2024年高中生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 5.2 細(xì)胞的能量“通貨”-ATP教案 新人教版必修1

2024年高中生物第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.2細(xì)胞的能量“通貨”——ATP教案新人教版必修1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容2024年高中生物第五章《細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用》5.2節(jié)“細(xì)胞的能量‘通貨’——ATP”，新人教版必修1。本節(jié)課將圍繞以下內(nèi)容展開：

1.ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其功能；

2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程及意義；

3.細(xì)胞內(nèi)ATP的生成途徑及其調(diào)控；

4.ATP在生物體內(nèi)的作用及實(shí)例分析。

教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合教材，旨在幫助學(xué)生理解ATP在細(xì)胞能量代謝中的核心地位，掌握ATP的基本知識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸和光合作用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念，使其理解ATP在細(xì)胞能量代謝中的關(guān)鍵作用，形成能量轉(zhuǎn)化與守恒的科學(xué)觀念；

2.提升科學(xué)思維能力，通過(guò)分析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生物學(xué)現(xiàn)象；

3.強(qiáng)化科學(xué)探究能力，讓學(xué)生在探究ATP生成途徑的實(shí)驗(yàn)中，體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析能力；

4.增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，使學(xué)生了解ATP在生物技術(shù)應(yīng)用中的重要性，激發(fā)對(duì)生物學(xué)科的興趣和為社會(huì)發(fā)展作貢獻(xiàn)的意識(shí)。學(xué)情分析本節(jié)課面向的高中學(xué)生，經(jīng)過(guò)之前的學(xué)習(xí)，他們已經(jīng)掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能，初步了解了生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律。在知識(shí)層面，學(xué)生對(duì)能量代謝有一定的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于ATP這一具體能量“通貨”的概念及其作用機(jī)制尚不清晰。在能力方面，學(xué)生的觀察、思考、分析能力逐漸成熟，具備一定的實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)解讀能力，但還需加強(qiáng)綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在素質(zhì)方面，學(xué)生普遍對(duì)生物學(xué)有較高的興趣，但學(xué)習(xí)習(xí)慣和自主學(xué)習(xí)能力存在差異，對(duì)課程的深度和廣度有不同需求。

這些情況對(duì)本節(jié)課的教學(xué)產(chǎn)生影響，教師需在授課過(guò)程中關(guān)注以下幾點(diǎn)：

1.激發(fā)學(xué)生興趣，通過(guò)生動(dòng)實(shí)例引入ATP的概念，提高學(xué)生的關(guān)注度；

2.注重知識(shí)點(diǎn)的循序漸進(jìn)，從基礎(chǔ)概念入手，逐步深入講解ATP的結(jié)構(gòu)、功能及轉(zhuǎn)化過(guò)程；

3.設(shè)計(jì)不同難度的思考題和實(shí)踐操作，滿足不同層次學(xué)生的需求，提高他們的參與度；

4.培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)他們通過(guò)查閱資料、小組討論等方式深入探究ATP相關(guān)知識(shí)。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好新人教版必修1的生物教材，方便跟隨課堂進(jìn)度；

2.輔助材料：準(zhǔn)備ATP結(jié)構(gòu)圖、ATP與ADP轉(zhuǎn)化過(guò)程的動(dòng)畫視頻、細(xì)胞內(nèi)能量代謝的流程圖等多媒體資源，以便直觀展示抽象概念；

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備ATP與ADP轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)所需的試劑、儀器等，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行；

4.教室布置：將教室劃分為講授區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作區(qū)以及小組討論區(qū)，為學(xué)生提供舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)，提前調(diào)試好多媒體設(shè)備，確保教學(xué)資源順利展示。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)ATP的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開場(chǎng)提問：“你們知道細(xì)胞的能量‘通貨’是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于ATP的圖片和細(xì)胞活動(dòng)的視頻片段，讓學(xué)生初步感受ATP在細(xì)胞中的重要作用。

簡(jiǎn)短介紹ATP的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.ATP基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解ATP的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解ATP的定義，包括其主要組成元素和結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹ATP的分子結(jié)構(gòu)、磷酸鍵的特點(diǎn)，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

通過(guò)實(shí)例（如肌肉收縮）說(shuō)明ATP在生物體內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生更好地理解其作用。

3.ATP案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解ATP的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的ATP案例進(jìn)行分析，如光合作用、細(xì)胞呼吸過(guò)程中ATP的生成與消耗。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解ATP在細(xì)胞代謝中的關(guān)鍵作用。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用ATP解決實(shí)際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論ATP在能源科學(xué)領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展或改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與ATP相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如ATP在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中的應(yīng)用。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)ATP的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)ATP的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括ATP的基本概念、結(jié)構(gòu)、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)ATP在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用ATP。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于ATP在細(xì)胞代謝中作用的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。知識(shí)點(diǎn)梳理1.ATP的結(jié)構(gòu)與功能

-ATP分子由一個(gè)核糖、三個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)腺嘌呤組成。

-ATP分子中的高能磷酸鍵（γ-磷酸與核糖之間的鍵）是能量釋放的關(guān)鍵。

-ATP在細(xì)胞內(nèi)作為能量“通貨”，在生物化學(xué)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移和釋放能量。

2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化

-ATP通過(guò)水解釋放能量，轉(zhuǎn)化為ADP和無(wú)機(jī)磷酸（Pi）。

-ADP和Pi通過(guò)磷酸化反應(yīng)，吸收能量重新轉(zhuǎn)化為ATP。

-這兩個(gè)過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)不斷進(jìn)行，以滿足細(xì)胞的能量需求。

3.細(xì)胞內(nèi)ATP的生成途徑

-有氧呼吸：通過(guò)線粒體內(nèi)的氧化磷酸化過(guò)程生成ATP。

-無(wú)氧呼吸：在缺氧條件下，通過(guò)糖酵解過(guò)程生成ATP。

-光合作用：在植物細(xì)胞中，通過(guò)光反應(yīng)階段生成ATP。

4.ATP在細(xì)胞代謝中的作用

-ATP為細(xì)胞提供能量，驅(qū)動(dòng)各種生物化學(xué)反應(yīng)。

-ATP參與主動(dòng)運(yùn)輸、蛋白質(zhì)合成、肌肉收縮等生命活動(dòng)。

-ATP在生物體內(nèi)不斷循環(huán)，保持能量供應(yīng)的持續(xù)性和高效性。

5.ATP與生物技術(shù)應(yīng)用

-ATP在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用，如檢測(cè)細(xì)菌感染。

-ATP在生物能源領(lǐng)域的潛力，如微生物燃料電池。

-通過(guò)研究ATP相關(guān)的代謝途徑，開發(fā)新的藥物和治療方法。

本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)梳理涵蓋了教材中關(guān)于ATP的核心內(nèi)容，旨在幫助學(xué)生全面掌握ATP的結(jié)構(gòu)、功能、生成途徑以及其在細(xì)胞代謝中的關(guān)鍵作用，為學(xué)生深入學(xué)習(xí)生物學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。課后作業(yè)1.請(qǐng)簡(jiǎn)述ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在細(xì)胞代謝中的作用。

答案示例：ATP由一個(gè)核糖、三個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)腺嘌呤組成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于高能磷酸鍵，能釋放大量能量，為細(xì)胞代謝提供動(dòng)力。ATP在細(xì)胞代謝中的作用包括驅(qū)動(dòng)生物化學(xué)反應(yīng)、參與主動(dòng)運(yùn)輸、蛋白質(zhì)合成、肌肉收縮等。

2.請(qǐng)闡述ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程及意義。

答案示例：ATP通過(guò)水解釋放能量，轉(zhuǎn)化為ADP和無(wú)機(jī)磷酸（Pi）。ADP和Pi通過(guò)磷酸化反應(yīng)，吸收能量重新轉(zhuǎn)化為ATP。這一過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)不斷進(jìn)行，確保能量的持續(xù)供應(yīng)和調(diào)節(jié)，以滿足細(xì)胞對(duì)能量的需求。

3.請(qǐng)列舉三種細(xì)胞內(nèi)ATP的生成途徑，并簡(jiǎn)要說(shuō)明它們的特點(diǎn)。

答案示例：

-有氧呼吸：在線粒體內(nèi)進(jìn)行，通過(guò)氧化磷酸化過(guò)程生成ATP，產(chǎn)生大量能量。

-無(wú)氧呼吸：在缺氧條件下，通過(guò)糖酵解過(guò)程生成ATP，產(chǎn)生少量能量。

-光合作用：在植物細(xì)胞中，通過(guò)光反應(yīng)階段生成ATP，為暗反應(yīng)提供能量。

4.請(qǐng)舉例說(shuō)明ATP在生物技術(shù)應(yīng)用中的一個(gè)方面。

答案示例：ATP在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用，如通過(guò)檢測(cè)ATP濃度來(lái)判斷細(xì)菌感染的程度。此外，ATP還可以用于生物能源領(lǐng)域，如微生物燃料電池，將生物體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

5.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。

答案示例：

-實(shí)驗(yàn)材料：ADP、Pi、ATP、酶、紫外分光光度計(jì)等。

-實(shí)驗(yàn)步驟：

1.將ADP和Pi混合，加入磷酸化酶，觀察紫外吸收光譜的變化，驗(yàn)證ADP和Pi轉(zhuǎn)化為ATP的過(guò)程。

2.將ATP加入水解釋酶，觀察紫外吸收光譜的變化，驗(yàn)證ATP轉(zhuǎn)化為ADP和無(wú)機(jī)磷酸的過(guò)程。

3.通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后的紫外吸收光譜，分析ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-觀察學(xué)生在課堂上的參與程度，包括提問、回答問題和課堂互動(dòng)情況。

-關(guān)注學(xué)生對(duì)ATP概念、結(jié)構(gòu)和功能的理解程度，以及在案例分析和討論中的表現(xiàn)。

2.小組討論成果展示：

-評(píng)價(jià)各小組對(duì)ATP相關(guān)主題的探討深度和廣度，以及提出的創(chuàng)新性想法或建議。

-對(duì)各小組的展示內(nèi)容、邏輯性和表達(dá)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.隨堂測(cè)試：

-設(shè)計(jì)針對(duì)ATP知識(shí)點(diǎn)的隨堂測(cè)試，包括填空題、簡(jiǎn)答題等，以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握程度。

-分析測(cè)試結(jié)果，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)和教學(xué)效果。

4.課后作業(yè)：

-對(duì)學(xué)生提交的關(guān)于ATP在細(xì)胞代謝中作用的短文或報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生的寫作能力和對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解深度。

-指出作業(yè)中的優(yōu)點(diǎn)和不足，提供改進(jìn)建議。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)課堂表現(xiàn)、小組討論、隨堂測(cè)試和課后作業(yè)等方面，給予學(xué)生綜合評(píng)價(jià)。

-結(jié)合學(xué)生的反饋和教學(xué)過(guò)程中的觀察，對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

-激勵(lì)學(xué)生保持對(duì)生物學(xué)科的興趣，鼓勵(lì)他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中積極思考、主動(dòng)探索，提高自身學(xué)科素養(yǎng)。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-ATP結(jié)構(gòu)：核糖、磷酸基團(tuán)、腺嘌呤、高能磷酸鍵

-ATP功能：能量“通貨”、驅(qū)動(dòng)生物化學(xué)反應(yīng)

-ATP與ADP轉(zhuǎn)化：水解、磷酸化、能量釋放與儲(chǔ)存

-ATP生成途徑：有氧呼吸、無(wú)氧呼吸、光合作用

-ATP應(yīng)用：醫(yī)學(xué)診斷、生物能源、藥物開發(fā)

②關(guān)鍵詞：

-能量

-通貨

-高能磷酸鍵

-代謝

-生成途徑

-應(yīng)用

③重點(diǎn)句：

-"ATP是細(xì)胞內(nèi)的能量‘通貨’。"

-"ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化維持細(xì)胞內(nèi)能量