2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第2節(jié) 1 細(xì)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(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第2節(jié)1細(xì)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(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)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(xì)胞的能量供應(yīng)和利用》第2節(jié)，重點(diǎn)探討細(xì)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(xì)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(xì)胞能量代謝的基本原理，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)。教學(xué)內(nèi)容注重與實(shí)際生活相聯(lián)系，提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)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(duì)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(shí)驗(yàn)與探究能力，使其能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析生物現(xiàn)象；強(qiáng)化學(xué)生對(duì)細(xì)胞能量代謝過程的認(rèn)識(shí)，提升其科學(xué)思維能力，為解決實(shí)際生物問題奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，結(jié)合實(shí)例分析，提高學(xué)生的社會(huì)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(huì)中的應(yīng)用。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中一年級(jí)學(xué)生，他們已在初中階段對(duì)細(xì)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(duì)細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用的概念有所認(rèn)識(shí)，但對(duì)于ATP作為細(xì)胞能量“貨幣”的具體機(jī)制可能尚感陌生。在知識(shí)層面，學(xué)生對(duì)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(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析和解決問題的能力需要進(jìn)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(shí)需加強(qiáng)。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能存在對(duì)理論知識(shí)興趣不足、注意力分散等問題，這將對(duì)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(shí)驗(yàn)探究和案例討論，深入理解ATP在細(xì)胞能量代謝中的作用，以提高其知識(shí)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)動(dòng)畫、ATP結(jié)構(gòu)模型。

3.課程平臺(tái)：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)、班級(jí)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(shí)驗(yàn)操作、案例分析、互動(dòng)問答。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

創(chuàng)設(shè)情境：通過展示細(xì)胞活動(dòng)的動(dòng)畫，讓學(xué)生觀察細(xì)胞在不同活動(dòng)狀態(tài)下的能量需求。提出問題：“細(xì)胞在進(jìn)行各種生命活動(dòng)時(shí)，需要消耗能量，那么這個(gè)能量是從哪里來的？細(xì)胞如何實(shí)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(diǎn)及其在細(xì)胞能量代謝中的作用。強(qiáng)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(dòng)畫演示ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程，闡述其在細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)和利用中的重要性。

（3）ATP在細(xì)胞內(nèi)的應(yīng)用（5分鐘）

結(jié)合實(shí)例，講解ATP在細(xì)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(jì)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(duì)新知識(shí)的理解和掌握。

（2）小組討論（5分鐘）

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

4.實(shí)驗(yàn)探究（10分鐘）

分組進(jìn)行ATP與ADP轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)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(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)ATP在細(xì)胞能量代謝中的關(guān)鍵作用。

6.布置作業(yè)（5分鐘）

設(shè)計(jì)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(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握。

7.創(chuàng)新教學(xué)雙邊互動(dòng)（5分鐘）

邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)演示ATP與ADP轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)際生活，讓學(xué)生思考ATP在人體運(yùn)動(dòng)、學(xué)習(xí)等過程中的作用，培養(yǎng)其將生物學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活的能力。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

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

-《細(xì)胞生物學(xué)》中關(guān)于細(xì)胞能量代謝的章節(jié)。

-《高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)手冊(cè)》中關(guān)于ATP與ADP轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)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(dòng)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(dòng)消耗ATP最多，分析這些活動(dòng)對(duì)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(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域的應(yīng)用，如ATP補(bǔ)充劑、運(yùn)動(dòng)疲勞與恢復(fù)等。

-設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證ATP在細(xì)胞內(nèi)的釋放能量過程，如通過測(cè)量光照條件下光合作用的產(chǎn)氧量來推測(cè)ATP的生成。

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

題目：簡(jiǎn)述ATP在細(xì)胞內(nèi)的作用及其轉(zhuǎn)化過程。

答案：ATP在細(xì)胞內(nèi)作為能量“貨幣”，為各種生命活動(dòng)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(jī)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(xì)胞內(nèi)的“能量貨幣”。

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

例題3：

題目：列舉三種細(xì)胞內(nèi)消耗ATP的生命活動(dòng)，并簡(jiǎn)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(xì)胞膜電位，支持神經(jīng)信號(hào)的傳遞。

3.物質(zhì)運(yùn)輸：ATP驅(qū)動(dòng)細(xì)胞膜上的泵，如鈉-鉀泵，維持細(xì)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(gè)過程在細(xì)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(gè)過程在細(xì)胞代謝中的作用是調(diào)節(jié)能量供應(yīng)，滿足細(xì)胞在不同代謝活動(dòng)中的能量需求。

例題5：

題目：根據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(tuán)帶有負(fù)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(shí)，這些磷酸基團(tuán)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(shí)點(diǎn)梳理：

-ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(xì)胞能量代謝中的作用。

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

②重點(diǎn)句子：

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

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

-"細(xì)胞內(nèi)的許多生命活動(dòng)，如主動(dòng)運(yùn)輸、蛋白質(zhì)合成等，都依賴于ATP提供的能量。"

③板書設(shè)計(jì)：

-板書左側(cè)：ATP結(jié)構(gòu)示意圖，標(biāo)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(xì)胞內(nèi)的主要應(yīng)用，用箭頭指向相應(yīng)的生命活動(dòng)。

-板書下方：總結(jié)ATP在細(xì)胞能量代謝中的核心地位。

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

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

2.結(jié)合生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生將ATP的知識(shí)應(yīng)用于解釋日常生物現(xiàn)象，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。

（二）存在主要問題

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

2.實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，學(xué)生的操作技能有待提高，實(shí)驗(yàn)觀察和分析能力需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

（三）改進(jìn)措施

針對(duì)上述問題，今后將從以下方面進(jìn)行改進(jìn)：

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

2.增加實(shí)驗(yàn)操作的演示和練習(xí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)其分析和解決問題的能力。

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

4.結(jié)合學(xué)生的興趣和實(shí)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(shí)用性。

5.加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提問和表達(dá)觀點(diǎn)，提高課堂教學(xué)的活躍度，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)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(diǎn)及其在細(xì)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(xì)胞內(nèi)的應(yīng)用。

3.細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)與利用的調(diào)控機(jī)制。

當(dāng)堂檢測(cè)：

一、填空題

1.ATP由一個(gè)腺苷分子和____個(gè)磷酸基團(tuán)組成。

2.ATP的水解可以釋放_(tái)___，為細(xì)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(jiǎn)答題

1.請(qǐng)簡(jiǎn)要描述ATP在細(xì)胞內(nèi)的作用。

2.請(qǐng)解釋為什么說ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量貨幣”。

三、應(yīng)用題

1.請(qǐng)舉例說明ATP在人體運(yùn)動(dòng)過程中的作用。

2.分析一下，為什么細(xì)胞需要不斷合成ATP來滿足能量需求？

當(dāng)堂檢測(cè)答案：

一、填空題

1.三個(gè)磷酸基團(tuán)