5.2细胞的能量“货币”ATP教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

5.2细胞的能量“货币”ATP教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

一、教材定位与学情分析 

本节位于必修1《分子与细胞》第5章第2节，是“细胞的能量供应与利用”单元的核心概念课。学生已具备“细胞结构”“酶的作用”“糖类功能”等前概念，能说出“葡萄糖是能源物质”，但对“能量如何被细胞即时调用”缺乏微观认识。高一学生抽象思维正在发展，需要借助具体类比、模型推演和定量数据建立“ATP是能量‘货币’”这一上位概念，并理解“ATP-ADP循环”是细胞能量流通的底层逻辑。

二、核心素养目标 

生命观念： 能用“ATP-ADP循环”解释细胞生命活动能量即时供应机制，建立“能量货币”模型。 

科学思维： 通过实验数据、化学计算与模型推演，阐明ATP结构-功能适应性，发展“结构决定功能”的思维方式。 

科学探究： 基于“离体肌肉收缩”经典实验，经历“提出问题—作出假设—设计对照—得出结论”的完整探究过程。 

社会责任： 联系“ATP-ADP循环”与运动、疾病、减肥等真实情境，理性看待能量饮料、减肥药等社会产品广告。

三、教学重难点 

重点： ATP分子结构特点；ATP-ADP相互转化过程与能量耦合机制；ATP是细胞直接能源。 

难点： ATP“高能磷酸键”本质；ATP-ADP循环持续快速进行的酶学基础；能量“货币”与“储存物资”的区分。

四、教学准备 

教师： 制备“ATP分子卡片”(A4纸打印腺苷、核糖、磷酸基团、～键，磁贴背胶)；准备“能量兑换所”情景道具(模拟银行窗口)；收集运动前后人体ATP、ADP、Pi浓度变化数据(nmol·g⁻¹)；准备“荧光素-荧光素酶”反应方程式挂图。 

学生： 自带硬币10枚(用于角色扮演)；课前测量自己安静与快跑30秒后脉搏(记录数据备用)。

五、教学过程（40分钟）

（一）情境导入 3 min 

教师活动：  

1. 板书“工资=葡萄糖，零花钱=？” 

2. 请两名学生上台，一人发1000元“葡萄糖”整钞，一人发10元“硬币”若干。提问： “今天课堂里要买‘肌肉收缩’这件商品，谁更方便？” 

学生活动：  

异口同声“硬币”，并追问“硬币是谁？”——引出课题“细胞的能量‘货币’ATP”。

（二）探究1：ATP结构模型建构 8 min 

教师活动：  

1. 分发“ATP分子卡片”，要求学生在桌面拼出完整模型。 

2. 提示： ①腺苷=腺嘌呤+核糖；②磷酸基团间用“～”表示特殊化学键；③标出“可水解位点”。 

学生活动：  

小组合作完成模型，拍照（心中）保存。 

教师追问：  

a. 若去掉末端磷酸，产物是什么？ 

b. 键角估算：，说明该键“容易断”还是“难断”？ 

学生用卡片演示： 断键→ADP+Pi，体会“释放能量”。

（三）探究2：ATP-ADP循环的定量证据 7 min 

教师活动：  

投影数据： 人体骨骼肌ATP含量仅4～6 mmol·kg⁻¹，静息状态每秒消耗ATP约1.5 mmol·kg⁻¹，运动时可高达3 mmol·kg⁻¹·s⁻¹。 

提问： “按此速度，肌肉ATP几秒耗尽？为何我们还能跑800米？” 

学生活动：  

计算：，发现“库存”远远不够。 

结论： ATP必须边消耗边再生，引出“ATP-ADP循环”概念板图。

（四）探究3：经典实验再现——谁是直接能源？ 8 min 

教师活动：  

口述实验(教材题5)： 离体蛙肌肉，葡萄糖组不收缩，ATP组收缩。 

引导学生设计“空白对照”“自身对照”，填写学案表格（口述完成）： 

组别	处理	结果	结论
空白	等渗盐水	不收缩	排除渗透压干扰
葡萄糖	10 mmol·L⁻¹	不收缩	葡萄糖≠直接能源
ATP	5 mmol·L⁻¹	收缩	ATP是直接能源

学生活动：