2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用 第2節(jié) 1 細胞的能量“貨幣”ATP（2）教案 新人教版必修1

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第五章細胞的能量供應(yīng)和利用第2節(jié)1細胞的能量“貨幣”ATP（2）教案新人教版必修1授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教材分析本節(jié)課選自2024-2025學(xué)年新教材高中生物第五章《細胞的能量供應(yīng)和利用》第2節(jié)，重點探討細胞的能量“貨幣”ATP。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生將深入理解ATP的結(jié)構(gòu)、功能以及在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化過程。本節(jié)教學(xué)與新人教版必修1緊密結(jié)合，旨在幫助學(xué)生掌握細胞能量代謝的基本原理，為后續(xù)學(xué)習(xí)細胞呼吸和光合作用打下堅實基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容注重與實際生活相聯(lián)系，提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：通過學(xué)習(xí)ATP的結(jié)構(gòu)與功能，提高學(xué)生對生物分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解，培養(yǎng)其生命觀念；通過探討ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過程，鍛煉學(xué)生實驗與探究能力，使其能夠運用所學(xué)知識分析生物現(xiàn)象；強化學(xué)生對細胞能量代謝過程的認識，提升其科學(xué)思維能力，為解決實際生物問題奠定基礎(chǔ)。同時，結(jié)合實例分析，提高學(xué)生的社會責(zé)任感和科學(xué)素養(yǎng)，使其能夠更好地理解生物學(xué)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中一年級學(xué)生，他們已在初中階段對細胞的基本結(jié)構(gòu)和功能有了初步了解，具備一定的生物學(xué)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生對細胞的能量供應(yīng)和利用的概念有所認識，但對于ATP作為細胞能量“貨幣”的具體機制可能尚感陌生。在知識層面，學(xué)生對能量轉(zhuǎn)化、物質(zhì)代謝等抽象概念的理解有待深化；在能力層面，學(xué)生的實驗操作能力、數(shù)據(jù)分析和解決問題的能力需要進一步培養(yǎng)；在素質(zhì)層面，學(xué)生的科學(xué)探究精神和合作學(xué)習(xí)意識需加強。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能存在對理論知識興趣不足、注意力分散等問題，這將對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。因此，教學(xué)中應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們通過實驗探究和案例討論，深入理解ATP在細胞能量代謝中的作用，以提高其知識應(yīng)用和創(chuàng)新能力。教學(xué)資源1.硬件資源：顯微鏡、ATP與ADP轉(zhuǎn)化實驗套件、多媒體教學(xué)設(shè)備。

2.軟件資源：生物學(xué)科教學(xué)軟件、細胞結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)動畫、ATP結(jié)構(gòu)模型。

3.課程平臺：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)、班級學(xué)習(xí)交流群。

4.信息化資源：電子教材、教學(xué)PPT、相關(guān)視頻資料。

5.教學(xué)手段：課堂講授、小組討論、實驗操作、案例分析、互動問答。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

創(chuàng)設(shè)情境：通過展示細胞活動的動畫，讓學(xué)生觀察細胞在不同活動狀態(tài)下的能量需求。提出問題：“細胞在進行各種生命活動時，需要消耗能量，那么這個能量是從哪里來的？細胞如何實現(xiàn)能量的快速供應(yīng)和利用？”

2.講授新課（15分鐘）

（1）ATP的結(jié)構(gòu)與功能（5分鐘）

利用PPT展示ATP分子結(jié)構(gòu)，講解ATP的結(jié)構(gòu)特點及其在細胞能量代謝中的作用。強調(diào)ATP的高能磷酸鍵及其在能量傳遞中的關(guān)鍵地位。

（2）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化（5分鐘）

通過動畫演示ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程，闡述其在細胞內(nèi)能量供應(yīng)和利用中的重要性。

（3）ATP在細胞內(nèi)的應(yīng)用（5分鐘）

結(jié)合實例，講解ATP在細胞內(nèi)各種生物過程中的應(yīng)用，如肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等。

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

（1）課堂提問（5分鐘）

設(shè)計有關(guān)ATP結(jié)構(gòu)、功能及轉(zhuǎn)化過程的問題，檢查學(xué)生對新知識的理解和掌握。

（2）小組討論（5分鐘）

將學(xué)生分為小組，針對ATP在細胞內(nèi)的應(yīng)用展開討論，分享各自觀點。

4.實驗探究（10分鐘）

分組進行ATP與ADP轉(zhuǎn)化實驗，觀察實驗現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究理解ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程。

5.課堂小結(jié)（5分鐘）

教師與學(xué)生共同總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)ATP在細胞能量代謝中的關(guān)鍵作用。

6.布置作業(yè)（5分鐘）

設(shè)計有關(guān)ATP的結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用方面的作業(yè)，鞏固學(xué)生對課堂所學(xué)知識的掌握。

7.創(chuàng)新教學(xué)雙邊互動（5分鐘）

邀請學(xué)生上臺演示ATP與ADP轉(zhuǎn)化的實驗過程，并讓其他學(xué)生觀察、提問。在此過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生解答疑問，提高學(xué)生的實驗操作能力和問題解決能力。

8.核心素養(yǎng)能力拓展（5分鐘）

結(jié)合實際生活，讓學(xué)生思考ATP在人體運動、學(xué)習(xí)等過程中的作用，培養(yǎng)其將生物學(xué)知識應(yīng)用于實際生活的能力。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《生物科學(xué)進展》中關(guān)于ATP分子結(jié)構(gòu)與功能的專題文章。

-《細胞生物學(xué)》中關(guān)于細胞能量代謝的章節(jié)。

-《高中生物實驗教學(xué)手冊》中關(guān)于ATP與ADP轉(zhuǎn)化實驗的詳細步驟及原理。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究ATP在不同生物體（如植物、動物、微生物）中的能量供應(yīng)作用，分析其共性與差異。

-探究ATP在人體內(nèi)的合成途徑，了解不同食物中的能量來源及其轉(zhuǎn)化為ATP的效率。

-調(diào)查生活中哪些活動消耗ATP最多，分析這些活動對人體能量需求的影響。

-通過查閱資料，了解ATP在醫(yī)學(xué)、體育運動等領(lǐng)域的應(yīng)用，如ATP補充劑、運動疲勞與恢復(fù)等。

-設(shè)計一個小實驗，驗證ATP在細胞內(nèi)的釋放能量過程，如通過測量光照條件下光合作用的產(chǎn)氧量來推測ATP的生成。

-探討ATP在細胞信號傳導(dǎo)中的作用，如何調(diào)控細胞內(nèi)的生命活動。典型例題講解例題1：

題目：簡述ATP在細胞內(nèi)的作用及其轉(zhuǎn)化過程。

答案：ATP在細胞內(nèi)作為能量“貨幣”，為各種生命活動提供能量。其轉(zhuǎn)化過程主要包括ATP的合成（磷酸化）和ATP的水解。在合成過程中，ADP和無機磷酸（Pi）通過酶催化，消耗能量形成ATP；在水解過程中，ATP釋放能量，轉(zhuǎn)變?yōu)锳DP和Pi。

例題2：

題目：解釋為什么說ATP是細胞內(nèi)的“能量貨幣”。

答案：因為ATP分子中的高能磷酸鍵能夠儲存和釋放能量，它可以在細胞內(nèi)迅速地被水解，釋放出能量供細胞使用，就像貨幣一樣在細胞內(nèi)流通。

例題3：

題目：列舉三種細胞內(nèi)消耗ATP的生命活動，并簡要說明其作用。

答案：

1.肌肉收縮：ATP提供能量，使肌肉纖維縮短，產(chǎn)生力量。

2.神經(jīng)傳導(dǎo)：ATP維持神經(jīng)細胞膜電位，支持神經(jīng)信號的傳遞。

3.物質(zhì)運輸：ATP驅(qū)動細胞膜上的泵，如鈉-鉀泵，維持細胞內(nèi)外的離子濃度差。

例題4：

題目：描述ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過程，并說明這個過程在細胞代謝中的作用。

答案：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程包括：

-合成：ADP+Pi+能量→ATP

-水解：ATP→ADP+Pi+能量

這個過程在細胞代謝中的作用是調(diào)節(jié)能量供應(yīng)，滿足細胞在不同代謝活動中的能量需求。

例題5：

題目：根據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)特點，解釋為什么ATP的水解可以釋放能量。

答案：ATP分子中的磷酸基團帶有負電荷，相互之間產(chǎn)生排斥力，使得磷酸鍵處于較高的能量狀態(tài)。當(dāng)ATP水解時，這些磷酸基團被分開，排斥力減小，系統(tǒng)能量降低，因此可以釋放能量。內(nèi)容邏輯關(guān)系①知識點梳理：

-ATP的結(jié)構(gòu)特點及其高能磷酸鍵的含義。

-ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程及其在細胞能量代謝中的作用。

-ATP在細胞內(nèi)的應(yīng)用實例，如肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等。

②重點句子：

-"ATP是細胞內(nèi)的能量貨幣，通過其高能磷酸鍵的斷裂和形成來儲存和釋放能量。"

-"ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是細胞調(diào)節(jié)能量供應(yīng)的關(guān)鍵機制。"

-"細胞內(nèi)的許多生命活動，如主動運輸、蛋白質(zhì)合成等，都依賴于ATP提供的能量。"

③板書設(shè)計：

-板書左側(cè)：ATP結(jié)構(gòu)示意圖，標注高能磷酸鍵。

-板書中央：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)方程式。

-板書右側(cè)：列出ATP在細胞內(nèi)的主要應(yīng)用，用箭頭指向相應(yīng)的生命活動。

-板書下方：總結(jié)ATP在細胞能量代謝中的核心地位。

板書設(shè)計應(yīng)條理清楚，邏輯性強，使學(xué)生能夠直觀地理解ATP的結(jié)構(gòu)、功能及其在細胞能量供應(yīng)中的重要作用。反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.利用動畫和模型形象化展示ATP的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)化過程，增強學(xué)生的直觀理解。

2.結(jié)合生活實例，引導(dǎo)學(xué)生將ATP的知識應(yīng)用于解釋日常生物現(xiàn)象，提高學(xué)生的知識運用能力。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)過程中，部分學(xué)生對ATP與ADP轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式理解不夠深入，需要加強個別輔導(dǎo)。

2.實驗探究環(huán)節(jié)，學(xué)生的操作技能有待提高，實驗觀察和分析能力需要進一步加強。

（三）改進措施

針對上述問題，今后將從以下方面進行改進：

1.在講解ATP與ADP轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式時，通過舉例和圖示，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。

2.增加實驗操作的演示和練習(xí)，提高學(xué)生的實驗技能。同時，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)其分析和解決問題的能力。

3.加強課后輔導(dǎo)，針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供個性化的指導(dǎo)，確保每位學(xué)生都能掌握ATP的相關(guān)知識。

4.結(jié)合學(xué)生的興趣和實際需求，不斷豐富教學(xué)資源，提高課堂教學(xué)的趣味性和實用性。

5.加強與學(xué)生的互動，鼓勵學(xué)生提問和表達觀點，提高課堂教學(xué)的活躍度，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容：

1.ATP的結(jié)構(gòu)特點及其在細胞能量代謝中的作用。

2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程及其在細胞內(nèi)的應(yīng)用。

3.細胞內(nèi)能量供應(yīng)與利用的調(diào)控機制。

當(dāng)堂檢測：

一、填空題

1.ATP由一個腺苷分子和____個磷酸基團組成。

2.ATP的水解可以釋放____，為細胞提供能量。

3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，能量來源于____。

二、簡答題

1.請簡要描述ATP在細胞內(nèi)的作用。

2.請解釋為什么說ATP是細胞內(nèi)的“能量貨幣”。

三、應(yīng)用題

1.請舉例說明ATP在人體運動過程中的作用。

2.分析一下，為什么細胞需要不斷合成ATP來滿足能量需求？

當(dāng)堂檢測答案：

一、填空題

1.三個磷酸基團