合作用的过程是怎样被人发现和了解的吗?教师:这个问题看来大家了解得不多。
人们对光合作用的认识经历了一个漫长的过程,科学家们用了200多年的时间经过无数次的实验才对光合作用的过程有了比较清楚的认识。
下面我们将沿着科学家们探寻的足迹,去体验他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。
〖板书〗㈠光合作用的探究历程教师:这部分内容我们将以小组合作学习的方式来进行。
请大家结合课本P101~P102的内容,根据提供一份预习学案,然后分组讨论表格中所提出的问题。
光合作用一、学情分析学生在小学的《科学》和初中《生物》课中已学习过有关光合作用的知识,在生活实践中对光合作用也有所了解。
这些知识、经验和技能是学好本节内容的重要基础。
对于光合作用中的物质代谢和能量代谢过程的学习学生会有些困难。
针对这种情况,在教学过程中教师可以多角度提出问题,引导学生围绕问题进行分析、推理,从而得出结论。
二、教学目标1、知识目标:说明光合作用的原理和光合作用的过程。
2、能力目标:通过对光合作用探究历程的学习,培养学生分析、推理的思维能力;通过对光合作用过程的学习,培养学生知识整合的能力。
3、情感目标:激发学生进行科学探究的兴趣;感受科学家实事求是的科学态度、坚忍不拔的意志品质;养成严谨的科学态度,树立创新的科学精神。
三、教学重点光合作用的原理和光合作用的过程。
四、教学难点光合作用的过程中物质变化和能量变化。
五、教学准备多媒体课件。
六、教学方法讨论法、探究法、分析法、讲授法等相结合。
七、教学策略1.对多个实验进行有效的整合光合作用的探究历程中有一系列的实验,学生学习这些探究实验的过程也就是学习光合作用原理的过程。
有些实验学生在小学和初中时就有所接触,对于这些探究实验的学习采取以学生自学为主,教师从多角度提出问题,让学生带着问题去阅读、思考、讨论,在学生解答的基础上教师再加以适当的点拨,引导学生归纳出光合作用的反应式。
通过对反应式中元素的来源和去向的探究把学生引入鲁宾、卡门实验和卡尔文实验的学习,这两个实验对大部分学生而言较为陌生,教师先讲授实验过程,再提出问题,接着引导学生分析实验现象,得出实验结论,让学生体验、感受科学家实验的科学性、严谨性。
2.对教材中的某些知识做了适当的调整在讲授探究氧气来源的实验时穿插介绍光合作用光反应的内容;在讲授探究碳元素的转移途径的实验时穿插介绍暗反应的内容,这样处理不仅将光合作用的探究历程与光合作用的过程进行了有机的整合,便于学生把握它们的联系;还突出了教学中的重点、突破了教学中的难点。
《光合作用》教学一、教学目标1、生命观念能运用结构与功能相适应的观念,阐明叶绿体的结构与光反应、暗反应中物质变化和能量变化的适应关系。
2、科学思维能运用科学思维方法,基于给定的问题与资料,分析、归纳光反应和暗反应的具体过程。
能基于给定的问题情景,分析、概括光反应与暗反应的相互联系。
3、科学探究运用阅读教材、观察图片、分析与归纳、交流与讨论的方法,探究光反应与暗反应的具体过程。
能运用反应式记录探究结果,阐明光反应与暗反应的区别与联系。
4、社会责任关注光合作用对人类生产、生活的意义,能够对科学研究价值做出自己的判断。
二、教学重点难点教学重点:光合作用的光反应、暗反应的过程。
教学难点:光合作用过程中物质和能量变化。
三、教学设计教学内容教师活动学生活动教学意图课程导入复习提问1.光合作用的场所?2.叶绿体的结构?思考回答温故而知新,检验学习效果。
通过对叶绿体结构的巩固,3.光合作用的原料、产物和条件是什么?为学习光合作用过程做铺垫。
光合作用反应式总结:你能用一个化学反应式将光合作用表示出来吗?书写基于现有的生物学证据,归纳出光合作用的化学方程式,培养学生科学思维习惯。
自主探究光合作用的过称过渡:在每一个微小的叶绿体内,CO2和H2O究竟怎样转化为氧气和碳水化合物的呢?下面我们来学习光合作用的过程下面,请同学们带着问题,自主探究教材第103、104页1.光合作用分为哪两个阶段?(光反应阶段、暗反应阶段)2.两个阶段划分的依据是什么?(光的有无)3.各阶段进行的场所、发生的物质变化(尝试写出反应式)、能量变化、所需的条件是什么?带着问题阅读教材,观察图片,自主学习,小组讨论,交流通过设下问题串,引导学生有目的的自学,探究光合作用过程,培养学生科学探究能力。
同时在探究中提高学生自学、获取信息、归纳整理信息的能力。
小组合作交流,培养学生合作能力光合作用的过程教师鼓励学生回答,纠正,补充,完善答案。
对学生进行评价与鼓励。
第1节生命活动的直接能源——ATP一.学习目标1.简述ATP的化学组成和特点2.写出ATP的分子简式3.解释ATP在能量代谢中的作用二.学习重难点1.A TP化学组成的特点及其在能量中的作用2.A TP与ADP相互转化三.教学过程【引入】_____________ _是细胞的主要能源物质,______________是生物体内储存能量的物质,______________ 是几乎所有生命系统中能量的最终源头,新陈代谢所需能量的直接来源是_____________ _。
(一)、ATP分子中具有高能磷酸键1. ATP分子结构(1)ATP中文名称:______________,ATP的结构简式:_____________________。
其中字母所的含义:“A”:__________ “T”:__________ “P”:___________“—”:______________ “~”:_______________。
【引申思考】三磷酸腺苷与腺嘌呤核糖核苷酸有关系吗?(2)ATP的元素组成:___________________________。
(3)ATP是细胞内的一种化合物。
的高能磷酸键容易水解断裂,同时释放出大量的能量,。
(二)、ATP和ADP可以相互转化1.ATP的水解反应式:___________________________________。
ATP的生理功能:A TP是生物体各项生命活动的。
【思考】ATP在细胞内含量很少,但为什么我们各项活动能时刻顺利地进行呢?2.ATP的合成(阅读书本,完成下列内容)(1)反应式:___________________________________。
(2)ADP转化成A TP时所需能量的主要来源:动物、人、真菌和大多数细菌:________________ ,绿色植物:______________________ 。
【思考】ATP与ADP之间的相互转化过程是不是可逆反应?3.ATP和ADP可以相互转化的过程反应式:___________________________________。
“光合作用过程”教学设计广东汕头华侨中学曾晓宜单元(章节)课题第四章细胞能量的代谢——第二节能量的获得——二、光能的转换——光合作用本节课题光合作用的过程课标要求概述光合作用的过程。
三维目标一、知识目标:概述光合作用的过程。
二、能力目标:通过观察光合作用过程图解,培养学生自主学习的能力、观察能力。
三、情感目标:通过学习光合作用过程,认识光合作用过程和反应实质,使学生建立科学严谨的态度,从中学习科学家契而不舍的探究精神。
学情分析学生对光合作用知识有一定基础,但化学知识面窄、深度不够,对光合作用只是很浅显的认识,有的学生还有错误的认识,对光合作用的实质一清楚。
所以学习这部分知识应从光合作用的实质上认识和学习,使学生要建立起正确的光合作用知识体系。
教学重难点1.通过观察学习光合作用过程,掌握光合作用光反应和暗反应的条件、场所、物质变化、能量变化、反应实质以及光反应和暗反应的联系。
2.通过分析光照和CO2浓度变化对光合作用过程中各物质合成量的影响,理解光合作用过程中光反应和暗反应的联系。
教学思路:通过构建光合作用过程图解,分析光照强度和二氧化碳条件改变对各种物质含量的影响,以及相关练习,反复强化突破教学重点,引导学生理解光合作用的基本过程。
教学手段运用教学资源选择1.引导学生画图、讲述、分析、讨论,以及教师综合点评等多种方法相结合。
2.“课前自主预习”预习,3.“课堂导学案”教学过程环节学生要解决的问题或任务教师教与学生学科&网Z&X&X&K]设计意图一、导入新课二、新课研学三、练习巩固复习导入:1.引导学生回顾科学家探究光合作用过程,写出光合作用总式,从反应总式中找出本节课需要解决的问题。
2.引导学生观察课本光合作用的图解,学习光反应和暗反应阶段的主要反应步骤,通过讨论归纳总结光反应和暗反应的条件、场所、物质变化、能量变化、反应实质以及光反应和暗反应的联系。
一、光合作用的过程:1.光反应:2.暗反应:3.光反应与暗反应的关系:二、分析光照和CO2浓度变化对光合作用过程中各物质合成量的影响三、光合作用的重要意义引言:上一节课我们复习了光合作用的探索历程,体会到光合作用是经过一代代科学家不懈努力得以发现的,那么什么叫光合作用?学生回答:光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把水和二氧化碳转化为储存着能量的有机物,并释放氧气的过程。
第五章
第2节
细胞的能量“通货”——ATP
一、教学目标
1.知识目标:①简述ATP的化学组成和特点。
②写出ATP的分子简式。
③解释ATP在能量代谢中的作用
2.技能目标:运用知识迁移、结构与功能相适应的基本方法进行学习。
3.情感目标:积极思考问题,体验用好的方法轻松认识新事物的愉悦。
二、教学重点、难点分析:
知识上:①ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。
②ATP与ADP的相互转化。
能力上:学生在进入课堂时对“ATP”的概念可能是一片空白,但本身头脑中并不是一片空白,他们对周围的世界有自己的看法,这些看法来源于日常生活中的感性认识,并且能够解释一些问题,因此为学生所接受。
如果让全新的知识与原有的知识经验建立起联系,消除对新概念的陌生感,那么学习难度就大大降低了。
本节课的标题为“细胞的能量‘通货’──ATP”,就蕴涵了上述的学习方法,通过这堂课不光
要学生用这种方法学习本节知识,更重要的是培养学生在今后的学习中主动用这种学习方法的习惯。
三、课时安排:1课时
四、教学设计
学习活动
教学说明(课堂时间安排)
(一)、新课引入
实验设计:
1、新课引入
幻灯片播放唐诗《秋夕》的Flash动画:
“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。
天街夜色凉如水,卧看牵牛织女星。
”
2、实验设计
(1)学生设计实验:播放幻灯片,给出实验材料。
布置学生分组讨论,小组代表发言,提出方案。
实验材料:将发光器粉末若干,溶于生理盐水。
现再提供试管若干,一定浓度的葡萄糖溶液,一定浓度的ATP溶液,蒸馏水,滴管等。
(2)学生修正实验:引导得出完善的实验方案。
(3)强调:实验设计的三个原则:对照、等量、单因子原则。
(4)幻灯片播放,显示实验过程,进行解说。
(二)、ATP分子的结构:
布置学生课前在自学教材的基础上分组合作试拼ATP分子结构模型,加深对分子结构的理解。
1、问题:腺嘌呤、核糖、磷酸是如何连构
“求偶行为,雌性萤火虫发出微弱的光蛰伏在草丛中,雄虫发现后会用一种兴奋的明亮的闪光来示好,等待着雌虫发光的变化以确定自己有多大成功的把握。
”
有。
萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能,只有在转变成光能时,萤火虫才能发光。
(3’)
结构与功能相适应,探究ATP的结构
成ATP的呢?
2、学生分组建模:以四位同学为一组,互相合作,共同完成ATP模型的构建。
3、相互评价并修正模型:
(1)请各小组同学代表展示模型,说明这样制作的理由。
(2)学生互评,在互评的过程中理解ATP的化学结构特点。
(3)学生修正模型,拼出正确的ATP的分子结构模型。
在黑板上贴出模型做的较好的那组的ATP分子结构模型。
4、讨论ATP分子的化学简式及ATP分子的化学特点:(1)(指模型)这种化合物为什么叫ATP?ATP这三个字母代表的含义是什么?
(2)学生尝试写出ATP分子的化学简式。
(3)讨论:
“—”与“~”这两个符号的含义有什么不同?
(4)学生代表发言:模型被展示那组同学代表针对他们做的模型说明以上问题,并总结ATP分子结构的特点,再由其他同学作补充,调动积极性并利于形成ATP的形象认识。
5、师生共同归纳ATP的名称、简式、物质性质、功能作用,形成ATP的理性认识。
(1)ATP(三磷酸腺苷),
结构简式:A-P~P~P,是各项生命活动的直接能源物质。
(2)ATP能作为直接能源是因为ATP的化学性质不稳定,远离A的那个高能磷酸键容易水解,也很容易重新形成,ATP 和ADP之间可以相互转化。
(三)、ATP、ADP相互转化
1、设疑:
资料
:
一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg,在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5kg/min。
而细胞内ATP、ADP 的总量仅有2-10mg。
人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP,这意味着每个ATP分子每天要被
利用ATP与ADP的相互转化图或课件,与化学上的可逆反应的比较分析
(10’)
继续利用前面的比喻,将细胞中的能量通货比作我们日常生活中的零用钱,它会随着每天的花销而减少,因
此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充,细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物。
在有机物分解时释放出的能量能被用来合成ATP,这个过程通过ATP与ADP的相互转化来实现。
重复利用2000-3000次。
(1)由资料对学生提出问题:生物体内的ATP有什么特点?学生分析资料得知ATP在生物体内存在特点是:转化快,含量低,且含量相对稳定。
(2)思考:请同学们想一想,在细胞中,ADP若转化成ATP 需要些什么条件呢?ATP若要转化成ADP又需要什么样的条件呢?
3、学生自学教材,总结ATP与ADP的相互转化的条件及过程。
4、讨论ATP与ADP的相互转化的条件:(强调:酶的种类不同,能量的来源和去向不同)
ADP+Pi+能量ATP
物质可逆,能量不可逆
5、讨论:在ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量从哪里来呢?并以此引出下一个问题—ATP的形成途径。
(四)、ATP的形成途径
1、通过学生自学、图文表述提问、师生共同归纳、展示动画等程序教学。
2、结论:动物和人等:呼吸作用,绿色植物:呼吸作用
光合作用。
(五)、ATP的利用
1、设疑:在ATP转化成ADP的过程中释放出的能量,到哪里去了呢?请大家举例说明。
让学生在看懂图解的基础上,再依据教材90页的图解,讨论ATP还有哪些用途,从而对该知识点进行补充和完善。
2、联系生活
提问:
(1)
ATP能为生命活动提供能量,能不能只要吃ATP就可以了?(2)资料:氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药,人中毒后在3~6分钟内就会死亡。
氰化钾为什么顷刻使人毙命?
请同学概括回答P88
“本节聚焦”P90
思考与讨论的问题(5’)
(10’)
(六)、总结巩固
通过课堂练习加以巩固,最后进行课堂小结,构成完善的知识体系,并最终理解ATP在生物生命活动中的作用和地位。
板书设计
第2节
细胞的能量“通货”——ATP
1、
ATP分子结构特点
结构简式:A-P~P~P
2、ATP与ADP的相互转化
ADP+Pi+能量ATP
3、ATP的生成途径
动物和人等——呼吸作用
绿色植物——光合作用和呼吸作用
4、ATP的利用
附“本节随堂练习”
选择题:
1.公鸡体内的直接能源物质是(
)
A.蛋白质
B.糖元
C.ATP
D.脂肪
2.
ATP在细胞的含量及其生成速度分别是(
)
A.很多,很慢
B.很少,很慢
C.很多,很慢
D.很少,很快
3.
ATP能在细胞内释放能量,储存能量,从结构上看其原因是(
)
①腺苷很容易吸收和释放能量
②第二个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合
③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离,使ATP转变成ADP
④ADP可以迅速地与磷酸基团结合,吸收能量形成第二个高能磷酸键,使ADP转变成ATP
A.①③
B.②④
C.③④
D.①④
4.下列关于
ATP
ADP+Pi+能量
的反应式的叙述,正确的是(
)
A.物质可逆,能量不可逆
B.能量可逆,物质不可逆
C.两者均可逆
D.生物体内ADP转化成ATP的能量都来自呼吸作用
5.下列叙述错误的是(
)
A.在叶绿体、线粒体中都能合成ATP
B.在光反应、暗反应中都能合成ATP
C.在有氧呼吸、无氧呼吸中都能合成ATP
D.在动植物细胞中都能合成ATP
简答题:试述ATP和蛋白质、脂肪、糖类的关系。
酶
选择题参考答案:CDCAB
简答题:学生在作答时,只要有说到ATP是直接的能源物质,脂肪、蛋白质等是大分子能量物质即可。