四川省成都市高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.3 ATP 和细胞呼吸教学设计 新人教版必修1

四川省成都市高中生物第五章细胞的能量供应和利用5.3ATP和细胞呼吸教学设计新人教版必修1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路嗨，亲爱的同学们，今天我们要一起探索生物世界的能量奥秘，走进细胞能量供应和利用的世界。这节课，我们就来聚焦于ATP和细胞呼吸这两个关键概念。我会通过一个个生动的故事，带你们领略细胞内部的能量工厂是如何工作的。让我们一起揭开能量传递的神秘面纱，感受生命的脉动吧！🌟💪🔍🌱核心素养目标1.培养学生运用科学思维，通过观察、实验和推理，理解细胞呼吸与ATP生成的关系。

2.强化学生的科学探究能力，让学生通过实验设计和数据分析，探究细胞呼吸的效率。

3.提升学生的科学精神，让学生认识到生命活动中能量转换的重要性，培养对生命科学的兴趣和敬畏之心。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

同学们在此之前已经学习了细胞的结构和功能，对细胞膜、细胞质和细胞核等基本概念有了初步了解。此外，对光合作用和细胞代谢的基本过程也有所涉猎，这为今天学习细胞呼吸和ATP的生成奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中生对生物学普遍持有浓厚的兴趣，他们渴望了解生命的奥秘。在能力方面，学生具备一定的观察能力和实验操作技能，能够通过实验观察现象，记录数据。学习风格上，学生们既有倾向于独立思考的，也有偏好小组合作学习的，因此需要设计多样化的教学活动来满足不同学生的学习需求。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解细胞呼吸和ATP生成这一复杂过程中可能会遇到以下困难：一是对能量转换的微观机制理解不够深入；二是实验过程中可能对数据的解读和分析存在困惑；三是将理论知识与实际生活应用相结合的能力有待提高。针对这些挑战，教师应通过讲解、演示和实际操作来帮助学生克服难点，提高他们的学习效果。教学资源准备1.教材：确保每位学生都拥有新人教版必修1的生物教材，以便随时查阅相关内容。

2.辅助材料：准备与细胞呼吸和ATP相关的图片、图表、动画视频等多媒体资源，以增强教学直观性和趣味性。

3.实验器材：准备好用于演示和实验的酵母细胞、葡萄糖、PH试纸、显微镜等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生进行小组合作学习；在实验操作台附近预留空间，确保实验过程顺利进行。教学过程一、导入（约5分钟）

1.激发兴趣：

-提问：“同学们，你们有没有想过，我们每天吃的食物是怎么变成我们身体能量的？”

-展示一段关于人体运动的视频，提问：“你们觉得运动时身体是如何获取能量的？”

2.回顾旧知：

-回顾光合作用和细胞代谢的基本过程，引导学生思考能量在生命活动中的作用。

二、新课呈现（约30分钟）

1.讲解新知：

-详细讲解ATP的结构、功能和合成过程。

-解释细胞呼吸的概念，包括有氧呼吸和无氧呼吸。

2.举例说明：

-以人体运动为例，说明细胞呼吸在运动过程中的作用。

-以植物光合作用为例，说明ATP在光合作用中的生成过程。

3.互动探究：

-提出问题：“为什么细胞需要ATP作为能量载体？”

-引导学生分组讨论，分享各自的观点和看法。

三、实验演示（约20分钟）

1.实验目的：

-通过实验观察细胞呼吸过程中ATP的生成。

2.实验步骤：

-准备实验材料：酵母细胞、葡萄糖、PH试纸、显微镜等。

-学生分组进行实验，观察酵母细胞在有氧和无氧条件下的呼吸情况。

-记录实验数据，分析ATP的生成情况。

四、巩固练习（约20分钟）

1.学生活动：

-学生根据实验结果，撰写实验报告，总结ATP的生成过程。

2.教师指导：

-教师对学生的实验报告进行点评，指出其中的不足之处。

-针对学生的疑问，进行个别辅导，确保每位学生都能掌握ATP的生成过程。

五、课堂小结（约5分钟）

1.回顾本节课的主要内容：

-ATP的结构、功能和合成过程。

-细胞呼吸的概念和类型。

2.强调ATP在生命活动中的重要性：

-ATP是细胞内能量转换的关键物质。

-理解ATP的生成过程，有助于我们更好地认识生命现象。

六、课后作业（约10分钟）

1.完成课后练习题，巩固所学知识。

2.查阅资料，了解ATP在生物体中的其他作用。教学资源拓展1.拓展资源：

-细胞能量代谢的详细图解：提供细胞内能量代谢的详细流程图，包括ATP合成、细胞呼吸的各个阶段以及能量转换的过程。

-ATP的化学性质与生物学功能的资料：收集ATP的化学结构、稳定性和在细胞内外的功能应用的详细信息。

-细胞呼吸实验视频：收集展示细胞呼吸实验过程和结果的视频资料，帮助学生直观理解实验原理和操作步骤。

-生物学期刊文章：选取与细胞呼吸和ATP相关的最新研究论文，让学生了解该领域的最新进展。

2.拓展建议：

-学生可以进一步研究细胞呼吸的不同阶段，例如糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链，以及这些阶段如何协同工作以产生ATP。

-探讨不同生物体在能量代谢上的差异，例如动物、植物和微生物，以及这些差异如何适应它们的生活环境。

-设计一个模拟实验，让学生通过模拟细胞呼吸过程来观察ATP的生成和消耗。

-鼓励学生参与或观察实际的细胞呼吸实验，如酵母发酵实验或肌肉组织在运动中的能量消耗实验。

-通过阅读生物学期刊文章，让学生了解细胞呼吸和ATP研究的前沿动态，培养科学探究和批判性思维的能力。

-利用网络资源，如在线课程和互动学习平台，为学生提供额外的学习材料和互动机会。

-组织学生进行小组讨论，针对细胞呼吸和ATP的知识点提出问题，并共同寻找答案，以促进合作学习和知识共享。

-设计一个项目，让学生调查日常生活中的能量消耗，例如食物的消化过程、运动时的能量需求等，并将这些现象与细胞呼吸和ATP的生成联系起来。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设情境教学：在讲解ATP和细胞呼吸时，我会尝试创设贴近生活的情境，比如通过模拟人体运动过程中的能量消耗，让学生更容易理解抽象的概念。

2.强化实验操作：实验是理解细胞呼吸和ATP生成机制的关键，因此我会在教学中加强实验操作环节，让学生亲手操作，加深对知识的理解。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对实验原理的理解不够深入：部分学生在进行实验时，对实验原理的理解不够透彻，导致实验操作不够规范，影响实验结果。

2.课堂互动不足：虽然我在课堂上尝试了分组讨论，但发现学生的参与度不高，讨论内容也较为表面，未能达到预期的互动效果。

3.教学评价单一：目前的教学评价主要依赖于学生的实验报告和课堂表现，缺乏多元化的评价方式，无法全面评估学生的学习效果。

反思改进措施（三）

1.深化实验指导：针对学生实验原理理解不足的问题，我将增加实验前的理论讲解，确保学生在操作前对实验原理有清晰的认识。同时，提供详细的实验步骤和注意事项，确保实验的顺利进行。

2.丰富课堂互动：为了提高学生的参与度，我会设计更多启发性的问题，引导学生深入思考。此外，可以引入小组竞赛等形式，激发学生的学习兴趣和竞争意识。

3.多元化教学评价：除了实验报告和课堂表现，我将引入课堂提问、小组讨论参与度、课后作业等多种评价方式，全面评估学生的学习成果。同时，鼓励学生进行自我评价和同伴评价，提高他们的反思能力。

4.结合实际案例：在教学过程中，我会结合实际案例，如疾病与细胞呼吸的关系、能量代谢与人类健康等，让学生认识到所学知识的实际应用价值，增强他们的学习动力。

5.加强师生沟通：定期与学生交流，了解他们在学习过程中遇到的困难和需求，及时调整教学策略，确保教学效果。同时，鼓励学生提出建议，共同改进教学方法和内容。典型例题讲解1.例题：

一个细胞在1小时内通过细胞呼吸产生了30摩尔ATP，如果ATP的生成是通过有氧呼吸的电子传递链完成的，且每个ATP分子的生成过程中消耗了2个电子，请问在这个过程中共转移了多少电子？

答案：

每生成1摩尔ATP需要消耗2摩尔电子，因此30摩尔ATP的生成需要消耗60摩尔电子。

2.例题：

某生物在细胞内进行了1小时的细胞呼吸，产生了12摩尔ATP。已知每摩尔ATP的生成过程中有4摩尔能量用于合成ADP和无机磷酸，其余能量储存在ATP中。请计算在这个过程中生物总共释放了多少能量？

答案：

每摩尔ATP生成过程中有4摩尔能量用于合成ADP和无机磷酸，所以12摩尔ATP合成需要消耗48摩尔能量。释放的总能量是60摩尔（因为总共生成了12摩尔ATP）减去消耗的48摩尔，所以是12摩尔。

3.例题：

在一次实验中，通过测定细胞的氧气消耗量，发现某生物在1小时内通过细胞呼吸消耗了100摩尔氧气。已知氧气在有氧呼吸的第三阶段被消耗，每个氧气分子在这个阶段转移了4个电子。请问在这个过程中共转移了多少电子？

答案：

每个氧气分子转移了4个电子，所以100摩尔氧气分子转移的电子总数是100摩尔乘以4，等于400摩尔电子。

4.例题：

如果一个细胞在1小时内通过细胞呼吸产生了150摩尔ATP，且这些ATP都是通过无氧呼吸产生的，那么这个细胞在这个过程中大约释放了多少能量？

答案：

假设无氧呼吸产生的ATP能量效率与有氧呼吸相似，即每个ATP分子储存的能量约为30.5千焦（通常无氧呼吸的效率较低，但这里为了简化计算，我们采用有氧呼吸的效率）。那么150摩尔ATP储存的能量大约是150摩尔乘以30.5千焦/摩尔，等于4575千焦。

5.例题：

在有氧呼吸过程中，葡萄糖被完全氧化生成二氧化碳和水。如果1摩尔葡萄糖在细胞内完全氧化，请问生成的ATP分子数是多少？

答案：

在有氧呼吸中，1摩尔葡萄糖可以产生36摩尔ATP。这是通过以下过程实现的：糖酵解产生2摩尔ATP，柠檬酸循环产生2摩尔ATP，电子传递链产生32摩尔ATP。因此，总共是36摩尔ATP。板书设计①细胞呼吸概述

-细胞呼吸的定义

-细胞呼吸的类型（有氧呼吸和无氧呼吸）

-细胞呼吸的作用（能量供应）

②有氧呼吸过程

-第一阶段：糖酵解

-反应物：葡萄糖

-产物：丙酮酸、[H]、ATP

-第二阶段：柠檬酸循环

-反应物：丙酮酸、[H]

-产物：CO2