高中生物：細(xì)胞與能量教學(xué)設(shè)計(jì)

第三章第一節(jié)細(xì)胞與能量

衢州一中梁建平

【單元學(xué)習(xí)內(nèi)容與分析】

1.單元學(xué)習(xí)內(nèi)容

＞說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素（如

pH和溫度等）的影響。

＞解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物。

＞說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

糖與氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)。

＞說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利

用的能。

2.單元學(xué)習(xí)內(nèi)容分析：

必修1《分子與細(xì)胞》

概念2細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實(shí)現(xiàn)增殖

物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷生長、增

動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞,于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)殖、分化、衰老和死

以維持細(xì)胞的正常代謝發(fā)生在細(xì)胞的特定區(qū)域亡等生命進(jìn)程

活動(dòng)

主

細(xì)

質(zhì)

動(dòng)

膜

胞

運(yùn)

具

胞

細(xì)

的

細(xì)

細(xì)

光

輸

吞

有

胞

胞

-胞

4重

和

屜

胞

選

分

呼

增

和

被

吐

用

擇

化

吸

殖

動(dòng)

凋

透

運(yùn)

亡

性

輸

本單元內(nèi)容重點(diǎn)圍繞物質(zhì)和能量大概念，通過物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)移貫穿始終,

是物質(zhì)與能量，結(jié)構(gòu)與功能兩大核心生命觀的主要落腳點(diǎn)。在高中生物教材中，

不論是必修還是選修都有著舉足輕重的地位。起到承上啟下關(guān)系：是上位概念“細(xì)

胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)''的具體補(bǔ)充，是與“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸或主動(dòng)運(yùn)輸方式

進(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)”重要概念深入，是理解其他概念的基礎(chǔ)。是學(xué)

生形成結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀的基礎(chǔ)。

概念圖

【學(xué)情分析】

學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)

生命活動(dòng)，以及物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸或主動(dòng)運(yùn)輸方式進(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活

動(dòng)，但不清楚細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)是如何變化及能量是如何轉(zhuǎn)移。本單元學(xué)習(xí)對(duì)象為高

一年級(jí)學(xué)生。高一年級(jí)學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性高，易于開展探究學(xué)習(xí)活動(dòng)。但同

時(shí)，本年級(jí)學(xué)生的抽象思維能力較弱，理解抽象的酶、ATP、光合作用和呼吸

作用等內(nèi)容有一定難度，需要教師在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境，組織探究活動(dòng)，

搭建學(xué)習(xí)的支架。

【課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)】

學(xué)習(xí)內(nèi)容：

＞生命觀念目標(biāo):能用物質(zhì)和能量觀解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源

物質(zhì);能用穩(wěn)態(tài)與平衡觀解釋ATP和ADP的轉(zhuǎn)化是十分迅速的。

＞理性思維目標(biāo):能掌握ATP的分子簡式和特點(diǎn);能理解ATP的化學(xué)組成及其在

化學(xué)組成上與RNA的關(guān)系。

＞科學(xué)探究目標(biāo):通過設(shè)計(jì)并實(shí)施對(duì)照實(shí)驗(yàn)，熟練掌握科學(xué)探究的基本方法，

并明確ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì);通過模型建構(gòu)ATP的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)

簡式及相互轉(zhuǎn)化過程，培養(yǎng)實(shí)踐、理解能力。

＞社會(huì)責(zé)任目標(biāo):通過情境創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并滲透熱愛自然和生命的情

感教育;關(guān)注ATP在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，并能主動(dòng)向他人宣傳有關(guān)ATP的理性解

釋。

教學(xué)重難點(diǎn)：

＞教學(xué)重點(diǎn)是ATP化學(xué)組成的特點(diǎn)及其在能量代謝中的作用；

＞教學(xué)難點(diǎn)是ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。

教學(xué)流程圖

創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生求知欲（實(shí)驗(yàn)分析+活動(dòng)）一一探究細(xì)胞的直接能源物

質(zhì)（活動(dòng)）——認(rèn)識(shí)ATP制作ATP結(jié)構(gòu)模型（活動(dòng)+問題串）一一理解ATP與

ATP相互轉(zhuǎn)化與平衡（問題情境）一一回歸情境，解釋生活問題

【教學(xué)過程】

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

【課前準(zhǔn)備】制作實(shí)驗(yàn)，錄制視頻【課前準(zhǔn)備】預(yù)習(xí)通過復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)

設(shè)計(jì)教學(xué)為新課做好基礎(chǔ)

知識(shí)的鋪墊

【課堂任務(wù)】問題1：在生活中，哪些物質(zhì)能進(jìn)入情境，引發(fā)思復(fù)習(xí)舊知識(shí)，聯(lián)系

一、實(shí)驗(yàn)視頻導(dǎo)為生命活動(dòng)提供能量？考，回顧己學(xué)知識(shí)，生活經(jīng)驗(yàn)和原有

入，創(chuàng)設(shè)問題情得出答案：糖類，油概念。

境脂……

產(chǎn)生認(rèn)識(shí)沖突，激

發(fā)求知欲望。

實(shí)驗(yàn)變量分析。

“刺激蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌”實(shí)驗(yàn)根據(jù)已有知識(shí)做出基于情境，圍繞重

視頻判斷：要概念提出核心

問題：神秘物質(zhì)是

什么？

二、認(rèn)識(shí)ATP給出腺普三磷酸的分子式，讓學(xué)根據(jù)PPT的信息及ATP的建模活動(dòng)

制作ATP結(jié)構(gòu)生兩人一組合作完成ATP結(jié)構(gòu)信封里的腺喋吟、使學(xué)生直觀地認(rèn)

模型模型制作核糖和磷酸的模型識(shí)ATP結(jié)構(gòu)，提

進(jìn)行粘貼，并用筆高學(xué)習(xí)興趣；又讓

將各個(gè)部分的化學(xué)學(xué)生學(xué)會(huì)動(dòng)手、合

鍵畫出來。作與分享、獨(dú)立思

考與觀察的能力；

學(xué)生帶著自己同時(shí)也可以讓學(xué)

對(duì)ATP的理解，進(jìn)生掌握模型構(gòu)建

行ATP的模型制作：的基本方法，鍛煉

學(xué)生的理性思維。

選一組同學(xué)讓其中一名代表用（理性思維）

磁鐵卡片材料在黑板上完成

ATP模型制作。

不同組學(xué)生根據(jù)自

讓學(xué)生點(diǎn)評(píng)己對(duì)ATP的理解相通過邏輯推理闡

互點(diǎn)評(píng)并得出正確明個(gè)人立場。（理

結(jié)論性思維四）

以學(xué)生作品展示ATP結(jié)構(gòu)：

問題串：

1.ATP中A、T、P分別代表什腺昔三個(gè)磷酸

么？基團(tuán)

3個(gè)，1個(gè)普通磷酸通過對(duì)ATP結(jié)構(gòu)

2.有幾個(gè)磷酸鍵？是否相同？

鍵，2個(gè)高能磷酸模型的制作，了解

3.中文名？鍵。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而

4.結(jié)構(gòu)簡式?腺甘三磷酸理解功能特點(diǎn)，形

A-P-P-P成結(jié)構(gòu)與功能觀

5.A-PAMP中文名？又名腺腺甘一磷酸（生命觀念一）

嚓嶺核糖核甘酸。RNA基本單

位之一

A-P-P縮寫ADP中文ADP腺昔二磷酸

名？

CHONP

A-P-P-PATP

6.ATP元素組成？

三、ATP與ATP中的兩個(gè)高能磷酸鍵存有

ADP的轉(zhuǎn)化大量能量，大家覺得那個(gè)更活遠(yuǎn)離A的高能磷酸

鍵結(jié)構(gòu)與功能觀，物

躍？

質(zhì)與能量觀

遠(yuǎn)離腺昔的這個(gè)高能磷酸鍵極ATP->ADP+Pi+能

易水解斷裂，請(qǐng)寫出ATP水解量

反應(yīng)式？

水解產(chǎn)生ADP、Pi,同時(shí)釋放能

量，這些能量可用于哪些生命

光能電能動(dòng)能

代謝活動(dòng)？

化學(xué)能

用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。各項(xiàng)生命活動(dòng)

同樣ADP也可合成ATP：

動(dòng)物：細(xì)胞呼吸

ADP+Pi+能量—>ATP

植物：細(xì)胞呼吸，光

所需的能量可以來源于？

合作用。

寫出ATP合成的反應(yīng)式，并判

斷這個(gè)兩反應(yīng)是否是可逆反不是

應(yīng)？物質(zhì)可逆，能量不

可逆，條件不同

綜合物質(zhì)和能量

細(xì)胞所需ATP量觀以及穩(wěn)態(tài)與平

展示資料，從資料中能獲得什多，細(xì)胞內(nèi)現(xiàn)存的衡觀，分析ATP-

么信息？ATP量少。ADP循環(huán)平衡

ADP-ATP轉(zhuǎn)化效

率高（ATP合成效

如何克服這個(gè)矛盾？達(dá)到供需率）

平衡？

展示ATP-ADP循環(huán)圖

活細(xì)胞時(shí)刻都有ATP水解和合

成，合成所需的能量源于像細(xì)

胞呼吸一樣的放能反應(yīng)；相反

ATP水解釋放的能量可用于各放能反應(yīng)：細(xì)胞呼

吸能反應(yīng)。吸

吸能反應(yīng)：光合作

舉例說說細(xì)胞中的吸能反應(yīng)與

用，脫水縮合

放能反應(yīng)？

一般簡單分子變成復(fù)雜分子的

反應(yīng)屬于吸能反應(yīng)，相反為放

能反應(yīng)。

放能反應(yīng)釋放的能量是如何被ATP是能量通貨

吸能反應(yīng)所利用？需要中間紐

帶？