2024-2025学年新教材高中生物 第3章 细胞中能量的转换和利用 第1节 第2课时 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质教学实录 苏教版必修1

2024-2025学年新教材高中生物第3章细胞中能量的转换和利用第1节第2课时ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质教学实录苏教版必修1主备人备课成员设计意图本节课旨在让学生通过实验探究，了解ATP的结构和功能，掌握ATP在细胞生命活动中的重要作用，培养学生观察、分析、推理等科学探究能力，为后续学习细胞呼吸和光合作用打下基础。核心素养目标培养学生生物学科学思维，通过分析ATP的化学结构和能量转换过程，提升学生对生命现象的理性思考能力。增强实验探究能力，通过实验操作和数据分析，使学生掌握科学探究方法。提高科学探究意识，引导学生关注生命活动中的能量转换，激发对生物学知识的兴趣和探索欲望。教学难点与重点1.教学重点：

-明确ATP的结构，包括其磷酸基团和腺苷的组成。

-掌握ATP的高能磷酸键在能量转换中的作用。

-理解ATP与ADP的相互转化过程及其在细胞能量代谢中的重要性。

2.教学难点：

-理解ATP水解释放能量的机制，特别是高能磷酸键断裂的过程。

-掌握ATP在细胞内的合成途径，特别是磷酸化过程和能量来源。

-将ATP的功能与细胞内的具体生命活动相联系，例如肌肉收缩、神经冲动传导等。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.采用讲授法结合多媒体演示，清晰展示ATP的结构和功能。

2.通过小组讨论，让学生探究ATP与ADP的转化过程。

3.实施角色扮演活动，让学生模拟ATP在细胞内的能量转换。

4.利用实验操作，让学生亲自观察ATP水解释放能量的现象。

5.结合课本内容，设计思维导图，帮助学生梳理ATP相关知识。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：“你们知道细胞内的能量转换吗？它对我们的生命活动有什么意义？”

展示一些关于细胞能量转换的图片或视频片段，让学生初步感受细胞能量转换的魅力或特点。

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或结构。

详细介绍ATP的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

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，如光合作用和细胞呼吸。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解ATP在能量转换中的多样性或复杂性。

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。

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在细胞信号传导中的作用”。

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、组成部分、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。

7.课后作业（5分钟）

目标：巩固学习效果，提高学生独立思考和解决问题的能力。

过程：

布置课后作业：让学生撰写一篇关于ATP在细胞能量代谢中作用的短文或报告。

要求学生结合所学知识，分析ATP在特定细胞过程（如肌肉收缩或神经传导）中的作用，并提出自己的见解。教学资源拓展1.拓展资源：

-ATP的化学结构图：通过展示ATP的化学结构图，让学生更直观地了解ATP的组成和结构。

-细胞内ATP合成途径：介绍细胞内ATP合成的过程，包括光合作用和细胞呼吸中的关键步骤。

-ATP在细胞功能中的应用实例：收集一些实际案例，如肌肉收缩、神经传导等，展示ATP在细胞功能中的重要性。

-ATP与疾病的关系：探讨ATP代谢异常与某些疾病（如肌肉萎缩症、神经退行性疾病）之间的关系。

2.拓展建议：

-学生可以查阅相关书籍或资料，深入了解ATP的化学性质和生物合成过程。

-组织学生进行小组合作，共同研究ATP在不同细胞过程中的作用，如光合作用和细胞呼吸。

-鼓励学生参与实验，通过实验观察ATP水解释放能量的现象，加深对ATP功能的理解。

-引导学生关注ATP在生物医学领域的应用，如基因治疗、细胞培养等，激发学生对生物科学的兴趣。

-建议学生阅读一些科普文章，了解ATP在生物进化中的作用，以及ATP相关研究的最新进展。

-组织学生参观科研机构或实验室，亲身感受生物科学研究的氛围，拓宽学生的视野。

-鼓励学生参加生物竞赛或科技创新活动，将所学知识应用于实际问题的解决中。

-建议学生关注国内外生物科学领域的权威期刊，了解ATP相关研究的最新动态。

-鼓励学生参与学术交流，与同行学者探讨ATP在细胞生物学中的研究进展和挑战。

-建议学生关注生物技术产业的发展，了解ATP在生物工程和生物制药中的应用前景。课后作业1.实验探究：

设计一个实验方案，用以证明ATP在肌肉收缩过程中的作用。列出实验步骤、预期结果和可能出现的误差分析。

2.案例分析：

分析以下案例，解释ATP在其中的作用：

案例一：在光合作用过程中，光反应如何产生ATP？

案例二：在细胞呼吸过程中，哪些步骤会产生ATP？

3.应用题：

假设一个细胞在1分钟内消耗了100个ATP分子，请计算该细胞在这一分钟内大约消耗了多少葡萄糖分子（假设ATP的生成效率为1葡萄糖分子产生38个ATP分子）。

4.绘图题：

绘制ATP水解释放能量的过程图，并标注关键步骤和涉及的酶。

5.讨论题：

讨论ATP在细胞信号传导中的作用，并举例说明ATP如何调节细胞内的信号传递。

答案：

1.实验方案：

-实验步骤：取两组肌肉组织样本，一组在无ATP的情况下进行收缩实验，另一组在含有ATP的情况下进行收缩实验。记录两组肌肉收缩的强度和时间。

-预期结果：含ATP的肌肉组织样本应表现出更强的收缩力和更长的收缩时间。

-误差分析：实验结果可能受到温度、pH值、肌肉组织新鲜度等因素的影响。

2.案例分析：

-案例一：光反应通过水的光解产生ATP。

-案例二：细胞呼吸的糖酵解和三羧酸循环阶段产生ATP。

3.应用题答案：

-消耗的葡萄糖分子数=100个ATP分子/38个ATP分子/葡萄糖分子≈2.63葡萄糖分子。

4.绘图题答案：

-请学生自行绘制ATP水解释放能量的过程图，标注关键步骤如ADP的磷酸化、ATP的水解等。

5.讨论题答案：

-ATP在细胞信号传导中作为第二信使，可以激活或抑制细胞内的信号通路。例如，钙离子可以与钙调蛋白结合，激活钙调蛋白依赖的蛋白激酶，进而产生ATP依赖的信号传导。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了细胞中能量的转换和利用，重点探讨了ATP作为驱动细胞生命活动的直接能源物质。以下是本节课的关键点：

1.ATP的结构：ATP由一个腺苷分子和三个磷酸基团组成，其中高能磷酸键是其能量储存的关键部位。

2.ATP的功能：ATP在细胞内负责能量的转移和利用，是细胞进行各种生命活动的能量来源。

3.ATP的合成：ATP的合成主要通过光合作用和细胞呼吸两个途径进行。

4.ATP的利用：ATP通过水解反应释放能量，供细胞进行各种生理活动，如肌肉收缩、神经传导等。

当堂检测：

1.选择题：

-ATP分子中的高能磷酸键位于哪个部分？（A.腺苷B.磷酸基团C.高能磷酸键之间D.磷酸基团之间）

答案：C

2.简答题：

-请简述ATP在细胞呼吸和光合作用中的作用。

答案：在细胞呼吸中，ATP是细胞能量的直接来源，参与糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等过程。在光合作用中，ATP通过光反应产生，用于暗反应中糖的合成。

3.讨论题：

-为什么ATP被称为“能量货币”？

答案：ATP在细胞内储存和转移能量，就像货币在金融体系中的作用一样，是细胞进行各种生命活动的能量来源，因此被称为“能量货币”。

4.应用题：

-如果一个细胞在1小时内消耗了5000个ATP分子，大约需要消耗多少葡萄糖分子（假设ATP的生成效率为1葡萄糖分子产生38个ATP分子