高一生物上学期第15周 细胞的能量 通货-ATP教学实录

高一生物上学期第15周细胞的能量通货-ATP教学实录课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析1.本节课的主要教学内容：本节课主要讲解高一生物上学期第15周的内容，包括细胞的能量供应和ATP的相关知识。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课内容与学生在初中阶段所学的细胞结构和功能以及能量转换等知识紧密相连，有助于学生建立完整的生物学知识体系。教材章节：人教版《生物学》高一上册第15章。二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等核心素养。通过学习细胞的能量供应和ATP的作用，学生能够建立对生命活动能量需求的科学认识，培养运用科学方法分析问题、解决问题的能力，同时增强对生命现象的探究兴趣和责任感，为后续生物学学习奠定基础。三、学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：学生在初中阶段已经学习了细胞的基本结构和功能，对细胞膜、细胞质、细胞核等有一定的了解。此外，他们还接触过细胞呼吸和光合作用的基本概念，对能量转换和物质循环有初步的认识。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高一学生通常对生物学充满好奇心，对生命现象和人体奥秘有较高的学习兴趣。他们在学习过程中表现出较强的观察力和分析能力，能够通过实验和观察来理解生物学概念。学习风格上，部分学生偏好通过实验和实践活动来学习，而另一些学生则更倾向于通过阅读和讨论来吸收知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解细胞能量供应和ATP的生成过程中可能遇到以下困难：一是对能量转换过程的复杂性难以把握；二是ATP作为直接能源物质的概念不易于直观理解；三是将ATP的作用与细胞生命活动联系起来时，可能存在逻辑上的困难。此外，学生在进行实验操作时可能遇到实验技能不足或实验现象解释不清的问题。四、教学方法与策略1.教学方法：采用讲授法、讨论法和实验法相结合的教学方法，以讲授为主，引导学生通过讨论和实验深入理解ATP的相关知识。

2.教学活动：设计“ATP能量游戏”，通过角色扮演让学生模拟ATP在细胞内的作用过程，增强学生的参与感和互动性。同时，组织学生进行“细胞呼吸和光合作用实验”，直观展示能量转换的过程。

3.教学媒体：利用多媒体课件展示细胞结构图和ATP结构图，帮助学生直观理解抽象概念；运用互动教学平台，实现课堂问答和即时反馈。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布PPT和视频资料，明确预习ATP的结构和功能，以及其在细胞内的作用。

设计预习问题：围绕ATP的生成和利用，设计问题如“ATP如何通过细胞呼吸和光合作用产生？”、“ATP在细胞内有哪些具体功能？”

监控预习进度：通过平台查看学生提交的预习笔记和问题，确保学生预习的深度和广度。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读资料，理解ATP的基本概念和生成过程。

思考预习问题：学生针对问题进行思考，形成初步的理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主阅读和思考，建立对ATP的基本认识。

信息技术手段：利用在线平台进行预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生建立对ATP的基本认识，为课堂学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示细胞内能量转换的动画，引出ATP的重要性。

讲解知识点：详细讲解ATP的化学结构、生成途径和作用机制。

组织课堂活动：进行小组讨论，让学生分析ATP在细胞代谢中的作用。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，跟随老师的讲解理解ATP的生成和功能。

参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，分享自己对ATP的理解。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解ATP的复杂概念。

实践活动法：通过小组讨论，让学生在实践中应用所学知识。

作用与目的：

帮助学生深入理解ATP的生成和功能，掌握其在细胞代谢中的作用。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：让学生设计一个实验方案，探讨ATP在不同细胞活动中的作用。

提供拓展资源：推荐相关的生物学书籍和在线资源，供学生进一步学习。

学生活动：

完成作业：学生根据作业要求，设计实验方案，并尝试实施。

拓展学习：学生利用推荐资源，深入研究ATP的相关知识。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主设计和实施实验，巩固所学知识。

反思总结法：学生通过反思实验过程和结果，提升科学探究能力。

作用与目的：

巩固学生对ATP知识的理解，培养学生的实验设计和分析能力。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-细胞呼吸与光合作用的详细机制：介绍细胞呼吸的不同阶段，包括糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链，以及光合作用的光反应和暗反应。

-ATP的化学结构和功能：探讨ATP的化学键特性，以及其在细胞内的能量转换过程中的作用。

-能量守恒与转化定律在生物学中的应用：解释能量守恒定律在生物学系统中的体现，如能量从高能状态向低能状态的转移。

-生物学实验：介绍与ATP相关的实验，如测定细胞呼吸速率、观察ATP的生成过程等。

-生物学史：介绍与ATP相关的科学家和他们的研究，如阿瑟·科恩伯格对ATP的研究。

2.拓展建议：

-学生可以阅读关于细胞呼吸和光合作用的科普书籍，如《生命的奇迹：细胞的故事》和《光合作用：植物如何喂养世界》。

-利用在线生物学论坛和博客，参与讨论和提问，与其他学生和教师交流关于ATP的知识。

-观看教育视频，如“细胞呼吸与光合作用的动画演示”，以直观理解复杂的生物学过程。

-参与实验室的ATP实验，如使用化学试剂检测ATP的存在，或通过实验观察ATP在细胞内的释放。

-通过在线教育平台，如KhanAcademy或Coursera，学习与ATP相关的在线课程。

-阅读科学杂志和期刊，了解ATP研究的前沿进展。

-组织或参与学校的科学俱乐部活动，与同学们一起讨论和展示关于ATP的知识。

-设计一个关于ATP在细胞内作用的小型研究项目，如探究不同环境条件下ATP的产生速率。

-制作一个关于ATP的科普海报，展示ATP的结构、功能以及在生物学中的重要性。

-参加学校的科学竞赛，如生物学知识竞赛，测试自己对ATP知识的掌握程度。

-与生物学教师讨论，探讨ATP在细胞代谢中的具体作用机制，以及可能的研究方向。

-通过阅读相关文献，了解ATP在疾病治疗和生物技术中的应用，如癌症研究和基因编辑技术。七、典型例题讲解1.例题：细胞在进行有氧呼吸时，每消耗1摩尔葡萄糖可以生成多少摩尔ATP？

解答：细胞进行有氧呼吸时，葡萄糖首先通过糖酵解产生2摩尔丙酮酸，每摩尔丙酮酸进入线粒体后，通过柠檬酸循环生成10摩尔NADH和2摩尔FADH2。NADH和FADH2在线粒体基质中的电子传递链中氧化，产生约34摩尔ATP，而FADH2产生的ATP约为2摩尔。因此，每摩尔葡萄糖可以产生约38摩尔ATP。

2.例题：在光合作用过程中，光反应和暗反应分别产生多少ATP？

解答：光反应通过水的光解产生氧气和ATP。每摩尔水光解可以产生2摩尔ATP。暗反应（Calvin循环）不直接产生ATP，而是利用光反应产生的NADPH和ATP进行碳的固定。在暗反应中，每摩尔二氧化碳被固定可以消耗1摩尔ATP。

3.例题：以下哪种物质不是ATP的底物？

A.葡萄糖

B.丙酮酸

C.甘油

D.乳酸

解答：C.甘油不是ATP的底物。葡萄糖和丙酮酸是细胞呼吸的底物，可以转化为ATP，乳酸是厌氧条件下糖酵解的产物，也可以参与能量代谢，但甘油不是直接的能量代谢底物。

4.例题：在细胞内，ATP的水解反应是放热的，下列哪种情况下ATP的水解反应速率会减慢？

A.温度升高

B.pH值降低

C.氧气浓度增加

D.酶的活性增加

解答：B.pH值降低。ATP的水解反应在酸性条件下会受到抑制，因为酶的活性通常在特定的pH范围内最高。温度升高、氧气浓度增加和酶的活性增加都会促进ATP的水解反应。

5.例题：以下哪种情况下ATP的合成速率会增加？

A.细胞内ATP含量增加

B.细胞内ADP含量增加

C.细胞内NADH含量减少

D.细胞内FADH2含量减少

解答：B.细胞内ADP含量增加。ATP的合成与ADP的浓度有关，当ADP含量增加时，细胞会通过糖酵解、细胞呼吸等途径增加ATP的合成，以满足能量需求。NADH和FADH2是电子传递链的产物，它们的减少通常意味着ATP的合成减少。八、板书设计①ATP的结构与功能

-结构：核苷酸（由核苷、磷酸和腺苷组成）

-功能：细胞内能量的主要载体，参与能量代谢

②细胞能量代谢

-糖酵解：葡萄糖→丙酮酸，产生少量ATP和NADH

-柠檬酸循环：丙酮酸→柠檬酸，产生NADH、FADH2和ATP

-电子传递链：NADH和FADH2→