人教版(2019)生物必修1：5.2 细胞的能量“货币”——ATP 教案

5.2《细胞的能量“货币”—ATP》教案一、教学目标1、通过对ATP化学组成和结构特点的学习，认同ATP的结构与其功能相适应2、通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建，能够归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义3、通过对生活实例的讨论分析，能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因二、教学的重点难点1、教学重点：①ATP化学组成及其结构特点②ATP和ADP之间的相互转化及其对细胞内能量代谢中的意义③解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因2、教学难点：①ATP和ADP之间的相互转化，ATP形成所需能量的主要来源及意义②解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因三、教学准备与手段制作多媒体课件、制作ATP模型的材料（圆片，长方形，五边形）、制作ATP与ADP转化模型的材料,小组讨论，模型建构四、教学方法探究分析模式；感知、体验、实践、阅读讨论、模型建构、合作交流五、教学过程(一)新课导入活动一创设情境，萤火虫发光实验探究——ATP是细胞能量“货币”的证据。

（二）ATP是一种高能磷酸化合物活动二、构建ATP结构模型，简述ATP的结构1、先自主阅读课本内容并小组合作构建ATP结构模型。

要求：用五边形代表核糖，长方形代表腺嘌呤，圆形代表磷酸基团，画出ATP结构模型，同时请同学在黑板上完善ATP模型图。

时间：四分钟2、根据模型回答下列问题(1)ATP中的“A”、“T”、“P”分别代表什么含义？(2)A、P之间是什么化学键，用什么表示？(3)P、P之间是什么化学键，用什么表示？(4)ATP的结构简式怎么书写?(5)ATP的中文名称是什么？请同学回答相应问题【多媒体展示】ATP分子结构的相关知识点【过渡导言】ATP作为直接能源物质，是怎么为生命活动供能的？指导学生朗读P86中间自然段【讲解】ATP的结构特点：“由于相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，将3个同带负电荷的磷酸基团压缩在一起，必须消耗能量才能克服磷酸基团之间的斥力。

细胞的能量货币“ATP”教学设计1.教材分析细胞代谢能够进行既离不开酶的催化作用，又离不开能量的推动，ATP是生命活动的直接能源物质，ATP的来源是细胞呼吸，有机物中的能量根本是来源于光合作用，因此，对ATP的学习，有助于从能量转化角度将呼吸作用和光合作用联系起来。

ATP的结构与前面所学的元素和化合物知识有一定的联系，同时ATP是模块二中将要重点学习的核苷酸的衍生物。

本节内容与物理中能量的内容联系比较紧密。

2.学情分析本节内容之前学生已学习了细胞新陈代谢的概念，生物催化剂-酶，生物体的物质、结构基础。

从学生的心理特点来看，高二学生具有一定的自学能力，对能引起他们思考的问题较感兴趣。

学生虽然具备一定知识基础、自学能力，但是学生的认识还需在课堂上统一、巩固，而且本节的重难点对学生还有较大的难度，还有着可拓展的空间，需要在资料补充、合作交流的过程中完成。

3.教学目标①通过探究活动，知晓 ATP 的功能，发展物质与能量观，提高实验探究能力；②利用纸片模型搭建ATP的结构，对应ATP功能，发展结构与功能观，提升建模、思辨等思维能力；③分析 ATP－ADP 的循环及其对细胞供能的意义，提高问题解决能力，能运用归纳概括、批判性思维等科学思想探讨生命现象；④通过认识医用ATP片剂理解ATP的重要意义，体验生物学原理在生产实践中的应用价值。

4．重点难点教学重点：（1）ATP分子结构与高能磷酸键（2）ATP、ADP相互转化（3）ATP是细胞的能量通货教学难点：（1）ATP、ADP相互转化（2）ATP是细胞的能量通货解决途径：通过看图、写简式、分析各个字母符号含义，细化掌握“ATP分子结构与高能磷酸键”；通过小组讨论、实验设计、数据资料补充等方式，突破“ATP、ADP相互转化”和“ATP是细胞的能量通货”的两个重难点。

5.教学过程5.1引入环节——创设情境，知情结合教师以晋朝车胤囊萤的故事和杜牧的诗《秋夕》引入能量的话题，并展示古代战争“滚木雷石”防敌技术的图片，让学生思考萤火虫光能的来源，体会能量之间的相互转化，最终使学生理解化学能是细胞内最主要的能量形式。

新教材生物学人教版必修1 分子与细胞第5章第2节教学设计第5章细胞的能量供应和利用第2节细胞的能量“货币”ATP目录一、核心素养对接二、必备知识三、探究实践四、深化归纳五、应用创新第2节细胞的能量“货币”ATP一、核心素养对接1．运用结构与功能观，说出ATP的结构和功能。

2．采用比较与分类，说明动植物合成ATP的来源不同。

3．通过萤火虫发光现象的研究，了解荧光素对人类生活的影响。

二、必备知识（一）ATP是一种高能磷酸化合物1．ATP的结构(1)中文名称：腺苷三磷酸。

(2)结构简式：A—P～P～P。

(3)符号含义：A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表一种特殊的化学键。

2．ATP的特点(1)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。

(2)高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，是细胞内的一种高能磷酸化合物。

3．ATP的功能ATP能够直接给细胞生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

微思考ATP分子去掉远离A端的两个磷酸基团后，剩余部分是什么物质？提示：腺嘌呤核糖核苷酸。

（二）ATP与ADP可以相互转化1．转化过程(1)图中字母A、B代表的物质分别是磷酸、ADP。

(2)能量1的来源①绿色植物：光合作用和呼吸作用。

②动物、人、真菌和大多数细菌：呼吸作用。

(3)写出ATP合成的反应式：ADP＋Pi＋能量ATP。

2．转化特点(1)ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。

(2)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。

微思考ATP与ADP之间的相互转化是可逆的吗？提示：不是可逆的。

ATP转化成ADP和ADP转化为ATP时所需要的酶是不同的，所需能量来源也不同，所以不可逆。

（三）ATP的利用1．ATP的利用2．ATP为主动运输供能的机理(1)参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。

第2节 细胞的能量“通货”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符号含义⎩⎪⎨⎪⎧A ：腺苷⎩⎪⎨⎪⎧核糖腺嘌呤P ：磷酸基团～：特殊的化学键3．特点(1)ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键，储存大量能量。

(2)ATP 的化学性质不稳定，这是由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥的原因，即末端磷酸基团具有较高的转移势能。

在有关酶的催化作用下，末端磷酸基团脱落，释放出大量能量。

二、ATP 与ADP 可以相互转化 1．过程(1)释放能量：ATP ――→酶ADP ＋Pi ＋能量。

(2)储存能量：ADP ＋Pi ＋能量――→酶ATP 。

2．能量的来源及去路3．原因及特点(1)原因：ATP 分子中远离A 的那个特殊的化学键很容易水解。

(2)特点：时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。

三、ATP 的利用 1．列举利用ATP 的实例 (1)用于物质的合成； (2)用于肌肉收缩； (3)用于细胞的主动运输。

2．ATP 供能的过程ATP 水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，空间结构改变，活性也被改变，因而参与各种化学反应。

3．ATP 是细胞内流通的能量“通货” (1)化学反应中的能量变化与ATP 的关系。

放能反应：一般与ATP 的合成相联系。

知识清单吸能反应：一般与ATP的水解相联系。

(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。

考点突破考点01ATP的结构【典型例题】细胞的能量“货币”ATP的结构简图如下，有关说法错误的是（）A．ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写B．图中的b、c为特殊化学键C．ATP中的五碳糖为脱氧核糖D．c键比b键更容易断裂【答案】C【解析】A、ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，A正确；B、ATP的结构简式可表示为A-P～P～P，图中的b、c为特殊化学键，B正确；C、ATP中的五碳糖为核糖，不是脱氧核糖，C错误；D、ATP中远离A的特殊化学键更容易断裂水解，所以c键比b键更容易断裂，D正确。

5.2《细胞的能量“货币”ATP》教学设计一、教材分析《细胞的能量“货币”ATP》是高中生物新人教版必修一《分子与细胞》第五章《细胞的能量供应和利用》第二节的内容。

本节课主要介绍了 ATP 的功能、ATP 的分子结构、ATP 与ADP 之间的相互转化以及ATP 的利用等内容。

作为新教材《细胞的能量“货币”ATP》与之前教材相比做了一些改动，例如：对 ATP 水解放能的机理进行了修改，做到了各学科表述方式一致，且通过 ATP 与 ADP 相互转化的示意图，使学生清晰地明确了两种高能化合物在结构上的区别。

对于 ATP 的利用部分为进一步让学生理解 ATP 供能机制引入了 ATP 为主动运输供能的示意图。

教材最后介绍由萤火虫发光的原理培育出了荧光树，号召学生运用所学知识解决能源短缺的问题。

同时，该节内容在《细胞的能量供应和利用》一章中的承接作用相当明显，学好本节内容有助于学生更好的掌握后面的的《细胞呼吸的原理和应用》及《光合作用与能量转化》等知识。

二、学情分析通过本教材第二章《组成细胞的分子》和第四章第二节《主动运输与胞吞、胞吐》的学习，学生对能源物质与物质运输消耗能量有了进一步的了解，这为学习 ATP 这一驱动细胞生命活动的直接能源物质奠定了基础。

但是 ATP 的利用中，ATP 的供能机制比较难，学生掌握起来有一定的难度，因此应该重点讲解 ATP 为主动运输供能的机制来帮助学生理解。

此外，学生通过物理、化学两学科的学习，已经具备了能量转化的知识，利于学生对本节知识的进一步理解。

三、设计思路本节课首先播放萤火虫相关视频并让学生有感情的朗读唐代诗人杜牧的《秋夕》来引入新课。

播放萤火虫发光的原理并提出萤火虫的发光与 ATP 有关进而提出 ATP 的生理功能。

对于 ATP 的结构的知识，主要采用让学生自主阅读并完成 PPT 上相应的问题，然后通过学生回答的方式来完成相应结构的学习。

ATP 与ADP 的相互转化则先在多媒体上呈现资料，并向学生提问如何让解决资料中的矛盾？学生自己总结出 ATP与ADP 可以相互转化，然后请学生到黑板写 ATP 的合成及分解反应式。

第5章细胞的能量供应和利用第2节细胞的能量“货币ATP”P:磷酸基团:普通的化学键～：特殊的化学键展示ATP的结构模型图。

【布置任务】任务一：结合资料，引导学生分析ATP的结构及特点。

资料1 如图为ATP结构式：学生思考以下问题：(1)图中①②③的结构分别代表什么？①腺嘌呤；②核糖；③磷酸基团(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？①②结合问题探讨萤火虫发光需要什么呢？能量回顾细胞内哪些化合物可为细胞的生命活动提供能量。

分析思考并归纳，主要能源物质是什么？糖类主要储能物质是什么？脂肪糖类、脂肪这些物质能为萤火虫发光直接供能吗?【探究活动】学生带着问题，以小组为单位进行实验探究。

实验材料：将离体荧光虫发光器研磨成粉末，然后制成荧光素试剂实验工具：烧杯、量筒、试管、玻璃棒等实验试剂：蒸馏水、脂肪溶液、葡萄糖溶液、ATP注射液等实验原理：请同学们分组讨论完成实验 (用简笔画图示并配文字说明)。

强调实验设计的对照、等量、单一变量原则。

实验步骤：实验结果：引导学生思考从A、B、C、D试管的实验现象中你得出的结论是什么?从而得出：ATP的功能：驱动细胞生命活动的直接能源物质。

结合资料阐述ATP的供能机理：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。

【资料探究】展示资料2 α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP 的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。

指导学生一边阅读，一边完成学案上的表格。

辨析ATP中的两个特殊化学键都断裂吗？问题1：从实验结果ATP中哪一个化学键更容易断裂？为什么？β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。

动态展示ATP的水解示意图。

分析阐述ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。

第五章第2节细胞的能量“货币”ATP一、教材分析人教版高中《生物（必修I）分子与细胞》第5章第2节，主要讲了ATP分子的组成和结构特点，ATP和ADP的相互转化以及ATP在细胞生命活动中的作用等内容，其中ATP与ADP相互转化时能量的来源与去路建立了从分子水平、细胞水平、生物个体水平到生态系统中能量间的关系为后面光合作用和细胞呼吸的学习做好了铺垫，所以尽管这些内容篇幅不大却非常重要。

二、教学目标2.1知识目标简述ATP的化学组成和特点；写出ATP的分子简式；解释ATP在能量代谢中的作用。

2.2能力目标学生通过分析ATP与ADP的相互转化及ATP的利用，初步训练学生分析实际问题的能力，培养阅读材料获取信息的能力，通过对实际问题的实验设计，训练学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，以提高学生的科学素质和探究能力。

2.3情感目标渗透热爱自然和生命的情感教育。

三、教学过程课前准备：萤火虫发光器研磨的粉末，葡萄糖溶液，试管，医用ATP粉末，ATP片剂和ATP注射液及产品说明书，多媒体课件，学案。

3.1 创设情境，导入新课用多媒体放映内容为“夜空中萤火虫飞舞”的短片，并列出讨论题：①萤火虫发光的生物学意义是什么？②萤火虫体内有特别的发光物质吗？③萤火虫发光的过程有能量转换吗？引导学生思考讨论，导入新课。

3.2设计实验，体验探究提出问题：生命活动需要的能量来自哪里呢? 哪些有机物能直接为生命活动供能呢?启发学生利用提供的萤火虫发光器研磨的粉末、葡萄糖溶液、试管和ATP溶液，设计实验探究哪些有机物能直接为生命活动供能，得出“ATP是生命活动的直接能源物质”的结论。

ATP 是什么物质，它的性质和生理作用，学生都很陌生，通过观察纯净的ATP粉末、ATP片剂、ATP注射液及产品说明书，让学生对ATP有明确直观的了解。

3.3 自主学习，合作互助对教学内容通过不同的方式引导学生进行自主学习：（1）“ATP分子的结构特点”学生根据学案中设置的问题自主学习，明确ATP的全称、结构简式、各符号的名称及高能磷酸键等知识并通过学案上的典型例题检查学习结果，并展示答案其余同学对答案进行修正，教师对答案不恰当的地方进行精讲点拨。

《细胞的能量“货币”ATP》教学设计一、教材分析《细胞的能量“货币”A TP》为人教版（2019年）必修一《分子与细胞》第五章第二节，本节内容前承“降低化学反应活化能的酶”，后启“细胞呼吸”和“光合作用”，作为中间一节内容，起着承上启下的作用。

本节内容对应课标中的内容要求“解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”，主要包括ATP的结构——解释其为什么是一种高能磷酸化合物，ATP与ADP的相互转化和ATP的利用，即解释ATP与ADP相互转化时能量的来源与去路，相互转化的意义。

二、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、根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。

三、教学重难点（一）教学重点ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。

（二）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。

四、教学过程（一）导入以“校运会中百名冲刺的运动员”为情境引入A TP：在校运会上，百米冲刺的运动员肌肉收缩是需要能量的，这些能量从哪里来呢？我们知道，细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，是它们直接供能吗？通过萤火虫发光等实验证明它们不是直接供能物质！而是另一种有机物——A TP。

ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

（二）ATP的结构在学生们知道了ATP以后，开始了解ATP的结构。

先直接展示ATP的结构图片，让学生观察各部分结构，发现一个ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖、三分子磷酸基团构成。

一分子腺嘌呤和一分子核糖可以组成一分子腺苷，用字母A表示，腺苷连接一分子磷酸基团叫腺苷一磷酸，简称AMP，AMP再连接一分子磷酸基团叫腺苷二磷酸，简称ADP，ADP再连接一分子磷酸基团叫腺苷三磷酸，即ATP。

然后讲解ATP的结构，A—腺苷，T—三，P—磷酸基团，所以ATP中文名称为腺苷三磷酸，要将A（腺苷）与A（腺嘌呤）区别开来，并且磷酸基团之间的化学键比较特殊，是一种高能磷酸键，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。

5.2细胞的能量“货币”ATP一、教学目标：学习目标：1.简述ATP的化学组成和特点。

2.简述ATP和ADP的相互转化。

3.解释ATP在能量代谢中的作用。

核心素养：1.生命观念：认同ATP的结构与功能相适应。

2.科学思维：ATP与ADP之间的相互转化；理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

二、教学过程：（一）、导入新课相传，我国晋朝青年车胤由于家境贫寒，买不起灯油，无法在晚上读书。

于是他在草丛中捉了很多的萤火虫，并且将它们装在薄薄的布袋子里，借着萤火虫发出的光读书。

这就是“囊萤夜读”的故事。

萤火虫发光需要细胞提供能量。

直接能源物质是什么呢？通过“囊萤夜读”的故事引导学生思考萤火虫发光的直接能源物质，引导学生设计实验。

资料：萤火虫发光的奥秘在于腹部后端细胞内的特殊发光物质——荧光素。

荧光素接受能量被激活后，在荧光素酶的催化下发出荧光。

实验目的：探究使萤火虫发光的直接能源物质。

实验材料：萤火虫发光器干燥后研磨成的粉末、试管、蒸馏水；等浓度的葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液等。

实验步骤：向A、B、C、D四个试管中分别加入等量的发光器粉末和清水，然后向四个试管中分别注入2 mL等浓度的葡萄糖溶液、脂肪溶液、ATP溶液、蒸馏水。

观察四个试管的发光情况。

实验结果：注射ATP溶液的C试管发光，其余三个试管不发光。

实验结论：萤火虫发光的直接能源物质是ATP。

葡萄糖等有机物中的能量是不能直接被利用的。

ATP才是生命活动的直接能源物质。

那么，ATP是什么呢？它的结构是怎样的呢？（二）、讲授新课（一）ATP的结构特点1．中文名称：腺苷三磷酸2．ATP的结构简式：A-P~P~PA代表腺苷，P代表磷酸基团，“ ~ ”代表一种特殊的化学键，水解时释放出大量能量。

拓展：不同物质中的“A”不同。

分析资料一个成年人安静状态下，24 h内有40 kg的ATP水解。

剧烈运动状态下，每分钟约有0.5 kg的ATP分解释放能量，供运动所需。

《主动运输与胞吞、胞吐》教学设计一、教材分析本节内容来自人教版（2019版）高中生物学教材必修1第5章第2节，主要包括了ATP的结构特征、ATP与ADP的转化、ATP的利用这三方面。

是学生在已经掌握了细胞的分子和结构组成、酶的本质和特性的基础上来学习的，本节课的知识是联系细胞的结构与细胞生命活动的桥梁，因此学好本节课对于后续呼吸作用和光合作用的学习具有至关重要的作用。

二、学情分析学生到了高一阶段，有较强好奇心以及学习新知的积极性，具备一定的逻辑思维能力和实验设计能力。

经过前面几章的学习，初步形成了生物体结构与功能相适应的理念，对于学习ATP的供能原理有很大帮助，并且他们在初中阶段已经有了比较丰富的知识基础，了解不少有关能量变化的生命活动，只是对其内在规律缺乏认识，需要加强梳理点播。

三、教学目标的确定在普通高中生物学课程标准中，与本节有关的内容要求是：解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

结合课标要求、学业要求、教材内容和学生情况，围绕培养学生核心素养的要求，制定了如下教学目标：1、通过对ATP化学组成和结构特点的学习，认同ATP的结构与其功能相适应；2、通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建，能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义；3、通过ATP是导致萤火虫发光的直接能源物质的探究，掌握观察、提问、实验设计能力，掌握科学探究基本思路和方法；4、通过对生活实例的讨论分析，能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因。

四、教学重点难点教学重点：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用，ATP与ADP的相互转化。

教学难点：通过ATP与ADP相互转化的特点，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质的实验设计和解释。

五、教学设计思路本节课采用基于实验设计与分析的探究教学，引导学生通过控制变量法设计对照实验探究使萤火虫发光的直接能源物质，促进学生掌握实验条件的选择、操作、控制及优化。