ATP教学设计

祝塘中学 赵红伟

一 教学目标的确定

在新陈代谢与ATP的内容中，ATP的分子特点和ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用，既是教学重点也是难点。因为：

(1)教材在此讲述了ATP的组成和分子简式、ATP与ADP的相互转变及其作用、ATP的形成途径等内容。关于ATP的组成，限于学生的化学基础，在此不宜过于深入。在学生了解ATP中具有不稳定的高能磷酸键，水解时释放能量，形成时需要能量后，重点讨论释放出的能量用于何处，形成高能磷酸键时能量来自何方，从中使学生理解，ATP和ADP的相互转变在细胞中能量的储存、转移和利用中的作用。对于ATP的形成途径，因学生还未学习呼吸作用和光合作用的过程，在此也不宜太具体地讲解。

(2)ATP在能量的储存、转移和利用中的作用，是本节学习的难点。原因是：①学生难以理解糖类、脂类等能源物质与ATP的区别，为什么细胞内各种生命活动需要ATP的水解供能？②学生难以理解，呼吸作用分解有机物释放能量与AIP分解释放能量在生理作用上的区别。在教学中应对此设计突破的方式。所以确定教学目标为：

（一）知识目标

能阐明ATP的分子特点、ATP与ADP的相互转变以及这一转变在细胞内的物质和能量代谢中的作用。

（二）能力目标

分析ATP与ADP的相互转变与新陈代谢的关系中，运用由表及里、由局部到整体、由结构到功能、由静态到动态的分析事物的思想方法和实践方法。

（三）情感目标

通过对生物新陈代谢的分析，理解生命是在和环境的相互作用下，实现自我更新，茁壮发展的，正确认识生存和发展应遵循一定的规律和途径并树立对立统一的观点。

二 教学设计思路

在开始本节内容的教学时,教师应当首先指出,新陈代谢中一系列的物质变化,必定伴随着能量的转化。生命系统必须依靠物质和能量来维持,能量的获取、储存、释放、利用和散失,伴随着全部生命活动。然后教师可以提问:你能举出几个生物体内能量转化(或吸收储存、或释放利用)的例子来吗？由此以讨论的形式导入新课。

要注意的是,不要把上述讨论直接引入ATP。从学生的认知过程来看,先探寻能量在生态系统中流动的宏观过程,学生比较容易接受,并且贯彻了生态学的基本观点,即总能源来自于光能,由绿色植物的光合作用,把光能以化学能的形式储存在糖类、脂肪等有机物中；植物可以通过呼吸作用分解体内的有机物而获取生命活动所需的能量,动物则以摄食植物(直接或间接的)而获取富含能量的有机物,又通过动物自身的呼吸作用分解有机物而获取生命活动所需的能量。由此再深入到这样一些问题:绿色植物能把光能直接用于有机物的合成吗？不能。光能只有转化成一种活跃的化学能,才能被绿色植物利用。植物和动物通过呼吸作用分解有机物释放出的能量,除了一部分以热能的形式散失或维持体温外,其余的都要转化成一种活跃的化学能,才能用于各项生命活动。这种活跃的、随时可以利用的化学能是什么呢或者说在生物体的各种需能的生命活动中,通用的“能量货币是什么呢？实际上是一种含有高能磷酸键的有机化合物,称为三磷酸腺苷──ATP。至此可出示本节标题。如果有医用的ATP注射液和片剂,可以拿出来让学生观看,以说明ATP是真实存在的,而且已经用于医疗实践。概括地说,本节教学过程的安排要符合学生的认知过程,并且有利于培养学生的思维能力。

接下来,教师可以依次讲述教材的主要内容,即ATP是新陈代谢所需能量的直接来源；ATP的分子组成及高能磷酸键；ATP与ADP的相互转化。在ATP与ADP的相互转化中,有两点应予以强调,即细胞内ATP的含量是相对稳定的和ATP在细胞内的含量是很少的。正因为如此,通过ATP与ADP的相互转化而实现的储能、放能,总是处在不停顿的动态平衡之中,这是生命系统的稳态性的具体表现之一。

最后讨论ATP的形成途径。要注意这个讨论不仅要横向地比较动物和人以及绿色植物体内ATP的来源,更要纵向地指出绿色植物通过光合作用,将光能转化成ATP中的化学能,并将ATP中的化学能最终储存在糖类等有机物中。因此,无论是绿色植物本身还是动物和人,通过呼吸作用而形成的ATP的能量源头,都是光合作用中的光能。这样既联系到了本节引入时的分析,又为探究下一节光合作用埋下了伏笔,思路上承前启后形成系统。

三 教学过程设计

教学内容 教师的组织引导 宏观上看，植物通过光合作用将光能转变成稳定的化学能储存在糖类等有机物，植物又可以通过呼吸作用分解这些有机物获取生命所需能量。那植物能把光能直接用于有机物的合成吗？呼吸作用分解有机物释放能量除了一部分以热能散失，其余部分能直接用于各项生命活动吗？ 讨论后教师总结：光能先转化成活跃的活跃的化学能。呼吸作用释放的能量一部分以热能散失其余部分以活跃的化学能储存于ATP中才能用于各项生命活动。（展示医用ATP） 比喻：某人很有财富（比作能量），表现与高级汽车宽敞气派的别墅（比作有机物），但是，该成功人士想捐大量的财富给贫困地区，怎么办呢？ 必须将汽车等兑换成货币（比作ATP）才可以实现所学生活动 教学意图 引入新课 学生在教师的提示下查阅光合作用和呼吸作用的能量变化过程 使学生在教师创设的问题情景中，通过查阅资料自行引出ATP的认识及功能的大致了解

学习ATP的生理功能 学生在教师的形象化的事例中体会，货币的作用从而体会ATP是直接能源物质 形象化的比喻降低理解难度，也加深理解深度和广度 以货币直接参与流通过程中。 这么重要的化学物质结构如何（过渡） 教师提问：①ATP的结构简式如何写②ATP中文名称相关字母的含义？ ATP的结构简式 ③如何理解高能磷酸化合物。 ④ATP分子中化学键的特点？（详细解释，便于过渡） 讲解：在ATP分子中，远离腺苷的那个高能磷酸键在一定条件下很容易水解，也很容易形成。水解时伴随能量的释放，形成时伴随着能量的储存。ATP称三磷酸腺苷，ADP称二磷酸腺苷。根据以上理论，请同学们阅读材料总结ATP和ADP是如何转化的？ 总结学生推理中的错误，并师生功能归纳两种物质转化的反应式 ATP ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量 ATP 过渡：两种物质按上述反应在人体内不停转化着，那在人体内应该存在很多的ATP吧。 提供材料情景：经对某生物体检测发现，ATP在细胞内含量是很少的，但是人体在静止状态下24小时累计生成40公斤的ATP。为什么呢？ 总结讲解：ATP和ADP在细胞中转化是十分迅速的，形成和水解速度快但是总是保持在动态平衡中，这对生物体构成稳定的供能环境很有意义的。 相对简单的，课本上明确的知识点要交于学生自学逐步锻炼学生审题中抓住关键点的能力 学生在教师问题的指引下，自学教材相关内容，以回答问题的形式接受课堂检测。 ATP和ADP的相互转化 学生阅读教材，总结两种物质转化的机理是什么并总结相互转化的总反应式。 教师先提出理论，在理论指导下逐步练习推理和归纳能力。 ATP和ADP相互转化的特点 学生讨论提供的材料，提炼其中的关键情形。最终归纳ATP和ADP转化的特点 讨论，提炼提供的材料培养学生阅读推理能力。激发学生的兴趣。 ATP的形成途径 ATP形成时所储存的能量来源于哪些生理过程呢？从而保证ADP转化为ATP呢？对于动物呢？对于绿色植物呢？ 光合作用和呼吸作用中是如何形成ATP呢？课后可以自学相关内容。 学生阅读回答： 植物：光合作用 呼吸作用 动物：呼吸作用 由于光合作用和呼吸作用还没有详细介绍，所以，这一部分学习较为粗略，在以后的学习中逐渐加深。 课堂总结 教师和学生回顾本节要点：ATP的生理功能，ATP的结构简式，ATP和ADP转化及特点，ATP形成途径。 要求学生在教师引导下，回顾每一块知识的要点，形成知识的完整性。 形成知识的完整性，并引导学生形成总结归纳的习惯。 四 教学反思和延伸

本节教材内容较少，但是涉及面较广。所以教学中教师特别注意提供与教材某知识相关的材料，在对材料的分析中，提高学生的分析能力，又可以提前预热相关知识，为以后的学习打下一定的基础。另一方面，本节内容本身相对简单，但是有很多的内容可以做适当的延伸。如何延伸呢？可以通过材料分析延伸相关知识，也可以准备一些延伸性的问题，例如，ATP和ADP既然可以相互转化，那相互转化是否是可以反应呢？（提示：请根据结合化学知识回答）。又例如ATP在细胞内含量是很少的，但含量却是相对稳定的，这对于生物体稳定的供能有积极意义的，由此我们可以举一些生物体稳态的例子，帮助学生较早关注人体的稳态。