四川省成都市高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.3 ATP 和细胞呼吸教案 新人教版必修1

四川省成都市高中生物第五章细胞的能量供应和利用5.3ATP和细胞呼吸教案新人教版必修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本节课选自四川省成都市高中生物教材第五章“细胞的能量供应和利用”中的5.3节，内容包括：

1.ATP的化学组成和特点；

2.细胞呼吸的类型及其过程；

3.有氧呼吸和无氧呼吸的异同点；

4.ATP与细胞呼吸之间的关系；

5.生活中的实例，说明细胞呼吸原理的应用。核心素养目标1.培养学生对生物科学事实和现象的观察、描述和分析能力，通过学习ATP和细胞呼吸，使学生能够准确把握细胞能量代谢的基本过程；

2.培养学生的实验探究能力，通过设计实验，观察和分析细胞呼吸过程，提高学生实验操作和解决问题的能力；

3.培养学生运用生物学知识解释生活现象的能力，使学生能够运用所学知识分析生活中的细胞呼吸实例，提升学生的知识应用能力；

4.培养学生的科学思维能力，通过对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同，使学生理解科学概念间的内在联系，提高学生的逻辑思维和批判性思维能力。学习者分析1.学生已经掌握了细胞的基本结构、功能以及细胞膜的物质运输等相关知识。此外，学生对生物化学基础知识有一定的了解，如糖类、蛋白质和脂质的组成及功能，这为学习ATP和细胞呼吸打下了基础。

2.学生对生物学实验和探索性学习具有较强的兴趣，具备一定的观察能力和动手操作能力。在学习和解决问题的过程中，学生倾向于合作学习和讨论，善于从多角度分析问题。此外，学生在学习生物学时，更倾向于通过具体实例来理解和掌握抽象概念。

3.学生在学习本章节内容时可能遇到的困难和挑战有以下几点：

a.对ATP的化学组成和结构特点理解不够深入，难以将其与细胞能量代谢联系起来；

b.细胞呼吸过程较为复杂，学生可能难以把握各个阶段的变化和联系；

c.对有氧呼吸和无氧呼吸的异同点理解不够清晰，容易混淆；

d.在运用所学知识解决实际问题时，学生可能缺乏将理论知识与生活实际相结合的能力，需要教师引导和启发。教学资源1.硬件资源：

-生物实验室

-投影仪

-计算机及多媒体设备

2.软件资源：

-生物学科教学软件

-ATP与细胞呼吸教学PPT

-细胞模型和动画演示

3.课程平台：

-学校课程管理系统

-班级学习交流群

4.信息化资源：

-电子教材

-网络教学资源（含图片、视频等）

5.教学手段：

-实验教学

-讲授与讨论

-案例分析

-小组合作学习

-互动问答

-课后在线辅导

6.辅助材料：

-细胞呼吸实验指导手册

-ATP与细胞呼吸学习手册

-练习题及答案解析教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解ATP和细胞呼吸的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习相关内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。设计课堂互动环节，提高学生学习ATP和细胞呼吸的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的细胞结构和功能，帮助学生建立知识之间的联系。提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解ATP的化学组成、特点以及细胞呼吸的类型和过程。结合实例帮助学生理解，突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕细胞呼吸的过程和ATP的作用展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

总结归纳：

在新课呈现结束后，对ATP和细胞呼吸的知识点进行梳理和总结。强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对ATP和细胞呼吸知识的掌握情况。鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与细胞呼吸相关的拓展知识，如生物电池等，拓宽学生的知识视野。引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合细胞呼吸内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的ATP和细胞呼吸内容，强调重点和难点。肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理一、ATP的化学组成和特点

1.ATP的分子结构：由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成。

2.ATP的功能：作为细胞内能量传递和转换的“能量货币”。

3.ATP的合成与分解：通过磷酸化和脱磷酸化反应，实现能量的储存和释放。

二、细胞呼吸的类型及其过程

1.有氧呼吸：

a.阶段一：糖类分解为丙酮酸，生成少量ATP和NADH；

b.阶段二：丙酮酸进入线粒体，生成乙酰辅酶A，进一步氧化分解，生成大量ATP和NADH；

c.阶段三：氧化磷酸化，NADH和FADH2在线粒体内通过电子传递链产生ATP。

2.无氧呼吸：

a.产物：乳酸或酒精和二氧化碳；

b.过程：糖类分解为丙酮酸，丙酮酸进一步转化为乳酸或酒精和二氧化碳。

三、有氧呼吸和无氧呼吸的异同点

1.相同点：

a.都是分解代谢过程；

b.都能释放能量，生成ATP；

c.都涉及到糖类的分解。

2.不同点：

a.进行场所：有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质中进行；

b.产物：有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生乳酸或酒精和二氧化碳；

c.能量产生：有氧呼吸产生的能量多，无氧呼吸产生的能量少。

四、ATP与细胞呼吸之间的关系

1.ATP是细胞呼吸过程中能量的直接来源。

2.细胞呼吸过程中，ATP的合成和分解是能量转换的关键步骤。

五、生活中的实例，说明细胞呼吸原理的应用

1.呼吸作用与运动：运动时，肌肉细胞的有氧呼吸和无氧呼吸增强，为身体提供能量；

2.酵母发酵：制作面包、馒头等食品时，酵母菌进行无氧呼吸产生二氧化碳，使面团膨胀；

3.乳酸菌发酵：制作酸奶等乳制品时，乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸；

4.生物电池：利用生物体内的酶，将有机物氧化还原反应产生的能量转换为电能。典型例题讲解例题一：简述ATP的化学组成及其功能。

答案：

ATP的化学组成为腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团。其功能为细胞内能量传递和转换的“能量货币”。

例题二：请描述细胞有氧呼吸的三个阶段及其发生的场所。

答案：

第一阶段：糖类分解为丙酮酸，生成少量ATP和NADH，发生在细胞质中。

第二阶段：丙酮酸进入线粒体，生成乙酰辅酶A，进一步氧化分解，生成大量ATP和NADH，发生在线粒体基质。

第三阶段：氧化磷酸化，NADH和FADH2在线粒体内通过电子传递链产生ATP，发生在线粒体内膜。

例题三：比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点。

答案：

相同点：都是分解代谢过程；都能释放能量，生成ATP；都涉及到糖类的分解。

不同点：进行场所：有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质中进行；产物：有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生乳酸或酒精和二氧化碳；能量产生：有氧呼吸产生的能量多，无氧呼吸产生的能量少。

例题四：请解释细胞呼吸过程中ATP的合成与分解。

答案：

细胞呼吸过程中，ATP的合成与分解是能量转换的关键步骤。在糖类分解的过程中，通过磷酸化反应，ADP和无机磷酸（Pi）结合生成ATP，储存能量；在能量消耗过程中，ATP通过脱磷酸化反应分解为ADP和无机磷酸（Pi），释放能量。

例题五：举例说明细胞呼吸原理在生活中的应用。

答案：

1.呼吸作用与运动：运动时，肌肉细胞的有氧呼吸和无氧呼吸增强，为身体提供能量；

2.酵母发酵：制作面包、馒头等食品时，酵母菌进行无氧呼吸产生二氧化碳，使面团膨胀；

3.乳酸菌发酵：制作酸奶等乳制品时，乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸；

4.生物电池：利用生物体内的酶，将有机物氧化还原反应产生的能量转换为电能；

5.燃料电池：利用氢气、甲烷等燃料的氧化反应产生电能，其原理与细胞呼吸相似。

例题六：请解释为什么说ATP是细胞内的“能量货币”？

答案：

ATP作为细胞内的“能量货币”，因为它是细胞内能量传递和转换的媒介。细胞内各种生物化学反应需要能量时，ATP可以直接提供，而当细胞需要储存能量时，能量又可以转化为ATP。

例题七：请简述细胞有氧呼吸过程中，丙酮酸是如何进入线粒体的？

答案：

细胞有氧呼吸过程中，丙酮酸通过柠檬酸穿梭机制进入线粒体。在细胞质中，丙酮酸与辅酶A结合生成乙酰辅酶A，然后通过柠檬酸穿梭进入线粒体基质，参与进一步的氧化分解。

例题八：请解释为什么说无氧呼吸产生的能量较少？

答案：

无氧呼吸产生的能量较少，原因有以下几点：

1.无氧呼吸过程中，有机物氧化不彻底，产生的能量较少；

2.无氧呼吸过程中，产生的乳酸或酒精等产物对细胞具有一定的毒性，限制了能量的进一步产生；

3.无氧呼吸过程中，没有电子传递链的参与，无法产生氧化磷酸化过程中的大量ATP。

例题九：请描述细胞呼吸过程中，电子传递链的作用。

答案：

电子传递链是细胞呼吸过程中的关键环节，其主要作用如下：

1.将NADH和FADH2中的电子传递给氧气，生成水；

2.在电子传递过程中，通过质子泵将质子从线粒体基质泵入线粒体内膜间隙，形成质子梯度；

3.质子梯度驱动ATP合酶，使ADP和无机磷酸（Pi）结合生成ATP。

例题十：请举例说明如何通过实验探究细胞呼吸过程。

答案：

实验方法如下：

1.收集细胞产生的气体（如CO2），通过澄清石灰水变浑浊程度来判断细胞呼吸的强弱；

2.测定细胞内ATP含量的变化，反映细胞呼吸过程中能量的产生；

3.通过测定细胞内氧气消耗速率，判断细胞有氧呼吸的强弱；

4.利用同位素标记法，追踪细胞呼吸过程中C、H、O等元素的流向，分析细胞呼吸的具体过程。教学反思与改进在教学过程中，我深刻地认识到ATP和细胞呼吸这部分内容的重要性，它既是生物学的基础知识，也是学生在生活中可以应用的知识。通过教学，我发现学生对这部分内容的学习兴趣较高，但同时也存在一些困难和挑战。

首先，我发现学生在理解ATP的化学组成和结构特点方面存在一定的困难，他们往往难以将ATP与细胞能量代谢联系起来。为了帮助学生更好地理解这部分内容，我计划在未来的教学中采用更直观的教学方法，如使用模型和动画演示，以及设计一些相关的实验活动，让学生在实践中感受ATP的作用。

其次，细胞呼吸的过程较为复杂，学生往往难以把握各个阶段的变化和联系。为了帮助学生更好地理解这部分内容，我计划在教学中采用逐步引导的方法，从简单的概念入手，逐步深入，让学生在理解的基础上形成完整的知识体系。

此外，我发现学生在运用所学知识解决实际问题时，往往缺乏将理论知识与生活实际相结合的能力。为了培养学生的这一能力，我计划在教学中增加一些与生活实际相关的案例，让学生通过分析案例来理解和掌