2024-2025学年新教材高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第2节 1 细胞的能量“货币”ATP（2）教案 新人教版必修1

2024-2025学年新教材高中生物第五章细胞的能量供应和利用第2节1细胞的能量“货币”ATP（2）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材分析本节课选自2024-2025学年新教材高中生物第五章《细胞的能量供应和利用》第2节，重点探讨细胞的能量“货币”ATP。通过本节内容的学习，学生将深入理解ATP的结构、功能以及在细胞内的转化过程。本节教学与新人教版必修1紧密结合，旨在帮助学生掌握细胞能量代谢的基本原理，为后续学习细胞呼吸和光合作用打下坚实基础。教学内容注重与实际生活相联系，提高学生的知识应用能力。核心素养目标本节课旨在培养学生以下核心素养：通过学习ATP的结构与功能，提高学生对生物分子结构与功能关系的理解，培养其生命观念；通过探讨ATP与ADP相互转化的过程，锻炼学生实验与探究能力，使其能够运用所学知识分析生物现象；强化学生对细胞能量代谢过程的认识，提升其科学思维能力，为解决实际生物问题奠定基础。同时，结合实例分析，提高学生的社会责任感和科学素养，使其能够更好地理解生物学在现代社会中的应用。学情分析本节课面向的是高中一年级学生，他们已在初中阶段对细胞的基本结构和功能有了初步了解，具备一定的生物学基础。在此基础上，学生对细胞的能量供应和利用的概念有所认识，但对于ATP作为细胞能量“货币”的具体机制可能尚感陌生。在知识层面，学生对能量转化、物质代谢等抽象概念的理解有待深化；在能力层面，学生的实验操作能力、数据分析和解决问题的能力需要进一步培养；在素质层面，学生的科学探究精神和合作学习意识需加强。此外，学生在学习过程中可能存在对理论知识兴趣不足、注意力分散等问题，这将对课程学习产生影响。因此，教学中应注重激发学生的学习兴趣，引导他们通过实验探究和案例讨论，深入理解ATP在细胞能量代谢中的作用，以提高其知识应用和创新能力。教学资源1.硬件资源：显微镜、ATP与ADP转化实验套件、多媒体教学设备。

2.软件资源：生物学科教学软件、细胞结构与功能教学动画、ATP结构模型。

3.课程平台：学校教学管理系统、班级学习交流群。

4.信息化资源：电子教材、教学PPT、相关视频资料。

5.教学手段：课堂讲授、小组讨论、实验操作、案例分析、互动问答。教学过程设计1.导入环节（5分钟）

创设情境：通过展示细胞活动的动画，让学生观察细胞在不同活动状态下的能量需求。提出问题：“细胞在进行各种生命活动时，需要消耗能量，那么这个能量是从哪里来的？细胞如何实现能量的快速供应和利用？”

2.讲授新课（15分钟）

（1）ATP的结构与功能（5分钟）

利用PPT展示ATP分子结构，讲解ATP的结构特点及其在细胞能量代谢中的作用。强调ATP的高能磷酸键及其在能量传递中的关键地位。

（2）ATP与ADP的相互转化（5分钟）

通过动画演示ATP与ADP的相互转化过程，阐述其在细胞内能量供应和利用中的重要性。

（3）ATP在细胞内的应用（5分钟）

结合实例，讲解ATP在细胞内各种生物过程中的应用，如肌肉收缩、神经传导等。

3.巩固练习（10分钟）

（1）课堂提问（5分钟）

设计有关ATP结构、功能及转化过程的问题，检查学生对新知识的理解和掌握。

（2）小组讨论（5分钟）

将学生分为小组，针对ATP在细胞内的应用展开讨论，分享各自观点。

4.实验探究（10分钟）

分组进行ATP与ADP转化实验，观察实验现象，引导学生通过实验探究理解ATP与ADP的相互转化过程。

5.课堂小结（5分钟）

教师与学生共同总结本节课的重点内容，强调ATP在细胞能量代谢中的关键作用。

6.布置作业（5分钟）

设计有关ATP的结构、功能和应用方面的作业，巩固学生对课堂所学知识的掌握。

7.创新教学双边互动（5分钟）

邀请学生上台演示ATP与ADP转化的实验过程，并让其他学生观察、提问。在此过程中，教师引导学生解答疑问，提高学生的实验操作能力和问题解决能力。

8.核心素养能力拓展（5分钟）

结合实际生活，让学生思考ATP在人体运动、学习等过程中的作用，培养其将生物学知识应用于实际生活的能力。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《生物科学进展》中关于ATP分子结构与功能的专题文章。

-《细胞生物学》中关于细胞能量代谢的章节。

-《高中生物实验教学手册》中关于ATP与ADP转化实验的详细步骤及原理。

2.课后自主学习和探究：

-研究ATP在不同生物体（如植物、动物、微生物）中的能量供应作用，分析其共性与差异。

-探究ATP在人体内的合成途径，了解不同食物中的能量来源及其转化为ATP的效率。

-调查生活中哪些活动消耗ATP最多，分析这些活动对人体能量需求的影响。

-通过查阅资料，了解ATP在医学、体育运动等领域的应用，如ATP补充剂、运动疲劳与恢复等。

-设计一个小实验，验证ATP在细胞内的释放能量过程，如通过测量光照条件下光合作用的产氧量来推测ATP的生成。

-探讨ATP在细胞信号传导中的作用，如何调控细胞内的生命活动。典型例题讲解例题1：

题目：简述ATP在细胞内的作用及其转化过程。

答案：ATP在细胞内作为能量“货币”，为各种生命活动提供能量。其转化过程主要包括ATP的合成（磷酸化）和ATP的水解。在合成过程中，ADP和无机磷酸（Pi）通过酶催化，消耗能量形成ATP；在水解过程中，ATP释放能量，转变为ADP和Pi。

例题2：

题目：解释为什么说ATP是细胞内的“能量货币”。

答案：因为ATP分子中的高能磷酸键能够储存和释放能量，它可以在细胞内迅速地被水解，释放出能量供细胞使用，就像货币一样在细胞内流通。

例题3：

题目：列举三种细胞内消耗ATP的生命活动，并简要说明其作用。

答案：

1.肌肉收缩：ATP提供能量，使肌肉纤维缩短，产生力量。

2.神经传导：ATP维持神经细胞膜电位，支持神经信号的传递。

3.物质运输：ATP驱动细胞膜上的泵，如钠-钾泵，维持细胞内外的离子浓度差。

例题4：

题目：描述ATP与ADP相互转化的过程，并说明这个过程在细胞代谢中的作用。

答案：ATP与ADP的相互转化过程包括：

-合成：ADP+Pi+能量→ATP

-水解：ATP→ADP+Pi+能量

这个过程在细胞代谢中的作用是调节能量供应，满足细胞在不同代谢活动中的能量需求。

例题5：

题目：根据ATP的结构特点，解释为什么ATP的水解可以释放能量。

答案：ATP分子中的磷酸基团带有负电荷，相互之间产生排斥力，使得磷酸键处于较高的能量状态。当ATP水解时，这些磷酸基团被分开，排斥力减小，系统能量降低，因此可以释放能量。内容逻辑关系①知识点梳理：

-ATP的结构特点及其高能磷酸键的含义。

-ATP与ADP的相互转化过程及其在细胞能量代谢中的作用。

-ATP在细胞内的应用实例，如肌肉收缩、神经传导等。

②重点句子：

-"ATP是细胞内的能量货币，通过其高能磷酸键的断裂和形成来储存和释放能量。"

-"ATP与ADP的相互转化是细胞调节能量供应的关键机制。"

-"细胞内的许多生命活动，如主动运输、蛋白质合成等，都依赖于ATP提供的能量。"

③板书设计：

-板书左侧：ATP结构示意图，标注高能磷酸键。

-板书中央：ATP与ADP相互转化的化学反应方程式。

-板书右侧：列出ATP在细胞内的主要应用，用箭头指向相应的生命活动。

-板书下方：总结ATP在细胞能量代谢中的核心地位。

板书设计应条理清楚，逻辑性强，使学生能够直观地理解ATP的结构、功能及其在细胞能量供应中的重要作用。反思改进措施（一）教学特色创新

1.利用动画和模型形象化展示ATP的结构与转化过程，增强学生的直观理解。

2.结合生活实例，引导学生将ATP的知识应用于解释日常生物现象，提高学生的知识运用能力。

（二）存在主要问题

1.教学过程中，部分学生对ATP与ADP转化的化学方程式理解不够深入，需要加强个别辅导。

2.实验探究环节，学生的操作技能有待提高，实验观察和分析能力需要进一步加强。

（三）改进措施

针对上述问题，今后将从以下方面进行改进：

1.在讲解ATP与ADP转化的化学方程式时，通过举例和图示，帮助学生更好地理解和记忆。

2.增加实验操作的演示和练习，提高学生的实验技能。同时，引导学生学会观察实验现象，培养其分析和解决问题的能力。

3.加强课后辅导，针对不同学生的学习需求，提供个性化的指导，确保每位学生都能掌握ATP的相关知识。

4.结合学生的兴趣和实际需求，不断丰富教学资源，提高课堂教学的趣味性和实用性。

5.加强与学生的互动，鼓励学生提问和表达观点，提高课堂教学的活跃度，营造良好的学习氛围。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们主要学习了以下内容：

1.ATP的结构特点及其在细胞能量代谢中的作用。

2.ATP与ADP的相互转化过程及其在细胞内的应用。

3.细胞内能量供应与利用的调控机制。

当堂检测：

一、填空题

1.ATP由一个腺苷分子和____个磷酸基团组成。

2.ATP的水解可以释放____，为细胞提供能量。

3.ATP与ADP的相互转化过程中，能量来源于____。

二、简答题

1.请简要描述ATP在细胞内的作用。

2.请解释为什么说ATP是细胞内的“能量货币”。

三、应用题

1.请举例说明ATP在人体运动过程中的作用。

2.分析一下，为什么细胞需要不断合成ATP来满足能量需求？

当堂检测答案：

一、填空题

1.三个磷酸基团