5.2細胞的能量“貨幣”ATP教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課以《細胞的生命活動》這一章節(jié)為基礎(chǔ)，深入講解5.2節(jié)“細胞能量‘貨幣’ATP”的內(nèi)容。重點包括ATP的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)特點、生成方式、消耗途徑及其在細胞內(nèi)的作用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握ATP的基本概念，了解ATP在細胞能量代謝中的重要作用。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。學(xué)生將通過學(xué)習(xí)ATP的化學(xué)特性，培養(yǎng)對細胞能量代謝的生命觀念；通過分析ATP的生成和消耗過程，提升科學(xué)思維能力；通過實驗探究活動，提高科學(xué)探究能力；同時，認識到ATP在生命活動中的重要性，增強對生命科學(xué)的尊重和責(zé)任感。重點難點及解決辦法重點：

1.ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點。

2.ATP的生成過程和消耗途徑。

解決方法：通過結(jié)構(gòu)模型演示、實驗操作和實例分析，幫助學(xué)生直觀理解ATP的組成和結(jié)構(gòu)；結(jié)合細胞呼吸和光合作用的具體過程，講解ATP的生成和消耗。

難點：

1.ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化過程。

2.ATP在細胞能量代謝中的即時性和廣泛性作用。

解決方法：利用動畫演示ATP和ADP的轉(zhuǎn)化過程，通過對比分析細胞不同生命活動中的ATP利用情況，幫助學(xué)生理解ATP作用的即時性和廣泛性。此外，設(shè)置小組討論和問題解決環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生通過合作探究來突破難點。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《生物學(xué)》人教版必修1教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備ATP結(jié)構(gòu)圖、細胞呼吸和光合作用過程圖、ATP和ADP轉(zhuǎn)化動畫等多媒體資源。

3.實驗器材：準(zhǔn)備模型細胞、ATP和ADP小卡片、計時器等，用于輔助ATP生成和消耗實驗。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，布置實驗操作臺，確保學(xué)生能夠自由操作和討論。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺發(fā)布預(yù)習(xí)PPT，介紹ATP的背景知識和重要特性，明確要求學(xué)生了解ATP的定義和功能。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：設(shè)計問題如“ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)如何？其在細胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換中扮演什么角色？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進度：通過微信群收集學(xué)生預(yù)習(xí)情況的反饋，確保所有學(xué)生都有所準(zhǔn)備。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生通過閱讀PPT和參考資料，了解ATP的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對預(yù)習(xí)問題進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過自主閱讀和思考，初步建立對ATP的認識。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺和微信群進行資源共享和溝通。

2.課中強化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過展示ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖，引出ATP作為細胞能量“貨幣”的重要性。

講解知識點：詳細講解ATP的生成（如細胞呼吸）和消耗（如肌肉收縮）過程。

組織課堂活動：進行小組討論，讓學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)預(yù)測ATP的消耗量。

學(xué)生活動：

聽講并思考：學(xué)生跟隨教師的講解，思考ATP在細胞中的具體作用。

參與課堂活動：學(xué)生積極參與討論和實驗操作，驗證ATP消耗的原理。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：教師通過講解，確保學(xué)生對ATP的知識有深入理解。

實踐活動法：通過小組實驗，讓學(xué)生動手操作，體驗ATP的消耗過程。

合作學(xué)習(xí)法：小組討論促進學(xué)生的交流和合作，共同解決問題。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：要求學(xué)生繪制ATP轉(zhuǎn)化過程中的能量流動圖，并解釋其生物學(xué)意義。

提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和網(wǎng)站，如細胞代謝的在線教程，供學(xué)生進一步學(xué)習(xí)。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：學(xué)生根據(jù)作業(yè)要求，完成ATP能量流動圖的繪制，并反思所學(xué)知識。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源，深入學(xué)習(xí)ATP的相關(guān)內(nèi)容。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，加深對ATP的理解。

反思總結(jié)法：學(xué)生通過反思作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，提高自我評價和總結(jié)能力。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-ATP的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)：介紹ATP的分子式、磷酸骨架、腺苷等組成部分，以及它們在能量代謝中的作用。

-ATP的生成途徑：探討細胞呼吸和光合作用中ATP的合成過程，包括糖酵解、檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化等。

-ATP的消耗途徑：分析細胞內(nèi)ATP在肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)、細胞分裂等生命活動中的消耗情況。

-ATP與ADP的轉(zhuǎn)化：解釋ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化過程，包括酶的作用和能量釋放。

-ATP的生物學(xué)意義：闡述ATP在細胞能量代謝中的重要性，以及其在維持細胞生命活動中的作用。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀《細胞生物學(xué)》等教材，深入了解ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點。

-鼓勵學(xué)生觀看與細胞呼吸和光合作用相關(guān)的科普視頻，如《細胞能量工廠》等，以直觀理解ATP的生成過程。

-建議學(xué)生參與實驗室實驗，如ATP的提取和測定實驗，親身體驗ATP在細胞內(nèi)的作用。

-學(xué)生可以查閱《分子生物學(xué)》等書籍，了解ATP與ADP轉(zhuǎn)化過程中的酶學(xué)原理。

-鼓勵學(xué)生參加生物學(xué)競賽或?qū)W術(shù)講座，拓寬知識面，提高對ATP生物學(xué)意義的認識。

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計實驗，探究不同條件下ATP的生成和消耗情況，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

-建議學(xué)生閱讀《生物化學(xué)》等書籍，了解ATP在細胞信號傳導(dǎo)、基因表達等生命活動中的作用。

-學(xué)生可以參加生物學(xué)興趣小組，與同學(xué)交流ATP相關(guān)知識，共同探討問題。

-鼓勵學(xué)生撰寫論文，對ATP在細胞能量代謝中的作用進行深入研究。

-學(xué)生可以參加學(xué)術(shù)會議，了解ATP研究領(lǐng)域的最新進展。

-建議學(xué)生關(guān)注生物學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威期刊，如《細胞》、《自然》等，了解ATP相關(guān)研究的最新動態(tài)。板書設(shè)計①ATP的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)

-分子式：C??H??N?O??P?

-組成：1個腺嘌呤、1個核糖、3個磷酸基團

-結(jié)構(gòu)特點：磷酸骨架、高能磷酸鍵

②ATP的生成途徑

-細胞呼吸：糖酵解、檸檬酸循環(huán)、氧化磷酸化

-光合作用：光反應(yīng)、暗反應(yīng)

③ATP的消耗途徑

-肌肉收縮：肌肉纖維中的ATP消耗

-神經(jīng)傳導(dǎo)：神經(jīng)細胞膜上的ATP消耗

-細胞分裂：細胞增殖過程中的ATP消耗

④ATP與ADP的轉(zhuǎn)化

-酶的作用：ATP酶、磷酸酶

-能量釋放：高能磷酸鍵斷裂

⑤ATP的生物學(xué)意義

-細胞能量代謝的核心

-維持細胞生命活動的必需物質(zhì)典型例題講解1.例題：

在細胞呼吸過程中，1分子葡萄糖經(jīng)過完全氧化分解，可以生成多少分子ATP？

答案：36或38分子ATP（視是否包括檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化階段）

2.例題：

光合作用過程中，光反應(yīng)階段產(chǎn)生了多少ATP？

答案：2分子ATP

3.例題：

肌肉收縮時，每消耗1分子ATP，可以產(chǎn)生多少分子能量？

答案：約30.5千卡（千卡路里）

4.例題：

假設(shè)一個神經(jīng)元在興奮傳導(dǎo)過程中，每秒產(chǎn)生1次動作電位，每次動作電位需要消耗多少分子ATP？

答案：根據(jù)神經(jīng)元大小和興奮傳導(dǎo)速度，大約消耗1-10分子ATP/秒

5.例題：

在光合作用過程中，光合色素分子吸收光能后，將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，這個過程稱為？

答案：光能轉(zhuǎn)化

補充說明與舉例：

1.關(guān)于細胞呼吸中ATP的生成：

-在糖酵解階段，1分子葡萄糖生成2分子ATP。

-在檸檬酸循環(huán)階段，每分子葡萄糖可以生成2分子NADH和2分子FADH?，這些還原性輔酶在氧化磷酸化階段可以生成更多的ATP。

-在氧化磷酸化階段，NADH和FADH?通過電子傳遞鏈釋放能量，驅(qū)動ATP的合成。

2.關(guān)于光合作用中ATP的生成：

-在光反應(yīng)階段，水分子被光解，產(chǎn)生氧氣、電子和質(zhì)子。這些電子通過光合系統(tǒng)II傳遞到光合系統(tǒng)I，同時質(zhì)子進入類囊體腔，形成質(zhì)子梯度。

-在光合系統(tǒng)I中，電子被NADP?還原為NADPH，同時質(zhì)子通過ATP合酶回到基質(zhì)，驅(qū)動ATP的合成。

3.關(guān)于肌肉收縮中ATP的消耗：

-肌肉收縮時，肌纖維中的肌動蛋白和肌球蛋白結(jié)合，消耗ATP提供能量。

-每消耗1分子ATP，可以產(chǎn)生大約30.5千卡的能量，這些能量用于肌肉纖維的滑動。

4.關(guān)于神經(jīng)元興奮傳導(dǎo)中ATP的消耗：

-神經(jīng)元在興奮傳導(dǎo)過程中，動作電位的發(fā)生需要Na?內(nèi)流和K?外流，這個過程消耗ATP。

-每次動作電位的產(chǎn)生，大約消耗1-10分子ATP，具體消耗量取決于神經(jīng)元的大小和興奮傳導(dǎo)速度。

5.關(guān)于光能轉(zhuǎn)化：

-光合作用中，光合色素分子吸收光能后，將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，這個過程稱為光能轉(zhuǎn)化。

-光能轉(zhuǎn)化是通過光合系統(tǒng)II和光合系統(tǒng)I中的反應(yīng)實現(xiàn)的，最終生成ATP和NADPH，為暗反應(yīng)提供能量。教學(xué)反思與改進教學(xué)是一項不斷探索和改進的過程，每節(jié)課后我都會進行反思，以便更好地理解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，調(diào)整教學(xué)策略。以下是我對“細胞能量‘貨幣’ATP”這一節(jié)課的反思與改進計劃。

首先，我注意到在講解ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)時，部分學(xué)生表現(xiàn)出了一定的困惑。我發(fā)現(xiàn)，雖然我使用了模型和動畫來輔助教學(xué)，但可能還是未能完全滿足所有學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。因此，我計劃在未來的教學(xué)中，增加一些互動環(huán)節(jié)，比如讓學(xué)生親自操作模型，或者通過小組合作，讓學(xué)生自己構(gòu)建ATP分子的結(jié)構(gòu)，這樣能更直觀地理解ATP的組成。

其次，我在講解ATP的生成途徑時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于細胞呼吸和光合作用的具體過程理解得不夠深入。我意識到，可能是因為這些過程涉及到的知識點較多，學(xué)生需要一定的背景知識才能更好地理解。為了解決這個問題，我打算在課前提供相關(guān)的預(yù)習(xí)資料，并在課堂上用更簡潔的語言和圖表來解釋這些復(fù)雜的生物化學(xué)過程。

在組織課堂活動方面，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在小組討論和實驗操作中表現(xiàn)出很高的參與度，但也有一些學(xué)生顯得比較被動。我認為，這可能是因為我沒有充分考慮到學(xué)生的個體差異。因此，我計劃在未來的教學(xué)中，設(shè)計更多層次的任務(wù)，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，同時鼓勵學(xué)生之間的互助合作。

對于課后作業(yè)的布置，我發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生能夠很好地完成，但也有一些學(xué)生反饋說作業(yè)量過大或者難度過高。這讓我意識到，我需要更細致地考慮作業(yè)的設(shè)計，確保作業(yè)既能鞏固課堂知識，又不會給學(xué)生帶來過多的負擔(dān)。我打算在未來的教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和反饋，調(diào)整作