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

该高中生物学教学设计聚焦“细胞的能量‘货币’ATP”核心内容，涵盖ATP的化学组成、结构特点、与ADP的相互转化及在生命活动中的作用。通过杜牧诗句创设萤火虫发光情境，以问题讨论衔接糖类等能源物质知识，搭建从已知到未知的学习支架，为光合作用、呼吸作用学习奠定基础。 该资料亮点在于融合情境教学与直观图示，以问题驱动法引导学生分析ATP结构简式及转化过程，体现生命观念中的物质与能量观。通过对比归纳ATP与ADP转化特点，结合萤火虫发光原理拓展等实例，培养科学思维，帮助学生构建系统认知，同时为教师提供结构化教学流程，提升课堂效率。

教学课题 第5章第2节 细胞的能量“货币”ATP 课时安排 1课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 解释 ATP 在能量代谢中的作用；简述 ATP 的化学组成、结构特点及与 ADP 的相互转化；举例说明 ATP 在细胞生命活动中的作用。 教材分析 本节承接酶的知识，介绍 ATP 的结构、转化与利用，是细胞能量供应与利用的核心内容，为光合作用、呼吸作用奠定基础。 学情分析 学生已知糖类、脂肪是能源物质，但不清楚直接能源物质；对高能磷酸键、ATP 与 ADP 转化较抽象，需结合实例与图示理解。 教学目标 1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。 2.依据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。 教学重点 ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用 教学难点 通过ATP与ADP相互转化的特点，解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 教学方法 问题驱动法、图示分析法、对比归纳法、讲练结合法 教学准备 PPT课件、ATP结构示意图、ATP与ADP转化示意图、课堂习题 教学思路 情境导入→ATP的结构→ATP与ADP相互转化→ATP的利用→课堂小结→巩固练习 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【问题探讨】 银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。 讨论 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 提示：主要是相互传递信号，以便繁衍后代 2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 提示：萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质 3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 提示：有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 由此可知：萤火虫发光需要细胞提供能量，这些能量从哪里来呢？细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ 糖类是主要的能源物质，脂肪是良好的储能物质，细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是直接给细胞生命活动提供能量的确实另一种有机物—ATP，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 注意：ATP是一种物质，不是能量，能量只是储存在ATP中，储存在ATP中的化学能在转化为光能时就能使萤火虫发光。 思考讨论，回答问题 激发兴趣，导入主题 新知探究 一、ATP是一种高能磷酸化合物 结合ATP的结构式，讲解ATP的内容。 中文名称：腺苷三磷酸 结构简式：A-P~P~P 元素组成：C、H、O、N、P ATP供能的机制：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。可见ATP水解的过程就是释放能量的过程。 1mol ATP水解释放的能量高达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 ATP的特点：高能量、不稳定、含量少 识记结构，完成习题判断 构建 ATP 结构概念 新知探究二、ATP与ADP之间的相互转化 过渡：ATP在生物体内的含量很少，那它是如何为细胞内的生命活动提供能量的呢？ 结合图5-4进行讲解。 1.ATP的水解 2.ATP的合成 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 ATP和ADP在人体内含量少，但转化快。 据测算，一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP，释放能量，供运动之需。生成的ADP又可在一定条件下转化成ATP。 注意：剧烈运动时，ATP的消耗增加，ATP的生成也增加。 ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。 过渡：那么，在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来呢？ 结合图5-5进行讲解。 绿色植物：光能和呼吸作用所释放的能量（化学能） 动物、人、真菌和大多数细菌等:细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量（化学能） 过渡：在ATP转化成ADP的过程中会释放能量，释放的能量去哪里了呢？ 理解转化过程，填写对比表格 突破核心难点 新知探究三、ATP的利用 结合图5-6，引导学生分析回答。 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的 过渡：ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？ 结合图5-7，讲解ATP为主动运输供能的原理 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。 举例归纳，理解功能 联系生命活动，形成整体认知 课堂 小结 许多吸能反应与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。正是由于细胞内具有ATP这种能量货币，才能及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。 比较ATP的水解与ATP的合成： 自主回顾本节课核心知识 帮助学生梳理知识脉络，强化重点内容，形成系统认知，巩固本节课所学。 拓展 萤火虫发光的原理： 应用：科学家运用这一原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。 阅读教材与 PPT 资料，自主梳理萤火虫发光的能量转化过程 强化结构与功能观，理解 ATP 作为能量 “通货” 对细胞生命活动的重要意义。 巩固新课 小结回顾 梳理ATP的结构→ATP与ADP的相互转化→ATP的利用 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 绘制ATP与ADP相互转化示意图；举例说明ATP在生活生产中的应用 板书设计 第2节 细胞的能量“货币”ATP 一、ATP是一种高能磷酸化合物 (1)中文名称：腺苷三磷酸 (2)结构简式：A—P～P～P (3)元素组成：C、H、O、N、P A：腺苷 二、ATP与ADP的相互转化 三、ATP的利用 教学反思 本节教学以萤火虫发光创设情境，融合实验、动画与视频等直观素材，将ATP的抽象知识转化为生动的可视化内容，降低了学生的理解难度。在ATP结构的学习中，学生通过ATP的结构式，对ATP的组成和化学键特点有了更直观深刻的认识。教学中加入了生活实例等资料，引导学生通过资料分析理解ATP的结构特点及利用。结合“能量货币”等生活化类比，帮助学生快速掌握核心概念；通过资料分析活动，有效锻炼了学生的信息处理与逻辑分析能力。 在教学过程中，注重引导学生思考和探究，培养了学生的科学思维和科学探究能力。在材料分析和问题讨论环节，学生能够积极思考，提出自己的见解，锻炼了分析问题和解决问题的能力。 学科网（北京）股份有限公司 $