2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第3章 細(xì)胞的代謝 第1節(jié) ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”教學(xué)實錄 浙科版必修第一冊

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章細(xì)胞的代謝第1節(jié)ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”教學(xué)實錄浙科版必修第一冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章細(xì)胞的代謝第1節(jié)ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”教學(xué)實錄

2.教學(xué)年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時間：2024年10月26日上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升科學(xué)探究能力：通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生對ATP結(jié)構(gòu)與功能的理解。

2.培養(yǎng)科學(xué)思維能力：引導(dǎo)學(xué)生分析ATP在細(xì)胞能量代謝中的作用，培養(yǎng)邏輯推理能力。

3.強(qiáng)化生命觀念：使學(xué)生認(rèn)識到ATP是細(xì)胞內(nèi)能量流通的關(guān)鍵物質(zhì)，建立生命系統(tǒng)的整體觀念。

4.增強(qiáng)社會責(zé)任感：理解生物科技在人類健康、可持續(xù)發(fā)展等方面的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生關(guān)注社會熱點(diǎn)問題。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法1.重點(diǎn)：ATP的結(jié)構(gòu)與功能

-難點(diǎn)：理解ATP在細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換和流通機(jī)制。

-解決辦法：通過實物模型演示ATP的循環(huán)，結(jié)合課堂實驗，讓學(xué)生直觀感受ATP的釋放和再合成過程。

2.重點(diǎn)：ATP與其他細(xì)胞代謝途徑的聯(lián)系

-難點(diǎn)：分析ATP與其他代謝途徑的相互作用，理解能量代謝的復(fù)雜性。

-解決辦法：設(shè)計思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)學(xué)生梳理ATP在細(xì)胞代謝中的地位，并通過案例分析強(qiáng)化理解。

3.重點(diǎn)：ATP在細(xì)胞能量代謝中的作用機(jī)制

-難點(diǎn)：深入理解ATP在細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的具體過程。

-解決辦法：利用多媒體課件展示ATP的生化反應(yīng)過程，結(jié)合動畫模擬，幫助學(xué)生突破理解障礙。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、實物模型（ATP分子模型）、實驗器材（試管、滴定管、顯微鏡等）

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺、網(wǎng)絡(luò)資源庫

-信息化資源：ATP代謝過程動畫、細(xì)胞能量代謝相關(guān)PPT課件、在線實驗視頻

-教學(xué)手段：實物演示、小組討論、案例分析、課堂實驗五、教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺發(fā)布PPT和視頻，要求學(xué)生預(yù)習(xí)ATP的結(jié)構(gòu)和功能，并準(zhǔn)備回答關(guān)于ATP在細(xì)胞內(nèi)作用的問題。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：如“ATP的三個磷酸基團(tuán)如何參與能量轉(zhuǎn)換？”和“ATP的合成和分解在細(xì)胞代謝中扮演什么角色？”

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺查看學(xué)生提交的預(yù)習(xí)筆記和問題，確保所有學(xué)生都參與了預(yù)習(xí)。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生通過PPT和視頻了解ATP的基本知識。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生獨(dú)立思考并記錄自己的理解，如ATP的磷酸鍵斷裂釋放能量的機(jī)制。

方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：通過預(yù)習(xí)資料引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解ATP的結(jié)構(gòu)和功能，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問題解決能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：播放ATP在細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的動畫，激發(fā)學(xué)生興趣。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解ATP的合成、分解及其在細(xì)胞內(nèi)的作用。

-組織課堂活動：進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分析ATP在不同細(xì)胞過程（如肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)）中的作用。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，思考ATP在細(xì)胞內(nèi)的具體作用。

-參與課堂活動：學(xué)生積極參與小組討論，分享自己的理解和發(fā)現(xiàn)。

方法/手段/資源：

-講授法：通過講解幫助學(xué)生理解ATP的復(fù)雜機(jī)制。

-實踐活動法：通過小組討論和案例分析，讓學(xué)生在實踐中應(yīng)用知識。

作用與目的：

-深入理解ATP在細(xì)胞代謝中的作用，突破教學(xué)難點(diǎn)。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和團(tuán)隊合作精神。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：要求學(xué)生設(shè)計一個實驗方案，探討ATP在特定細(xì)胞過程中的作用。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和在線課程，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生根據(jù)作業(yè)要求，設(shè)計實驗方案并撰寫報告。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用推薦資源，深入研究ATP的相關(guān)知識。

方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：學(xué)生通過完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，反思自己的學(xué)習(xí)過程。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生對ATP知識的理解，提高實驗設(shè)計能力。

-通過拓展學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，拓寬知識面。六、知識點(diǎn)梳理1.ATP的結(jié)構(gòu)與組成

-ATP的全稱是腺苷三磷酸，由腺嘌呤、核糖和三個磷酸基團(tuán)組成。

-ATP分子中三個磷酸基團(tuán)之間通過高能磷酸鍵連接，這些鍵是儲存和釋放能量的關(guān)鍵。

2.ATP的功能

-ATP是細(xì)胞內(nèi)的主要能量貨幣，參與細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換和儲存。

-ATP在細(xì)胞代謝中起到能量的傳遞和轉(zhuǎn)移作用。

3.ATP的合成

-光合作用和細(xì)胞呼吸是合成ATP的主要途徑。

-光合作用中的光反應(yīng)階段和細(xì)胞呼吸的三個階段（糖解、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化）都能產(chǎn)生ATP。

4.ATP的分解

-ATP的分解主要通過水解反應(yīng)，斷裂磷酸鍵釋放能量。

-ATP分解為ADP和無機(jī)磷酸（Pi），同時釋放能量。

5.ATP循環(huán)

-ATP和ADP在細(xì)胞內(nèi)通過一系列酶促反應(yīng)快速轉(zhuǎn)換，形成ATP循環(huán)。

-ATP循環(huán)保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

6.ATP與其他細(xì)胞代謝途徑的聯(lián)系

-ATP在細(xì)胞代謝中扮演著核心角色，與其他代謝途徑緊密相連。

-例如，糖解產(chǎn)生的ATP用于細(xì)胞呼吸的第一階段，而細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可以用于合成其他生物大分子。

7.ATP在細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換

-ATP通過水解反應(yīng)釋放能量，這些能量可以用于驅(qū)動各種細(xì)胞活動。

-ATP的能量轉(zhuǎn)換涉及跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等生理過程。

8.ATP在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中的作用

-ATP在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中起到重要的調(diào)節(jié)作用。

-ATP可以作為第二信使，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的信號傳遞過程。

9.ATP的調(diào)節(jié)與控制

-細(xì)胞內(nèi)ATP的合成和分解受到多種酶的調(diào)控。

-例如，磷酸化酶和脫磷酸化酶通過調(diào)節(jié)酶的活性來控制ATP的合成和分解。

10.ATP與細(xì)胞生長、分化和凋亡的關(guān)系

-ATP的代謝與細(xì)胞的生長、分化和凋亡密切相關(guān)。

-ATP供應(yīng)不足會導(dǎo)致細(xì)胞生長停滯或凋亡。

11.ATP在生物體能量代謝中的地位

-ATP是生物體能量代謝的核心物質(zhì)，幾乎所有生命活動都依賴于ATP。

-ATP的穩(wěn)定供應(yīng)對于維持生物體的正常生理功能至關(guān)重要。

12.ATP與生物能源的關(guān)系

-ATP是生物體內(nèi)儲存和轉(zhuǎn)移能量的主要形式。

-生物體通過ATP與外部能源（如陽光、食物）進(jìn)行能量交換。七、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

在本節(jié)課中，我們共同探討了ATP作為細(xì)胞內(nèi)“能量通貨”的重要角色。以下是本節(jié)課的主要內(nèi)容：

1.ATP的結(jié)構(gòu)與組成：ATP由腺嘌呤、核糖和三個磷酸基團(tuán)組成，其中高能磷酸鍵是儲存和釋放能量的關(guān)鍵。

2.ATP的功能：ATP是細(xì)胞內(nèi)的主要能量貨幣，參與細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換和儲存，是細(xì)胞代謝中不可或缺的能量來源。

3.ATP的合成：光合作用和細(xì)胞呼吸是合成ATP的主要途徑，包括光反應(yīng)、糖解、三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化等階段。

4.ATP的分解：ATP通過水解反應(yīng)分解為ADP和無機(jī)磷酸（Pi），釋放能量，為細(xì)胞活動提供動力。

5.ATP循環(huán)：ATP和ADP在細(xì)胞內(nèi)通過酶促反應(yīng)快速轉(zhuǎn)換，形成ATP循環(huán)，保證細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

6.ATP與其他細(xì)胞代謝途徑的聯(lián)系：ATP在細(xì)胞代謝中扮演著核心角色，與其他代謝途徑緊密相連，如糖解、細(xì)胞呼吸等。

7.ATP在細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換：ATP通過水解反應(yīng)釋放能量，這些能量可以用于驅(qū)動各種細(xì)胞活動，如跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等。

8.ATP在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中的作用：ATP在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中起到重要的調(diào)節(jié)作用，可以作為第二信使，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的信號傳遞過程。

9.ATP的調(diào)節(jié)與控制：細(xì)胞內(nèi)ATP的合成和分解受到多種酶的調(diào)控，如磷酸化酶和脫磷酸化酶。

10.ATP與細(xì)胞生長、分化和凋亡的關(guān)系：ATP的代謝與細(xì)胞的生長、分化和凋亡密切相關(guān)，ATP供應(yīng)不足會導(dǎo)致細(xì)胞生長停滯或凋亡。

11.ATP在生物體能量代謝中的地位：ATP是生物體能量代謝的核心物質(zhì)，幾乎所有生命活動都依賴于ATP。

12.ATP與生物能源的關(guān)系：生物體通過ATP與外部能源（如陽光、食物）進(jìn)行能量交換。

當(dāng)堂檢測：

1.ATP的三個磷酸基團(tuán)之間通過什么鍵連接？這些鍵在細(xì)胞代謝中扮演什么角色？

2.光合作用和細(xì)胞呼吸分別是通過哪些階段來合成ATP的？

3.ATP在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中起到什么作用？

4.ATP的合成和分解受到哪些酶的調(diào)控？

5.簡述ATP在細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程。

6.為什么說ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”？

7.ATP的穩(wěn)定供應(yīng)對于維持生物體的正常生理功能有何重要性？

8.生物體如何通過ATP與外部能源進(jìn)行能量交換？八、反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.多媒體教學(xué)結(jié)合實物模型：在講解ATP的結(jié)構(gòu)和功能時，我使用了多媒體課件和實物模型，這樣既直觀又生動，能夠幫助學(xué)生更好地理解抽象的概念。

2.互動式教學(xué)：我嘗試通過小組討論和角色扮演的方式，讓學(xué)生在活動中學(xué)習(xí)，這種互動式教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的參與度。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生對ATP代謝過程的理解不夠深入：在課堂討論中，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對ATP在細(xì)胞代謝中的具體作用理解不夠，可能是因為講解時沒有結(jié)合具體的實例。

2.實驗操作環(huán)節(jié)過于簡單：為了節(jié)約時間，我在實驗操作環(huán)節(jié)的設(shè)計上可能過于簡單，導(dǎo)致學(xué)生沒有充分的機(jī)會去實踐和體驗。

3.評價方式單一：我主要依賴課堂表現(xiàn)和作業(yè)來完成評價，這種方式可能無法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

反思改進(jìn)措施（三）

1.深化理論聯(lián)系實際：在講解ATP代謝過程時，我將結(jié)合更多的實例，如細(xì)胞呼吸的具體步驟，幫助學(xué)生將理論知識與實際應(yīng)用聯(lián)系起來。

2.豐富實驗操作環(huán)節(jié)：在今后的教學(xué)中，我將設(shè)計更豐富的實驗操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在實驗中體驗ATP的合成和分解過程，加深對知識的理解。

3.多元化評價方式：為了更全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，我將采用多元化的評價方式，包括課堂表現(xiàn)、實驗報告、小組討論參與度等，以更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

4.加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)：通過布置更具挑戰(zhàn)性的預(yù)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力。

5.優(yōu)化教學(xué)資源：利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程和實驗視頻，為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)資源，幫助他們更好地理解ATP的相關(guān)知識。板書設(shè)計①ATP的結(jié)構(gòu)與組成

-腺嘌呤

-核糖

-三個磷酸基團(tuán)

-高能磷酸鍵

②ATP的功能

-細(xì)胞內(nèi)能量貨幣

-能量轉(zhuǎn)換和儲存

-能量傳遞和轉(zhuǎn)移

③ATP的合成

-光合作用

-光反應(yīng)

-鈣循環(huán)

-細(xì)胞呼吸

-糖解

-三羧酸循環(huán)

-氧化磷酸化

④ATP的分解

-水解反應(yīng)

-ADP+Pi+能量

⑤ATP循環(huán)

-ATP→ADP+Pi+能量

-ADP+Pi+能量→ATP

⑥ATP與其他細(xì)胞代謝途徑的聯(lián)系

-糖解

-細(xì)胞呼吸

-其他代謝途徑

⑦ATP在細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換

-跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)

-肌肉收縮

-神經(jīng)傳導(dǎo)

⑧ATP在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中的作用

-第二信使

-信號傳遞調(diào)節(jié)

⑨ATP的調(diào)節(jié)與控制

-酶促反應(yīng)

-磷酸化酶

-脫磷酸化酶

⑩ATP與細(xì)胞生長、分化和凋亡的關(guān)系

-能量供應(yīng)

-代謝調(diào)控

?ATP在生物體能量代謝中的地位

-核心物質(zhì)

-生命活動依賴

?ATP與生物能源的關(guān)系

-能量交換

-外部能源利用典型例題講解1.例題：

-問題：在光合作用的光反應(yīng)階段，每產(chǎn)生1摩爾ATP，需要消耗多少摩爾水分子？

-解答：在光合作用的光反應(yīng)階段，水的光解反應(yīng)會產(chǎn)生氧氣、質(zhì)子和電子。每產(chǎn)生1摩爾ATP，需要消耗2摩爾水分子。因此，答案是2摩爾。

2.例題：

-問題：細(xì)胞呼吸過程中，氧化磷酸化階段產(chǎn)生的ATP數(shù)量與NADH和FADH2的氧化產(chǎn)生的ATP數(shù)量有何關(guān)系？

-解答：氧化磷酸化階段產(chǎn)生的ATP數(shù)量與NADH和FADH2的氧化產(chǎn)生的ATP數(shù)量成正比。通常，每摩爾NADH可以產(chǎn)生2.5摩爾ATP，每摩爾FADH2可以產(chǎn)生1.5摩爾ATP。因此，ATP的總產(chǎn)量取決于NADH和FADH2的摩爾數(shù)。

3.例題：

-問題：為什么肌肉細(xì)胞在劇烈運(yùn)動時會產(chǎn)生乳酸？

-解答：肌肉細(xì)胞在劇烈運(yùn)動時，由于氧氣供應(yīng)不足，無法通過有氧呼吸產(chǎn)生足夠的ATP。因此，細(xì)胞會通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，這個過程會產(chǎn)生乳酸作為代謝廢物。

4.例題：

-問題：ATP在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中扮演什么角色？

-解答：ATP可以作為第二信使，參與細(xì)胞信號傳導(dǎo)。例如，在神經(jīng)遞質(zhì)的釋放過程中，ATP可以促進(jìn)囊泡與細(xì)胞膜的融合，從而釋放神經(jīng)遞質(zhì)。

5.例題：

-問題：為什么ATP的合成和分解在細(xì)胞內(nèi)需要受到嚴(yán)格的調(diào)控？

-解答：ATP的合成和分解需要受到嚴(yán)格的調(diào)控，以確保細(xì)胞內(nèi)能量的平衡。如