2024年高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.2 细胞的能量“通货”-ATP教案 新人教版必修1

2024年高中生物第五章细胞的能量供应和利用5.2细胞的能量“通货”——ATP教案新人教版必修1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容2024年高中生物第五章《细胞的能量供应和利用》5.2节“细胞的能量‘通货’——ATP”，新人教版必修1。本节课将围绕以下内容展开：

1.ATP的结构特点及其功能；

2.ATP与ADP相互转化的过程及意义；

3.细胞内ATP的生成途径及其调控；

4.ATP在生物体内的作用及实例分析。

教学内容紧密结合教材，旨在帮助学生理解ATP在细胞能量代谢中的核心地位，掌握ATP的基本知识，为后续学习细胞呼吸和光合作用打下坚实基础。核心素养目标1.培养学生的生命观念，使其理解ATP在细胞能量代谢中的关键作用，形成能量转化与守恒的科学观念；

2.提升科学思维能力，通过分析ATP与ADP的相互转化过程，学会运用所学知识解释生物学现象；

3.强化科学探究能力，让学生在探究ATP生成途径的实验中，体验科学探究过程，培养实验操作与数据分析能力；

4.增强社会责任感，使学生了解ATP在生物技术应用中的重要性，激发对生物学科的兴趣和为社会发展作贡献的意识。学情分析本节课面向的高中学生，经过之前的学习，他们已经掌握了细胞的基本结构和功能，初步了解了生物体内能量转化的一般规律。在知识层面，学生对能量代谢有一定的认识，但对于ATP这一具体能量“通货”的概念及其作用机制尚不清晰。在能力方面，学生的观察、思考、分析能力逐渐成熟，具备一定的实验操作和数据解读能力，但还需加强综合运用知识解决实际问题的能力。在素质方面，学生普遍对生物学有较高的兴趣，但学习习惯和自主学习能力存在差异，对课程的深度和广度有不同需求。

这些情况对本节课的教学产生影响，教师需在授课过程中关注以下几点：

1.激发学生兴趣，通过生动实例引入ATP的概念，提高学生的关注度；

2.注重知识点的循序渐进，从基础概念入手，逐步深入讲解ATP的结构、功能及转化过程；

3.设计不同难度的思考题和实践操作，满足不同层次学生的需求，提高他们的参与度；

4.培养学生的自主学习能力，引导他们通过查阅资料、小组讨论等方式深入探究ATP相关知识。教学资源准备1.教材：确保每位学生都提前准备好新人教版必修1的生物教材，方便跟随课堂进度；

2.辅助材料：准备ATP结构图、ATP与ADP转化过程的动画视频、细胞内能量代谢的流程图等多媒体资源，以便直观展示抽象概念；

3.实验器材：准备ATP与ADP转化实验所需的试剂、仪器等，确保实验的顺利进行；

4.教室布置：将教室划分为讲授区、实验操作区以及小组讨论区，为学生提供舒适的学习环境。同时，提前调试好多媒体设备，确保教学资源顺利展示。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对ATP的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道细胞的能量‘通货’是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于ATP的图片和细胞活动的视频片段，让学生初步感受ATP在细胞中的重要作用。

简短介绍ATP的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.ATP基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解ATP的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解ATP的定义，包括其主要组成元素和结构。

详细介绍ATP的分子结构、磷酸键的特点，使用图表或示意图帮助学生理解。

通过实例（如肌肉收缩）说明ATP在生物体内的实际应用，让学生更好地理解其作用。

3.ATP案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解ATP的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的ATP案例进行分析，如光合作用、细胞呼吸过程中ATP的生成与消耗。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解ATP在细胞代谢中的关键作用。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用ATP解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论ATP在能源科学领域的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与ATP相关的主题进行深入讨论，如ATP在运动生理学中的应用。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对ATP的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调ATP的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括ATP的基本概念、结构、案例分析等。

强调ATP在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用ATP。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于ATP在细胞代谢中作用的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理1.ATP的结构与功能

-ATP分子由一个核糖、三个磷酸基团和一个腺嘌呤组成。

-ATP分子中的高能磷酸键（γ-磷酸与核糖之间的键）是能量释放的关键。

-ATP在细胞内作为能量“通货”，在生物化学反应中转移和释放能量。

2.ATP与ADP的相互转化

-ATP通过水解释放能量，转化为ADP和无机磷酸（Pi）。

-ADP和Pi通过磷酸化反应，吸收能量重新转化为ATP。

-这两个过程在细胞内不断进行，以满足细胞的能量需求。

3.细胞内ATP的生成途径

-有氧呼吸：通过线粒体内的氧化磷酸化过程生成ATP。

-无氧呼吸：在缺氧条件下，通过糖酵解过程生成ATP。

-光合作用：在植物细胞中，通过光反应阶段生成ATP。

4.ATP在细胞代谢中的作用

-ATP为细胞提供能量，驱动各种生物化学反应。

-ATP参与主动运输、蛋白质合成、肌肉收缩等生命活动。

-ATP在生物体内不断循环，保持能量供应的持续性和高效性。

5.ATP与生物技术应用

-ATP在医学诊断中的应用，如检测细菌感染。

-ATP在生物能源领域的潜力，如微生物燃料电池。

-通过研究ATP相关的代谢途径，开发新的药物和治疗方法。

本节课的知识点梳理涵盖了教材中关于ATP的核心内容，旨在帮助学生全面掌握ATP的结构、功能、生成途径以及其在细胞代谢中的关键作用，为学生深入学习生物学及相关领域打下坚实基础。课后作业1.请简述ATP的结构特点及其在细胞代谢中的作用。

答案示例：ATP由一个核糖、三个磷酸基团和一个腺嘌呤组成。其结构特点在于高能磷酸键，能释放大量能量，为细胞代谢提供动力。ATP在细胞代谢中的作用包括驱动生物化学反应、参与主动运输、蛋白质合成、肌肉收缩等。

2.请阐述ATP与ADP相互转化的过程及意义。

答案示例：ATP通过水解释放能量，转化为ADP和无机磷酸（Pi）。ADP和Pi通过磷酸化反应，吸收能量重新转化为ATP。这一过程在细胞内不断进行，确保能量的持续供应和调节，以满足细胞对能量的需求。

3.请列举三种细胞内ATP的生成途径，并简要说明它们的特点。

答案示例：

-有氧呼吸：在线粒体内进行，通过氧化磷酸化过程生成ATP，产生大量能量。

-无氧呼吸：在缺氧条件下，通过糖酵解过程生成ATP，产生少量能量。

-光合作用：在植物细胞中，通过光反应阶段生成ATP，为暗反应提供能量。

4.请举例说明ATP在生物技术应用中的一个方面。

答案示例：ATP在医学诊断中的应用，如通过检测ATP浓度来判断细菌感染的程度。此外，ATP还可以用于生物能源领域，如微生物燃料电池，将生物体内的化学能转化为电能。

5.请设计一个实验，验证ATP与ADP的相互转化过程。

答案示例：

-实验材料：ADP、Pi、ATP、酶、紫外分光光度计等。

-实验步骤：

1.将ADP和Pi混合，加入磷酸化酶，观察紫外吸收光谱的变化，验证ADP和Pi转化为ATP的过程。

2.将ATP加入水解释酶，观察紫外吸收光谱的变化，验证ATP转化为ADP和无机磷酸的过程。

3.通过对比实验前后的紫外吸收光谱，分析ATP与ADP相互转化的特点。教学评价与反馈1.课堂表现：

-观察学生在课堂上的参与程度，包括提问、回答问题和课堂互动情况。

-关注学生对ATP概念、结构和功能的理解程度，以及在案例分析和讨论中的表现。

2.小组讨论成果展示：

-评价各小组对ATP相关主题的探讨深度和广度，以及提出的创新性想法或建议。

-对各小组的展示内容、逻辑性和表达能力进行评价。

3.随堂测试：

-设计针对ATP知识点的随堂测试，包括填空题、简答题等，以检验学生对课堂内容的掌握程度。

-分析测试结果，了解学生的学习难点和教学效果。

4.课后作业：

-对学生提交的关于ATP在细胞代谢中作用的短文或报告进行评价，关注学生的写作能力和对知识点的理解深度。

-指出作业中的优点和不足，提供改进建议。

5.教师评价与反馈：

-针对课堂表现、小组讨论、随堂测试和课后作业等方面，给予学生综合评价。

-结合学生的反馈和教学过程中的观察，对教学方法、教学内容进行调整和优化。

-激励学生保持对生物学科的兴趣，鼓励他们在学习过程中积极思考、主动探索，提高自身学科素养。板书设计①重点知识点：

-ATP结构：核糖、磷酸基团、腺嘌呤、高能磷酸键

-ATP功能：能量“通货”、驱动生物化学反应

-ATP与ADP转化：水解、磷酸化、能量释放与储存

-ATP生成途径：有氧呼吸、无氧呼吸、光合作用

-ATP应用：医学诊断、生物能源、药物开发

②关键词：

-能量

-通货

-高能磷酸键

-代谢

-生成途径

-应用

③重点句：

-"ATP是细胞内的能量‘通货’。"

-"ATP与ADP的相互转化维持细胞内能量