高中生物：细胞与能量教学设计

第三章第一节细胞与能量

衢州一中梁建平

【单元学习内容与分析】

1.单元学习内容

＞说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如

pH和温度等）的影响。

＞解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物。

＞说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这能量在二氧化碳和水转变为

糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学。

＞说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利

用的能。

2.单元学习内容分析：

必修1《分子与细胞》

概念2细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖

物质通过被动运输、主细胞的功能绝大多数基细胞会经历生长、增

动运输等方式进出细胞,于化学反应，这些反应殖、分化、衰老和死

以维持细胞的正常代谢发生在细胞的特定区域亡等生命进程

活动

主

细

质

动

膜

胞

运

具

胞

细

的

细

细

光

输

吞

有

胞

胞

-胞

4重

和

屉

胞

选

分

呼

增

和

被

吐

用

择

化

吸

殖

动

凋

透

运

亡

性

输

本单元内容重点围绕物质和能量大概念，通过物质转变和能量转移贯穿始终,

是物质与能量，结构与功能两大核心生命观的主要落脚点。在高中生物教材中，

不论是必修还是选修都有着举足轻重的地位。起到承上启下关系：是上位概念“细

胞的生存需要能量和营养物质''的具体补充，是与“物质通过被动运输或主动运输方式

进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”重要概念深入，是理解其他概念的基础。是学

生形成结构与功能观、物质与能量观的基础。

概念图

【学情分析】

学生通过前面的学习已经知道细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项

生命活动，以及物质通过被动运输或主动运输方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活

动，但不清楚细胞内物质是如何变化及能量是如何转移。本单元学习对象为高

一年级学生。高一年级学习积极性、主动性高，易于开展探究学习活动。但同

时，本年级学生的抽象思维能力较弱，理解抽象的酶、ATP、光合作用和呼吸

作用等内容有一定难度，需要教师在教学中创设相应的情境，组织探究活动，

搭建学习的支架。

【课时教学设计】

学习内容：

＞生命观念目标:能用物质和能量观解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源

物质;能用稳态与平衡观解释ATP和ADP的转化是十分迅速的。

＞理性思维目标:能掌握ATP的分子简式和特点;能理解ATP的化学组成及其在

化学组成上与RNA的关系。

＞科学探究目标:通过设计并实施对照实验，熟练掌握科学探究的基本方法，

并明确ATP是生命活动的直接能源物质;通过模型建构ATP的结构式、结构

简式及相互转化过程，培养实践、理解能力。

＞社会责任目标:通过情境创设，激发学习兴趣，并渗透热爱自然和生命的情

感教育;关注ATP在医学上的应用，并能主动向他人宣传有关ATP的理性解

释。

教学重难点：

＞教学重点是ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；

＞教学难点是ATP与ADP的相互转化。

教学流程图

创设情境，激发学生求知欲（实验分析+活动）一一探究细胞的直接能源物

质（活动）——认识ATP制作ATP结构模型（活动+问题串）一一理解ATP与

ATP相互转化与平衡（问题情境）一一回归情境，解释生活问题

【教学过程】

教学环节教师活动学生活动设计意图

【课前准备】制作实验，录制视频【课前准备】预习通过复习和预习

设计教学为新课做好基础

知识的铺垫

【课堂任务】问题1：在生活中，哪些物质能进入情境，引发思复习旧知识，联系

一、实验视频导为生命活动提供能量？考，回顾己学知识，生活经验和原有

入，创设问题情得出答案：糖类，油概念。

境脂……

产生认识冲突，激

发求知欲望。

实验变量分析。

“刺激蛙坐骨神经腓肠肌”实验根据已有知识做出基于情境，围绕重

视频判断：要概念提出核心

问题：神秘物质是

什么？

二、认识ATP给出腺普三磷酸的分子式，让学根据PPT的信息及ATP的建模活动

制作ATP结构生两人一组合作完成ATP结构信封里的腺喋吟、使学生直观地认

模型模型制作核糖和磷酸的模型识ATP结构，提

进行粘贴，并用笔高学习兴趣；又让

将各个部分的化学学生学会动手、合

键画出来。作与分享、独立思

考与观察的能力；

学生带着自己同时也可以让学

对ATP的理解，进生掌握模型构建

行ATP的模型制作：的基本方法，锻炼

学生的理性思维。

选一组同学让其中一名代表用（理性思维）

磁铁卡片材料在黑板上完成

ATP模型制作。

不同组学生根据自

让学生点评己对ATP的理解相通过逻辑推理阐

互点评并得出正确明个人立场。（理

结论性思维四）

以学生作品展示ATP结构：

问题串：

1.ATP中A、T、P分别代表什腺昔三个磷酸

么？基团

3个，1个普通磷酸通过对ATP结构

2.有几个磷酸键？是否相同？

键，2个高能磷酸模型的制作，了解

3.中文名？键。其结构特点，进而

4.结构简式?腺甘三磷酸理解功能特点，形

A-P-P-P成结构与功能观

5.A-PAMP中文名？又名腺腺甘一磷酸（生命观念一）

嚓岭核糖核甘酸。RNA基本单

位之一

A-P-P缩写ADP中文ADP腺昔二磷酸

名？

CHONP

A-P-P-PATP

6.ATP元素组成？

三、ATP与ATP中的两个高能磷酸键存有

ADP的转化大量能量，大家觉得那个更活远离A的高能磷酸

键结构与功能观，物

跃？

质与能量观

远离腺昔的这个高能磷酸键极ATP->ADP+Pi+能

易水解断裂，请写出ATP水解量

反应式？

水解产生ADP、Pi,同时释放能

量，这些能量可用于哪些生命

光能电能动能

代谢活动？

化学能

用于各项生命活动。各项生命活动

同样ADP也可合成ATP：

动物：细胞呼吸

ADP+Pi+能量—>ATP

植物：细胞呼吸，光

所需的能量可以来源于？

合作用。

写出ATP合成的反应式，并判

断这个两反应是否是可逆反不是

应？物质可逆，能量不

可逆，条件不同

综合物质和能量

细胞所需ATP量观以及稳态与平

展示资料，从资料中能获得什多，细胞内现存的衡观，分析ATP-

么信息？ATP量少。ADP循环平衡

ADP-ATP转化效

率高（ATP合成效

如何克服这个矛盾？达到供需率）

平衡？

展示ATP-ADP循环图

活细胞时刻都有ATP水解和合

成，合成所需的能量源于像细

胞呼吸一样的放能反应；相反

ATP水解释放的能量可用于各放能反应：细胞呼

吸能反应。吸

吸能反应：光合作

举例说说细胞中的吸能反应与

用，脱水缩合

放能反应？

一般简单分子变成复杂分子的

反应属于吸能反应，相反为放

能反应。

放能反应释放的能量是如何被ATP是能量通货

吸能反应所利用？需要中间纽

带？