2024-2025学年新教材高中生物 第3章 细胞的代谢 第1节 ATP是细胞内的“能量通货”教学实录 浙科版必修第一册

2024-2025学年新教材高中生物第3章细胞的代谢第1节ATP是细胞内的“能量通货”教学实录浙科版必修第一册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年新教材高中生物第3章细胞的代谢第1节ATP是细胞内的“能量通货”教学实录

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月26日上午第二节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标1.提升科学探究能力：通过实验探究，培养学生对ATP结构与功能的理解。

2.培养科学思维能力：引导学生分析ATP在细胞能量代谢中的作用，培养逻辑推理能力。

3.强化生命观念：使学生认识到ATP是细胞内能量流通的关键物质，建立生命系统的整体观念。

4.增强社会责任感：理解生物科技在人类健康、可持续发展等方面的应用，激发学生关注社会热点问题。三、重点难点及解决办法1.重点：ATP的结构与功能

-难点：理解ATP在细胞内的能量转换和流通机制。

-解决办法：通过实物模型演示ATP的循环，结合课堂实验，让学生直观感受ATP的释放和再合成过程。

2.重点：ATP与其他细胞代谢途径的联系

-难点：分析ATP与其他代谢途径的相互作用，理解能量代谢的复杂性。

-解决办法：设计思维导图，引导学生梳理ATP在细胞代谢中的地位，并通过案例分析强化理解。

3.重点：ATP在细胞能量代谢中的作用机制

-难点：深入理解ATP在细胞内能量转换的具体过程。

-解决办法：利用多媒体课件展示ATP的生化反应过程，结合动画模拟，帮助学生突破理解障碍。四、教学资源-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实物模型（ATP分子模型）、实验器材（试管、滴定管、显微镜等）

-课程平台：学校内部教学平台、网络资源库

-信息化资源：ATP代谢过程动画、细胞能量代谢相关PPT课件、在线实验视频

-教学手段：实物演示、小组讨论、案例分析、课堂实验五、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，要求学生预习ATP的结构和功能，并准备回答关于ATP在细胞内作用的问题。

-设计预习问题：如“ATP的三个磷酸基团如何参与能量转换？”和“ATP的合成和分解在细胞代谢中扮演什么角色？”

-监控预习进度：通过平台查看学生提交的预习笔记和问题，确保所有学生都参与了预习。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生通过PPT和视频了解ATP的基本知识。

-思考预习问题：学生独立思考并记录自己的理解，如ATP的磷酸键断裂释放能量的机制。

方法/手段/资源：

-自主学习法：通过预习资料引导学生自主学习。

-信息技术手段：利用在线平台监控预习进度。

作用与目的：

-帮助学生提前了解ATP的结构和功能，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和问题解决能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：播放ATP在细胞内能量转换的动画，激发学生兴趣。

-讲解知识点：详细讲解ATP的合成、分解及其在细胞内的作用。

-组织课堂活动：进行小组讨论，让学生分析ATP在不同细胞过程（如肌肉收缩、神经传导）中的作用。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，思考ATP在细胞内的具体作用。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，分享自己的理解和发现。

方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解帮助学生理解ATP的复杂机制。

-实践活动法：通过小组讨论和案例分析，让学生在实践中应用知识。

作用与目的：

-深入理解ATP在细胞代谢中的作用，突破教学难点。

-通过实践活动，培养学生的分析能力和团队合作精神。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：要求学生设计一个实验方案，探讨ATP在特定细胞过程中的作用。

-提供拓展资源：推荐相关书籍和在线课程，供学生进一步学习。

学生活动：

-完成作业：学生根据作业要求，设计实验方案并撰写报告。

-拓展学习：学生利用推荐资源，深入研究ATP的相关知识。

方法/手段/资源：

-自主学习法：学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：学生通过完成作业和拓展学习，反思自己的学习过程。

作用与目的：

-巩固学生对ATP知识的理解，提高实验设计能力。

-通过拓展学习，激发学生的探究兴趣，拓宽知识面。六、知识点梳理1.ATP的结构与组成

-ATP的全称是腺苷三磷酸，由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成。

-ATP分子中三个磷酸基团之间通过高能磷酸键连接，这些键是储存和释放能量的关键。

2.ATP的功能

-ATP是细胞内的主要能量货币，参与细胞内的能量转换和储存。

-ATP在细胞代谢中起到能量的传递和转移作用。

3.ATP的合成

-光合作用和细胞呼吸是合成ATP的主要途径。

-光合作用中的光反应阶段和细胞呼吸的三个阶段（糖解、三羧酸循环、氧化磷酸化）都能产生ATP。

4.ATP的分解

-ATP的分解主要通过水解反应，断裂磷酸键释放能量。

-ATP分解为ADP和无机磷酸（Pi），同时释放能量。

5.ATP循环

-ATP和ADP在细胞内通过一系列酶促反应快速转换，形成ATP循环。

-ATP循环保证了细胞内能量供应的连续性和稳定性。

6.ATP与其他细胞代谢途径的联系

-ATP在细胞代谢中扮演着核心角色，与其他代谢途径紧密相连。

-例如，糖解产生的ATP用于细胞呼吸的第一阶段，而细胞呼吸产生的ATP可以用于合成其他生物大分子。

7.ATP在细胞内的能量转换

-ATP通过水解反应释放能量，这些能量可以用于驱动各种细胞活动。

-ATP的能量转换涉及跨膜转运、肌肉收缩、神经传导等生理过程。

8.ATP在细胞信号传导中的作用

-ATP在细胞信号传导中起到重要的调节作用。

-ATP可以作为第二信使，调节细胞内外的信号传递过程。

9.ATP的调节与控制

-细胞内ATP的合成和分解受到多种酶的调控。

-例如，磷酸化酶和脱磷酸化酶通过调节酶的活性来控制ATP的合成和分解。

10.ATP与细胞生长、分化和凋亡的关系

-ATP的代谢与细胞的生长、分化和凋亡密切相关。

-ATP供应不足会导致细胞生长停滞或凋亡。

11.ATP在生物体能量代谢中的地位

-ATP是生物体能量代谢的核心物质，几乎所有生命活动都依赖于ATP。

-ATP的稳定供应对于维持生物体的正常生理功能至关重要。

12.ATP与生物能源的关系

-ATP是生物体内储存和转移能量的主要形式。

-生物体通过ATP与外部能源（如阳光、食物）进行能量交换。七、课堂小结，当堂检测课堂小结：

在本节课中，我们共同探讨了ATP作为细胞内“能量通货”的重要角色。以下是本节课的主要内容：

1.ATP的结构与组成：ATP由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成，其中高能磷酸键是储存和释放能量的关键。

2.ATP的功能：ATP是细胞内的主要能量货币，参与细胞内的能量转换和储存，是细胞代谢中不可或缺的能量来源。

3.ATP的合成：光合作用和细胞呼吸是合成ATP的主要途径，包括光反应、糖解、三羧酸循环和氧化磷酸化等阶段。

4.ATP的分解：ATP通过水解反应分解为ADP和无机磷酸（Pi），释放能量，为细胞活动提供动力。

5.ATP循环：ATP和ADP在细胞内通过酶促反应快速转换，形成ATP循环，保证细胞内能量供应的连续性和稳定性。

6.ATP与其他细胞代谢途径的联系：ATP在细胞代谢中扮演着核心角色，与其他代谢途径紧密相连，如糖解、细胞呼吸等。

7.ATP在细胞内的能量转换：ATP通过水解反应释放能量，这些能量可以用于驱动各种细胞活动，如跨膜转运、肌肉收缩、神经传导等。

8.ATP在细胞信号传导中的作用：ATP在细胞信号传导中起到重要的调节作用，可以作为第二信使，调节细胞内外的信号传递过程。

9.ATP的调节与控制：细胞内ATP的合成和分解受到多种酶的调控，如磷酸化酶和脱磷酸化酶。

10.ATP与细胞生长、分化和凋亡的关系：ATP的代谢与细胞的生长、分化和凋亡密切相关，ATP供应不足会导致细胞生长停滞或凋亡。

11.ATP在生物体能量代谢中的地位：ATP是生物体能量代谢的核心物质，几乎所有生命活动都依赖于ATP。

12.ATP与生物能源的关系：生物体通过ATP与外部能源（如阳光、食物）进行能量交换。

当堂检测：

1.ATP的三个磷酸基团之间通过什么键连接？这些键在细胞代谢中扮演什么角色？

2.光合作用和细胞呼吸分别是通过哪些阶段来合成ATP的？

3.ATP在细胞信号传导中起到什么作用？

4.ATP的合成和分解受到哪些酶的调控？

5.简述ATP在细胞内的能量转换过程。

6.为什么说ATP是细胞内的“能量通货”？

7.ATP的稳定供应对于维持生物体的正常生理功能有何重要性？

8.生物体如何通过ATP与外部能源进行能量交换？八、反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.多媒体教学结合实物模型：在讲解ATP的结构和功能时，我使用了多媒体课件和实物模型，这样既直观又生动，能够帮助学生更好地理解抽象的概念。

2.互动式教学：我尝试通过小组讨论和角色扮演的方式，让学生在活动中学习，这种互动式教学能够激发学生的学习兴趣，提高他们的参与度。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对ATP代谢过程的理解不够深入：在课堂讨论中，我发现有些学生对ATP在细胞代谢中的具体作用理解不够，可能是因为讲解时没有结合具体的实例。

2.实验操作环节过于简单：为了节约时间，我在实验操作环节的设计上可能过于简单，导致学生没有充分的机会去实践和体验。

3.评价方式单一：我主要依赖课堂表现和作业来完成评价，这种方式可能无法全面反映学生的学习效果。

反思改进措施（三）

1.深化理论联系实际：在讲解ATP代谢过程时，我将结合更多的实例，如细胞呼吸的具体步骤，帮助学生将理论知识与实际应用联系起来。

2.丰富实验操作环节：在今后的教学中，我将设计更丰富的实验操作环节，让学生在实验中体验ATP的合成和分解过程，加深对知识的理解。

3.多元化评价方式：为了更全面地评价学生的学习效果，我将采用多元化的评价方式，包括课堂表现、实验报告、小组讨论参与度等，以更全面地了解学生的学习情况。

4.加强学生自主学习能力的培养：通过布置更具挑战性的预习任务，引导学生进行自主探究，提高他们的自主学习能力。

5.优化教学资源：利用网络资源，如在线课程和实验视频，为学生提供更多的学习资源，帮助他们更好地理解ATP的相关知识。板书设计①ATP的结构与组成

-腺嘌呤

-核糖

-三个磷酸基团

-高能磷酸键

②ATP的功能

-细胞内能量货币

-能量转换和储存

-能量传递和转移

③ATP的合成

-光合作用

-光反应

-钙循环

-细胞呼吸

-糖解

-三羧酸循环

-氧化磷酸化

④ATP的分解

-水解反应

-ADP+Pi+能量

⑤ATP循环

-ATP→ADP+Pi+能量

-ADP+Pi+能量→ATP

⑥ATP与其他细胞代谢途径的联系

-糖解

-细胞呼吸

-其他代谢途径

⑦ATP在细胞内的能量转换

-跨膜转运

-肌肉收缩

-神经传导

⑧ATP在细胞信号传导中的作用

-第二信使

-信号传递调节

⑨ATP的调节与控制

-酶促反应

-磷酸化酶

-脱磷酸化酶

⑩ATP与细胞生长、分化和凋亡的关系

-能量供应

-代谢调控

⑪ATP在生物体能量代谢中的地位

-核心物质

-生命活动依赖

⑫ATP与生物能源的关系

-能量交换

-外部能源利用典型例题讲解1.例题：

-问题：在光合作用的光反应阶段，每产生1摩尔ATP，需要消耗多少摩尔水分子？

-解答：在光合作用的光反应阶段，水的光解反应会产生氧气、质子和电子。每产生1摩尔ATP，需要消耗2摩尔水分子。因此，答案是2摩尔。

2.例题：

-问题：细胞呼吸过程中，氧化磷酸化阶段产生的ATP数量与NADH和FADH2的氧化产生的ATP数量有何关系？

-解答：氧化磷酸化阶段产生的ATP数量与NADH和FADH2的氧化产生的ATP数量成正比。通常，每摩尔NADH可以产生2.5摩尔ATP，每摩尔FADH2可以产生1.5摩尔ATP。因此，ATP的总产量取决于NADH和FADH2的摩尔数。

3.例题：

-问题：为什么肌肉细胞在剧烈运动时会产生乳酸？

-解答：肌肉细胞在剧烈运动时，由于氧气供应不足，无法通过有氧呼吸产生足够的ATP。因此，细胞会通过无氧呼吸产生ATP，这个过程会产生乳酸作为代谢废物。

4.例题：

-问题：ATP在细胞信号传导中扮演什么角色？

-解答：ATP可以作为第二信使，参与细胞信号传导。例如，在神经递质的释放过程中，ATP可以促进囊泡与细胞膜的融合，从而释放神经递质。

5.例题：

-问题：为什么ATP的合成和分解在细胞内需要受到严格的调控？

-解答：ATP的合成和分解需要受到严格的调控，以确保细胞内能量的平衡。如