5.2细胞的能量”货币“ATP 教学设计-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

2026年祁阳市优质教学资源评选活动 --高一年级必修一第五单元第2课《细胞的能量“货币”ATP》教学设计 （注：标题采用四号宋体，正文采用五号宋体，1.5 倍行距。模板可根据需求稍微调整） 课程基本信息 主备人 张慧 课型 新授课 学科 生物学 年级 高一 学段 高中 版本章节 人教版高中生物学必修一第五章第2节 教学目标 1.生命观念：分析ATP的化学组成和结构特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，认同ATP的结构与功能相适应的生命观念。 2.科学思维：通过模型建构分析ATP与ADP相互转化的机制。 3.科学探究：通过小组合作构建ATP模型，提升模型建构及合作交流能力。 4.社会责任：通过对生活实例的讨论分析，说出哪些生命活动需要ATP提供能量，能利用生物学知识解释生活中常见的自然现象。 教学重难点 重点：ATP的结构和功能 难点：ATP和ADP能量的来源和去向 学情分析 学生已了解酶的作用和特性，知道生命活动需要能量，但对能量如何直接供应并不清楚。ATP的结构抽象，易混淆名称；缺乏细胞呼吸基础，理解ATP与ADP之间相互转化会有一定难度。教学需从生活实例（如萤火虫发光、肌肉运动）切入，用模型建构“直接能源货币”的概念来突出ATP是直接能源物质。 教学准备 多媒体课件、萤火虫发光视频、ATP为主动运输提供能量视频、ATP结构模型制作材料（每组一套，含腺嘌呤、核糖、磷酸基团卡片）、导学案。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 1、 新课导入 （3min） 播放萤火虫发光视频，并提出问题： 1.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 2.萤火虫发光需要能量，能量是由什么直接提供的？ 引导学生提出实验设计思路，形成完善的、科学的实验方案。 观看视频，思考并回答问题。 1.腹部后端的细胞内含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受能量之后会被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧气发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 2.小组合作讨论并设计出实验方案 引用萤火虫发光情境，激发学生的学习兴趣，通过提问引导学生通过尝试设计实验思路，培养科学探究能力。 二、新课讲授 （一）实验探究——ATP的功能（7min） 将全班学生分为四个学习小组，呈现四组对照实验，进行实验探究。 对萤火虫发光器（含有荧光素）进行研磨并加水制成研磨液，置于黑暗环境中处理 A组：研磨液+2ml蒸馏水 B组：研磨液+2ml脂肪溶液 C组：研磨液+2ml葡萄糖溶液 D组：研磨液+2mlATP溶液 实验现象为：A、B、C三组均无荧光，D组有荧光。 根据实验现象提问，四组实验中只有加入了ATP溶液的D组出现荧光，说明什么？可以得出什么结论？ 尝试做实验并根据实验现象进行思考。 A组证明荧光素本身无能量供应是不发光的；B、C两组证明脂肪作为良好的储能物质、葡萄糖作为主要能源物质，它们都不能直接为发光提供能量； D组证明ATP直接为萤火虫发光提供能量。 得出ATP的功能——驱动细胞生命活动的直接能源物质。 引导学生通过分析实验结果，自主建立“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的核心概念。提升学生的实验探究和合作交流的能力。为后续学习ATP的结构做铺垫。 （2） ATP的结构及 ATP结构模型的构建 （10min） （三）ATP与ADP之间的相互转化 （12min） 为什么ATP可以作为细胞的直接能源物质呢?这与它的结构有关。阅读教材完成：1.ATP的中文名称是______，组成元素为______；化学组成为______。2.ATP结构简式为_______其中A代表______，T代表“三”，表示含有3个磷酸基团，P代表______，“—”代表普通的化学键，“~”代表_____ 利用学具（腺嘌呤、核糖和磷酸基团卡片），让学生搭建ATP结构模型。思考并回答以下问题：1.ATP中特殊的化学键为什么容易断裂? 2.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ 活动一：提供细胞中ATP含量及机体对ATP的需求量资料，引出细胞内ATP需求量大但含量却很少的矛盾，让学生分析资料明确ATP通过迅速合成之后再迅速水解来满足能量的供应。 活动二：出示ATP和ADP的转化模型图让学生把空白处补充完整，并要求学生整理出ATP水解和ATP合成的反应式。 活动三：根据ATP和ADP的转化概念图，思考合成ATP需要的能量来自哪里? ATP水解释放的能量有哪些去路? 用表格的形式比较ATP水解和合成过程中的不同点，让学生完成填空： 得出结论：ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 阅读教材完成填空。 利用分别代表腺嘌呤、核糖和磷酸基团的的卡片，尝试建构ATP的模型，并且标出相应的结构名称。 思考并回答出ATP的供能机制：两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。 每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 通过分析资料理解：ATP通过迅速合成之后再迅速水解来满足能量的供应。 主动思考ATP与ADP的转化过程，初步完成ATP和ADP的转化模型图。整理出ATP水解和ATP合成的反应式。 自主阅读教材得到：合成ATP需要的能量来自呼吸作用和光合作用所释放的能量。 ATP水解释放的能量可以用于各项生命活动。 通过布置学习任务，培养学生自主学习和独立思考的能力。 通过学具让学生来搭建ATP结构模型,加深学生对ATP结构的认识，有效突破了教学难点，并培养了“结构与功能相适应”的生命观念。 通过资料分析、阅读教材以及讨论等活动来深化学生对ATP与ADP之间的相互转化的理解 （四）ATP的利用 （8min） 播放视频介绍ATP能用于主动运输或细胞内的物质运输。引导学生完成ATP为Ca2+主动运输供能过程的流程图。 帮助学生理解“蛋白质的磷酸化”。 Ca2＋ ATP水解 Ca2＋释放 到膜外 提问：为什么将ATP称作细胞的能量“货币”？ 引导学生综合分析，完善能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通模式图。 蛋白质好比“不动产”，脂肪是“定期存款”，糖类是“活期存款”，那么ATP就是“现金”。因此，ATP是直接能源物质，是细胞中流通的能量“货币”。 观看视频，思考并理解ATP为主动运输供能机制。 完善能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通的模型图。 认识ATP是细胞的能量“货币”。 培养学生归纳总结能力，深刻理解能量的流动及利用，认识ATP是细胞的能量“货币”。 板书设计/课堂小结 5.2细胞的能量“货币”ATP 1、 ATP的功能 驱动细胞生命活动的直接能源物质 2、 ATP的结构 结构简式：A—P～P～P ATP是一种高能磷酸化合物 3、 ATP与ADP之间的相互转化 ATP和ADP的相互转化不是可逆反应 4、 ATP的利用 ATP是细胞的能量“货币” 教学反思 本节课以萤火虫情境导入，通过对照实验设计和模型构建有效突破了“ATP是直接能源物质”这一核心概念，学生参与度高；但ATP与ADP之间相互转化这一环节耗时偏长，部分学生对ATP与ADP转化的不可逆性仍有混淆，后续需优化时间分配并增加辨析练习，待学完细胞呼吸后再回扣能量来源问题以形成知识闭环。 — - 1 - — 学科网（北京）股份有限公司 $