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单元基本信息
课程标准模块 模块1 分子与细胞 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域。 2.2.1 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如 pH 和温度等）的影响。 2.2.2 解释 ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 2.2.3 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2.2.4 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
使用教材版本 人民教育出版社2019年新教材
单元名称 第5章 细胞的能量供应和利用
单元课时数 7课时
一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值）
主题名称 细胞的能量供应与利用
主题概述 内容要求： 本单元分为4节内容，其中1个验证实验、4个探究实验、2个资料分析、2个思考讨论、1个科学·技术·社会。 本章在模块中具有承上启下的重要作用：一方面通过学习本章内容，学生可以更好地理解“糖类是主要的能源物质”。另一方面学好本章内容也为后续内容的学习奠定基础，如第6章讲述的细胞生长、增殖、分化，必修2中接受的DNA的复制、基因表达，本章探究力度较大，自主性和开放性较强，并且较大篇幅介绍生物科学史，注重学生能力的培养，注重与现实生产活动的联系，引导学生在现实生活的背景中学习生物学。 2.教学提示：为帮助学生达成对概念2的理解，促进学生生物学学科核心素养的提升，应开展下列教学活动： （1）探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素； （2）提取和分离叶绿体色素； （3）探究不同环境因素对光合作用的影响； （4）探究酵母菌的呼吸方式 3.学业要求：从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命 活动过程中贯穿着物质与能量的变化（生命观念、科学思维、科学探究）。
主题学情分析 本章的授课对象是高一学生。一方面他们在初中阶段学习过消化酶、有机物的氧化分解、CO2、O2的鉴定、对照实验、酵母菌等基础知识；做过观察叶片结构的实验和绿叶在光下制造有机物的实验，因此对本章的知识并不陌生，但是对这部分知识的理解只有感性认识，没有理性认识。 另一方面，学生在本模块前面几章的学习中学习了有关细胞中糖类和脂质等化合物、细胞的基本结构以及细胞的主动运输的基础知识，并能用高倍镜观察线粒体和叶绿体，尝试构建细胞的三维结构模型，对本章的学习奠定了基础。
开放性学习环境 大屏、微课、相关动画视频、PPT 等。
二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向）
单元学习目标 基于课程标准的内容要求、学业要求及学业质量标准，围绕培养学生核心素养的要求，制定了如下教学目标: （1）说明酶在代谢中的作用、本质和特性。通过探究实验学会控制自变量、观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 （2）解释ATP的分子组成和特点以及ATP在能量代谢中的作用。 （3）简述线粒体的结构和功能，说明细胞呼吸的方式、原理和实质，探讨细胞呼吸原理的应用。 （4）简述叶绿体的结构和功能，说明光合作用的原理和应用以及科学家对光合作用原理的认识过程，探究影响光合作用强度的环境因素。人体科学是在不断地观察、实验、探究和争论中前进的。认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，在质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
三、学习活动/任务设计（指向学习目标，强调学生的活动与体验）
第1课时 任务1 名称：探究酶在代谢中的作用 教师展示过氧化氢的“百度百科”资料，引导学生思考实验要探究的问题。根据学生作出的假设，介绍应该怎样作假设，提出指导性的意见和建议。引导作出本实验的假设。 通过设计探究实验，让学生明确探究实验的流程，并能学会做出假设的方法。
任务2 名称：酶的作用机理 针对任务1中的探究实验的结果和结论，设置问题，引导学生思考。通过展示曲线图及思考问题引导学生总结出酶的作用机理是降低化学反应的活化能。 根据问题设计结合PPT，让学生能掌握对照实验的设计、会判断自变量、因变量和无关变量。
任务3 名称：探究酶的本质 展示PPT,让学生根据PPT内容讨论问题，引导学生阅读关于酶本质的探索的相关内容，连线，组内交流。引导学生总结出酶的本质。 培养学生实验设计、动手操作、语言表达、分析归纳的能力；通过问题的具体讨论，引导学生发散思维，加深对知识的理解和应用，培养学生的求实、质疑、探索的精神.
第2课时 任务4 名称：实验探究：探究酶的高效性 引导学生回顾上节课实验，比较Fe3+、过氧化氢酶的催化效率，总结出酶的高效性特点。让学生总结酶的特性，培养学生观察总结能力。
任务5 名称：设计探究引导学生探究酶的专一性 要验证“一种酶只能催化一种化学反应”的假设，如何设计实验？需要注意些什么问题？教师可通过设置一系列问题的形式引导学生思考。教师展示酶的专一性相关曲线及解读，引导学生分析曲线。 根据问题设计结合资料，让学生能掌握对照实验的设计、会判断如何选择底物和鉴定试剂。
任务6 名称：探究酶的作用条件较温和 教师通过多媒体展示三组日常生活资料。引导学生思考如何设计探究问题。教师引导学生思考要检验“温度能影响酶的活性”这个假设，在设计实验时需要注意哪些问题？让学生根据自己记录的实验结果，分析该结果出现的原因，以及由此可得出的结论。 拓展底物浓度对酶促反应速率的影响让学生根据自己的理解，小组讨论，画出图像并分析。 培养学生设计实验的能量、分析归纳的能力；通过问题的具体讨论，引导学生发散思维，加深对知识的理解和应用，培养学生的求实、质疑、探索的精神。
第3课时 任务7 名称：ATP是一种高能磷酸化合物 展示一系列问题引导学生阅读教材，并完成探究，达成对ATP结构的基本认知。多媒体分别演示ATP、ADP及腺嘌呤核糖核苷酸的结构图，引导学生进行辨析：当最外面的高能磷酸键断裂之后，就形成了ADP，假如第二个高能磷酸键也断裂的话，将形成RNA的基本组成单位之一——核糖核苷酸。依此让学生对前后知识形成关联。 通过阅读教材及观察图片，了解ATP的结构及组成部分，培养学生阅读能力，提升学生总结归纳能力。
任务8 名称：ATP与ADP的相互转化 展示一则资料，学生通过资料得出ATP和ADP在细胞中含量少，消耗大，转化快。从而进入ATP与ADP的相互转化的学习中。并结合一系列问题，让学生掌握ATP吸收和放出能量的来源与去向。 根据问题设计结合材料，总结ADP和ATP的转化是一种动态平衡，在生命活动中不断产生ATP。
任务9 名称：ATP的利用 展示一组ATP的利用图片进行总结出ATP释放的能量可用于个性生命活动展示。提出问题引导学生分析ATP是如何为主动运输供能的流程图。 通过功能让学生总结相应的应用，提升学生分析能力。
第4课时 任务10 名称：利用实验探究酵母菌的呼吸方式 结合导入图片酵母菌在日常生活中应用的实例资料，引导学生思考想探究的问题。最后确定要探究的问题是 学生根据老师设置的问题，先自主学习教材P相关段落，然后小组成员合作研究如何提出问题、设计实验。 通过图片及问题的设置，使学生在讨论交流中掌握酵母菌两种呼吸方式的差异。
任务11 名称：有氧呼吸的过程 展示线粒体结构图片。引领学生观察线粒体的结构，并讨论线粒体内膜向内折叠形成嵴的原因。播放有氧呼吸过程的动画。让学生先完整观看一遍有氧呼吸的全过程。然后按照教师设置的问题逐步完成探究过程。 引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生用模型构建来诠释原理的能力。
第5课时 任务12 名称：探究无氧呼吸的过程 展示无氧呼吸的动态过程，引导学生探究无氧呼吸。学生结合动态过程讨论教师设置的一系列问题。教师引导学生根据分反应式写出无氧呼吸的总反应式。 引导学生根据无氧呼吸的总反应式说出无氧呼吸的概念。 通过阅读教材及观察动态过程，让学生掌握无氧呼吸各阶段的物质和能量变化，通过比较提升学生总结归纳能力。
任务13 名称：无氧呼吸原理的应用 展示一组图片，让学生结合实例分析，人们在生产和生活中应用了细胞呼吸原理的哪些方面？ 结合图片引导学生能正确分析各案例中呼吸作用的原理，培养学生结合知识运用能力
任务14 名称：结合曲线图分析影响细胞呼吸的因素。 引导学生猜想哪些因素可能会影响呼吸作用？教师展示温度、CO2浓度、水分等对呼吸作用的影响坐标曲线图，让学生结合曲线图，分析曲线图。 通过展示坐标曲线图，让学生讨论、分析，提升学生分析能力。
第6课时 任务15 名称：探究绿叶中色素的提取和分离 展示图片，引导学生提出问题——做出假设——设计实验——得出结论。 教师播放“绿叶中色素的提取和分离”视频，让学生观看视频，引领学生完成实验结果的记录。 结合实验的整个过程，教师通过设置问题串的形式引领学生思考实验时需要考虑的细节、注意事项。 通过阅读教材及视频观看，了解叶绿素的提取和分离过程，通过问题设置，培养学生思考、分析和语言表达能力，提升学生探究思维能力。
任务16 名称：叶绿素的种类和功能 师生根据实验结果，共同总结叶绿素的种类及各种色素的特征。 教师出示吸收光谱图，根据光谱图引导学生总结各种色素主要吸收的可见光类型。 教师出示迁移应用问题，引导学生思考 引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生知识运用能力。
任务17 名称：叶绿体的结构与功能 教师展示叶绿体电镜图片，引导学生观察并完成探究问题。出示恩格尔曼实验材料，引导学生讨论问题，师生根据实验结果，归纳总结叶绿体的功能。 培养学生的大胆展示自我的精神，培养学生的语言表达能力和分析问题的能力。
任务18 名称：引领学生分析实验光合作用的原理 PPT展示19世纪科学界的普遍认知、展示希尔实验的装置，引领学生分析问题。 师生根据以上的材料，总结实验的结论。 通过阅读教材及观察实验装置，了解各位科学家的发现，通过问题设置，培养学生思考、语言表达能力，提升学生探究思维能力。
任务19 名称：探究光合作用的过程 教师出示问题引导学生探究光反应的过程。可设置问题引导学生探究，教师出示问题光反应过程演示图。引导学生探究光反应、暗反应的物质和能量变化。 引导学生比较光反应和暗反应之间的区别，指导学生填写表格。 引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生知识运用能力。
任务20 名称：探究外界因素对光合作用强度的影响 教师通过设置问题串的形式引导学生思考影响光合作用的外界因素有哪些。教师播放实验操作和结果视频，让学生观看视频，引领学生完成实验结果记录表。 展示影响光合作用的曲线图，师生逐个图引导学生分析，如温度，引导学生分析A点、A点之前、A点之后影响光合作用的原因。光照强度引导学生分析，A、B、C点的含义。并师生共同总结真正光合速率=呼吸速率+净光合速率。 培养学生的大胆展示自我的精神，培养学生的语言表达能力和分析问题的能力。
四、单元学习评价设计
评价要素 针对单元整体描述
评价 内容 第1课时：对相关概念进行科学阐述；说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。 第2课时：对相关概念进行科学阐述；能说明酶活性受到环境因素（如 pH 和温度等）的影响。能准确分析影响酶活性的因素模型。 第3课时：对相关概念进行科学阐述；解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质；能分析ATP中能量的来源与去向。 第4课时：能“说明生物通过细胞将储存在有机分子中的能量转化为生命活动中可以用的能量”。能通过有氧呼吸相关实验的资料分析，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。 第5课时：能用物质和能量观理解无氧呼吸的过程变化中的物质变化和能量变化。运用归纳和比较等科学思维方法，说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 第6课时：对相关概念进行科学阐述；说明植物细胞的叶绿体从太阳光中获取能量；能通过类比恩格尔曼的水绵实验设计方案，尝试运用科学家的科学思维和科学方法解决生物学问题。 第7课时：能从物质和能量视角，探索光合作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。能分析光合作用的光反应和暗反应的过程及二者关系；能构建与分析“温度，CO2浓度，光照强度”影响光合作用强度的曲线模型。
评价 指标 第1课时：学生对酶在代谢中作用的认知水平（生命观念）；学生领悟探究实验过程的一般方法与基本思想（科学探究）；学生分析问题，看图归纳概括的思维能力（科学思维）。 第2课时：学生对酶的特性的认识水平（生命观念）；学生设计探究实验的能力，学生进行关系模型构建的能力水平（科学思维）。 第3课时：学生对ATP结构和功能的认识水平（生命观念）；学生对ATP与ADP相互转化的动态平衡过程的理解能量（科学思维）。 第4课时：学生对酵母菌呼吸方式、有氧呼吸过程的认识水平（生命观念）；学生从物质和能量视角，探究呼吸作用的过程（科学探究）。 第5课时：学生对无氧呼吸、影响呼吸作用的因素的认识水平（生命观念）；能阐明生命活动过程中存在物质和能量的变化（科学思维）。 第6课时：学生对色素种类、功能的认识水平（生命观念）；学生对提取和分离色素的方法的认识水平（科学思维） 第7课时：学生对光合作用过程的认识水平（生命观念）；学生从物质和能量视角，探究光合作用的过程（科学探究）；阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化（科学思维）。
评价 方法 课上评价 1.教师激励评价 2.学生自我反思评价 3.成果展示，学生互评：赞赏性评价和质疑性评价 5.使用评价量化表，延时评价 课后评价 1.课时作业 2.单元测试
五、单元作业设计
课时作业（一） 1. 酶是生物体内很多生化反应的必要条件，下列关于酶的叙述中，正确的是（） A.酶的基本单位是氨基酸 B.酶的作用能够使更多的反应物转化为产物 C.酶都是在核糖体上合成的 D.食物中的蛋白质只有在蛋白酶和肽酶的催化下才能消化成氨基酸 2.（多选）下列有关酶的叙述，错误的是（ ） A.新陈代谢离不开酶 B.不是所有的酶都是蛋白质 C.活细胞都能产生酶 D. 酶只能在细胞内发挥作用 3.中科院天津工业生物技术研究所在一种专门用于分解PET塑料的水解酶研究方面取得重要突破，未来将据此培育出专“吃”PET塑料的新酶种，通过生物降解方法帮助解决日益严重的塑料垃圾污染问题。以下关于酶的说法，错误的是（） A.该水解酶分解塑料以后，自身被消耗 B.该水解酶可特异性地水解PET塑料 C.用酶进行生物降解塑料，比传统的化学降解效率高，污染小 D.该酶的化学本质最可能是蛋白质 4. 为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是（）
A.实验② B.实验① C.实验①、实验②都能 D.实验①、实验②都不能 5.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如表所示。 试管组加入3% 的H2O2溶液/mL温度加入试剂试管12常温/试管2290℃/试管32常温2滴3.5%的FeCl3试管42常温2滴20%的肝脏研磨液
（1）在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？________________，写出一种无关变量________________。 （2）该实验用的肝脏要求新鲜原因是_____________________________。 （3）若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的实验组合是 ________________________________________________________________。 （4）若试管1和试管2组成对照实验，能说明的问题是 ________________________________________________________________。 【答案】 1.D 2.CD 3.A 4.A 5.（1）温度和催化剂 过氧化氢分解速度（O2的产生速率） 过氧化氢的量、催化剂的量、试管洁净程度等 （2）新鲜的肝脏含有过氧化氢酶 （3） 试管3和试管4 （4）高温能促进过氧化氢分解 课时作业（二） 1.下列各项中除哪种因素外，其余的都可破坏酶的分子结构，从而使酶失去活性（ ） A.强碱 B.强酸 C.低温 D.高温 2.在1~5号试管中分别加入2mL0.5mol·L-1的过氧化氢溶液，再进行相应的实验。结果如下： 据表分析不正确的是（ ） A.1号和3号对比，说明酶具有高效性 B.2号和3号对比，说明酶具有专一性 C.3号和4号对比，说明酶的活性受温度的影响 D.3号和5号对比，说明酶的活性受pH的影响 3.小张进行“探究酶活性的影响因素”实验，结果如图所示，下列分析正确的是（ ） A.随温度升高，酶活性不断上升 B.随pH下降，酶活性不断升高 C.最适温度为t，最适pH为x D.酶活性受温度影响，但不受pH影响 4.某同学从实验室取来一定浓度的蛋白酶溶液、蛋白质块、淀粉酶溶液、淀粉溶液和蒸馏水，仅利用这些物质，该同学可以完成的实验是（ ） A.验证淀粉酶的化学本质是蛋白质 B.利用淀粉酶验证酶浓度对反应速率的影响 C.验证酶具有专一性 D.验证酶具有高效性 5.某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示，请分析回答下列问题。 （1）实验1、2、3中的自变量分别为________________________________。 （2）实验1的目的是探究_________________________________________。 （3）实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的结果显示__________________________________________________________BC段O2产生速率不再增大的原因最可能是_______________________________________。 （4）实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为________。实验还证实，当pH小于D或大于F时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是______________________________。 【答案】 1.C 2.C 3.C 4.C 5.（1）催化剂种类，过氧化氢溶液的浓度，pH；（2）酶的高效性；（3）在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液的浓度越高，O2产生速率越快，而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大；过氧化氢酶的量有限；（4）e；过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏 课时作业（三） 1.下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列叙述错误的是（ ）
A.①为腺苷，即ATP中的“A” B.化学键②易水解，其水解过程总是与吸能反应相联系 C.ATP水解释放的磷酸基团可使细胞膜上的载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化 D.生物体内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性 2.物体生命活动的主要能源物质、主要储能物质和直接能源物质分别是（ ） A.脂肪、糖类、三磷酸腺苷 B.三磷酸腺苷、脂肪、糖类 C.糖类、脂肪、三磷酸腺苷 D.糖类、三磷酸腺苷、糖类 3. 下列有关ATP概念的叙述正确的是（ ） ①ATP是生物体内主要的储存能量的物质 ②ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中 ③ATP水解一般指ATP分子中高能磷酸键的水解 ④ATP在细胞内的含量很少，但转化速度很快 ⑤ATP只能在线粒体中生成 ⑥ATP是可流通的“能量货币” A.①②④ B.③④⑥ C.③⑤⑥ D.③④⑤ 4. 如图为ATP的结构和ATP、ADP相互转化的关系式。下列说法中，不正确的（ ） A.图甲中的A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键 B.图乙中反应向右进行时图甲中的c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP相互转化过程中物质是可循环利用的 D.在肌肉收缩过程中，只有酶1在发挥作用 5. ATP被称为生物体的能量“货币”，下列叙述正确的是（ ） A.ATP中的A指的是腺嘌呤 B.ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带 C.在细胞内ATP与ADP的转化不需要酶催化 D.ATP在生物体内的含量很高从而保证生命活动所需能量的持续供应 6. 细胞内不要消耗ATP的生理过程是（ ） A.蛋白质合成 B.质壁分离及其复原 C.肌肉细胞吸收K+ D.大脑思考 7.在活细胞中，下图所示的循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP循环中的有关问题： （1）ATP作为生物体生命活动的_____________物质，其分子结构简式为__________________，在②过程中，是由______________________________键的断裂而释放出能量。 （2）A1和A2具有________作用，在图中它们的作用分别是促___________。 （3）根吸收无机盐离子的过程中，应该进行______过程，能量用于__________。 【答案】 1.A 2.C 3.B 4.D 5.B 6.B 课时作业（四） 1.下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是（ ） A.在探究无氧呼吸的实验中，可用石蜡层隔绝O2 B.在探究有氧呼吸的实验中，可用NaOH溶液除去泵入空气中的CO2 C.实验中需控制的无关变量如温度、pH等要相同且适宜 D.可通过观察溴麝香草酚蓝水溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式 2.细胞色素C是一种含有铁卟啉辅基的复合蛋白，分布在线粒体内膜上，起传递电子和[H]的作用。细胞色素C是在有氧呼吸哪一阶段起作用（ ） A.第一阶段 B.第二阶段 C.第三阶段 D.每一阶段 3.提取鼠肝细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量很大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是（ ） A.有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段 B.线粒体内能分解丙酮酸，但不能分解葡萄糖 C.丙酮酸能够进入线粒体 D.水是在细胞质基质中生成的 4.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是（ ） A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→O2 C.葡萄糖→O2→水 D.葡萄糖→丙酮酸→CO2 5.如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答： （1）图中①、②、③所代表的物质分别是：_______、_______、_______。 （2）图中⑤和⑥所表示的能量是⑥_______（填“小于”或“大于”）⑤，这些能量有相当一部分储存在_______中。 （3）葡萄糖被分解为①的场所是_______。 【答案】 1.D 2.C 3.D 4.D 5.（1）丙酮酸；水；二氧化碳；（2）大于；ATP（3）细胞质基质 课时作业（五） 1. 将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是（ ） A.CO2的释放 B.丙酮酸的氧化 C.葡萄糖的利用 D.ATP的形成 2.若人体肌肉细胞中的线粒体结构破坏了，该细胞不能发生的过程是（ ） A.生成乳酸 B.生成丙酮酸 C.生成ATP D.生成CO2 3.一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的O2后，CO2产生量和O2的消耗量变化如图所示。相关叙述错误的是（ ） A.a2浓度＜d时，酵母菌有两种呼吸方式 B.O2浓度=b时，有1/2的葡萄糖用于有氧呼吸 C.O2浓度=c或d时，葡萄糖分解发生的场所相同 D.O2浓度=a时，有氧呼吸消耗的葡萄糖少于无氧呼吸 4.酵母菌厌氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2（ ） A.0.5A摩尔 B.3A摩尔 C.6A摩尔 D.1A摩尔 5.酵母菌进行呼吸作用消耗葡萄糖3mol，释放二氧化碳12mol。下列叙述正确的是（ ） A.有氧呼吸和无氧呼吸产生二氧化碳一样多 B.有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖一样多 C.有氧呼吸和无氧呼吸产生能量一样多 D.有氧呼吸和无氧呼吸合成ATP一样多 6.生物体内葡萄糖分解代谢过程如图所示，据图回答下列问题： （1）图中A是________，其产生的部位是________。 （2）①②③④过程中，必须在无氧条件下进行的是__________________________过程，可在酵母菌细胞中进行的是________过程。 （3）人剧烈运动导致腿发酸是因为进行了图中________过程；而苹果储藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中________过程。 （4）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖量之比为________。 【答案】 1．C 2.D 3. B 4.B 5.B 6.（1）丙酮酸 细胞质基质 （2）③④ ①②③ （3）①④ ①③ （4）1：3 课时作业（六） 1. 下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（ ） A.提取叶绿体中的色素时，加入二氧化硅可防止色素被破坏 B.将研磨液迅速倒入放有滤纸的漏斗中进行过滤，将滤液收集到试管中 C.画滤液细线时，应连续迅速地重复画2～3次 D.四种色素中，扩散速度最快的是胡萝卜素 2. 某兴趣小组选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”，做绿叶中色素的提取和分离实验。色素层析结果如图，下面叙述正确的是（ ） A.提取色素的原理是色素在层析液中溶解度不同 B.如果以“绿叶”为实验材料，实验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相似的结果 C.如果将两组实验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间，则吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域 D.甲为“嫩黄叶”，乙为新鲜菠菜的“绿叶” 3. 下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），甲、乙两图分别是 （ ） A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱 C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 4. 某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射，光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下）与正常叶片相比，实验结果是（ ） A.光吸收差异显著，色素带缺第2条 B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C.光吸收差异显著，色素带缺第3条 D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条 5. 叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ） A.叶绿体中的色素都分布在类囊体结构的膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上 【答案】1.C 2.B 3.B 4.A 5.A 课时作业（七） 1.在光合作用过程中，释放出氧和产生ATP都离不开（ ） A.色素和CO2 B.水和CO2 C.色素、酶和光能 D.水、CO2和光能 2.NADPH在卡尔文循环中的作用是（ ） A.只作为还原剂 B.只提供能量 C.既作为还原剂，又提供能量 D.既不作为还原剂，也不提供能量 3.下列关于几种元素与光合作用关系的叙述，正确的是（ ） A.C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成（CH2O） B.N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用 C.O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自水 D.P是构成ATP的必需元素，光反应和暗反应阶段均有ATP的合成 4.如图为夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片光合作用强度的曲线图，下列各项表示曲线各段变化与其主要原因的对应关系，错误的是（ ） A.ab段-光照强度增强 B.bc段-叶肉细胞中CO2浓度降低 C.cd段-温度上升 D.de段-光照强度减弱 5.下图表示绿色植物叶肉细胞中光合作用的过程，图中①～④代表物质。回答下列问题： （1）上图所示过程发生在绿色植物叶肉细胞的__________中，该过程所需原料是__________。 （2）类囊体薄膜上光合色素吸收的光能将水分解形成①和②，①和②分别表示_______和_______、ATP。 （3）叶肉细胞中的CO2被分子固定形成C3分子，随后C3接受__________和__________释放的能量，最终转化为糖类等物质。该过程属于光合作用的__________阶段。 （4）植物的光合作用易受到温度的影响，原因是__________________________________。 【答案】 1.C 2.C 3.B 4.C 5.（1）叶绿体 H2O和CO2 （2）O2 H+ （3）ATP和NADPH 暗反应（4）温度通过影响酶的活性，影响光合作用反应的进行。
六、反思性教学改进（实施后填写）
1.基于实验条件的限制，部分探究实验只能利用材料和问题驱动学生设计，学生的整体设计能力还需强化。 2.科学思维要注重在教学过程中通过问题引领任务设计。为了落实单元目标及课时分目标，采用环环相扣的问题驱动，将本单元划分为20个驱动任务，再将每个驱动任务分解为不同的子问题，最终指向本单元的核心问题。采用切实可行的方式进行教学评价，以学生为主体，关注目标的落实和达成情况。 3.教学过程中注重帮助学生学会曲线模型构建，如影响光合作用的因素模型。 4.在学习完成整个物质呼吸作用、光合作用过程后，需让学生自主光合作用和呼吸作用物质去向流程，强化光合作用和呼吸作用的关联。 5．单元策略要站位高，要体现整体性和系统性。
七、单元教学结构图
综合以上分析，我们就确立了依托教材为来源的，以呼吸作用过程、光合作用过程为单元学习主题《细胞的能量供应与利用》，并基于深度学习实践模型，进行单元教学设计，我绘制出了本单元的单元结构图。其中包含了以生物学学科核心素养为导向的学习目标，以在真实情境下解决核心问题为挑战的学习任务，以及覆盖课上课下的多种方式的学习评价。本单元将以7课时完成。
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第2节 教学设计
课题 细胞中的能量“货币”ATP
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析 本节内容选自人教版高中生物必修一第五章第二节，内容包括ATP是一种高能磷酸化合物、ATP与ADP的相互转化、ATP的利用三部分。通过ATP是一种高能磷酸化合物的学习，学生明确了ATP分子化学组成和特点，为学习ATP与ADP的相互转化打下基础；通过ATP与ADP的相互转化的学习，学生不仅知道了ATP和ADP在细胞中含量少、消耗大、转化快的特点，还理解了ATP水解供能的机制；这又为学习ATP的利用提供了理论基础；ATP的利用又很好地阐释了主动运输需要消耗能量的机制。可见，本节教学内容相对较少，但是各部分内容的联系与渗透十分典型，需要综合理解与应用。 通过前面第二章《组成细胞的分子》的学习，学生已经知道糖类是主要的能源物质、脂肪是很重要的储能物质等知识，这为学习ATP是直接能源物质做了铺垫。该节内容在《细胞能量供应和利用》一章中的承接作用相当明显，学习好本节内容，有助于帮助学生更好掌握后面包括细胞呼吸、光合作用等知识。因此本节内容具有承上启下的作用。
学习者分析 通过对第二章《组成细胞的分子》的学习，学生已经掌握了主要能源物质糖类，储能物质脂肪，并且具备了物理、化学学科中能量转化的知识，这对学生学习新知，发生学习迁移是有利的。但是ATP与ADP这两种化合物，对于初学者来说是陌生的，学生掌握起来有一定难度，教学时应该侧重对此两种物质化学组成、结构简式的分析与解释上。
学习目标确定 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。通过对ATP模型的构建，培养学生乐于并善于团队合作，勇于创新的探究精神。 学业要求在阐明细胞生命活动过程中，能够认识物质与能量变化的关系。因此，将本节课的教学目标确定如下： 1.简述ATP分子化学组成和特点。 2.理解ATP与ADP的转化过程。 3.解释ATP在能量代谢中的作用。
学习重点难点 重点： 1.ATP分子结构简式及其特点。 2.ATP与ADP的相互转化。 3.ATP在能量代谢中的作用。 难点： ATP与ADP的相互转化。
学习评价设计 检查学生对糖类、脂质知识的掌握，课堂思考及成果的展示详情程度、课堂同学的反应、习题的正确性等几方面进行
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：新知导入教师活动： 教师活动：出示萤火虫图片，引领学生回忆唐代诗人杜牧诗作《秋夕》。 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。 教师活动：让学生观察图片，思考： （1）萤火虫为什么发光？ （2）萤火虫发光的能量从哪里来呢？ 教师总结：糖类和脂肪等有机物都储存着化学能，但是能不能为萤火虫发光直接提供能量呢？ 由此导入新课。学生活动1 学生活动：齐读诗句。 学生活动：根据问题发表自己的观点。 活动意图说明：让学生结合前面学习的糖类、脂肪等物质推断萤火虫发光的原理，引出本节课的主题——直接能源物质：ATP。环节二：ATP是一种高能磷酸化合物教师活动1 展示一系列问题引导学生阅读教材P86，并完成探究。 问题1：ATP的中文名称是什么？ 问题2：ATP由哪些化学元素构成？ 问题3：ATP的结构简式如何书写？？ 问题4：ATP简式中三个字母代表的含义各是什么？ 问题5：ATP简式中～代表什么？有什么特点？ 问题6：ATP为什么被称为高能磷酸化合物？ 教师活动2 多媒体分别演示ATP、ADP及腺嘌呤核糖核苷酸的结构图，引导学生进行辨析：当最外面的高能磷酸键断裂之后，就形成了ADP，假如第二个高能磷酸键也断裂的话，将形成什么化合物呢？ 教师活动3 教师活动：课前已布置每组同学准备好材料：圆片代表磷酸，五边形代表核糖，长方形代表腺嘌呤。让学生利用手头材料拼出AMP、ADP、ATP分子结构模型。 课件展示ATP结构简式： 教师结合图片解释ATP如何释放能量： 学生活动1： 学生带着问题阅读教材，并回答下列问题 学生活动2：观察ATP的结构图，回答前两个问题后，思考如何书写ATP的结构简式。由学生代表爬黑板书写，并介绍ATP简式中三个字母代表的含义，其他同学补充。 学生活动3：学生代表上台表演。其他同学对每种分子模型进行确认。活动意图说明：通过阅读教材及观察图片，了解ATP的结构及组成部分，培养学生阅读能力，提升学生总结归纳能力。环节三：ATP与ADP的相互转化教师活动1 展示一则资料： 1.氰化钾是阻止人体内ATP合成的毒药，人中毒后在3到6分钟就会死亡。 2.一个成年人在平静状态下，24小时将有40kg的ATP 发生转化，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg～10mg。 学生通过资料得出ATP和ADP在细胞中含量少，消耗大，转化快。从而进入ATP与ADP的相互转化的学习中。 教师活动：展示ATP和 ADP相互转化的过程示意图，让学生写出反应式。教师可设置一系列问题，引导学生探究。 问题1：ATP水解释放的能量有何用途？ 问题2：合成ATP的能量有哪些来源？ 问题3：这个反应式是否可逆？ 教师总结：对细胞的正常生活来说。ATP和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。学生活动1 学生活动：阅读材料，小组讨论出ATP和ADP的相互转化关系 学生活动：小组讨论，代表发言。 学生结合PPT中图表，总结归纳ADP和ATP之间的联系与差异。 活动意图说明：根据问题设计结合PPT，ADP和ATP的转化是一种动态平衡，在生命活动中不断产生ATP。环节四 ATP的利用教师活动：引导学生说出ATP利用的实例。 教师总结：展示一组ATP的利用图片进行总结。 教师活动：提问：ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？ 展示ATP是如何为主动运输供能的流程图，引导学生观察。 学生活动：观察ATP为主动运输供能的流程图，复述该过程。 教师小结。 教师活动：展示一组银行卡和人民币图片。教师设置问题，引导学生探究。 问题1：什么是吸能反应？ 问题2：什么是放能反应？ 问题3:为什么说ATP是细胞内流通的能量“通货”？学生活动：学生思考回答。 学生活动：组内讨论，代表发言。 1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 3.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 活动设计意图：通过功能让学生总结相应的应用，提升学生分析能力。
7.板书设计 一、ATP是一种高能磷酸化合物 结构简式：A—P~P~P 二、ATP与ADP的相互转化 ATP ADP 三、ATP的利用 植物：光合作用、呼吸作用 ATP的合成 动物：呼吸作用 ATP的水解 ：用于各项生命活动
作业与拓展学习设计 1.下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列叙述错误的是（ ）
A.①为腺苷，即ATP中的“A” B.化学键②易水解，其水解过程总是与吸能反应相联系 C.ATP水解释放的磷酸基团可使细胞膜上的载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化 D.生物体内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性 2.物体生命活动的主要能源物质、主要储能物质和直接能源物质分别是（ ） A.脂肪、糖类、三磷酸腺苷 B.三磷酸腺苷、脂肪、糖类 C.糖类、脂肪、三磷酸腺苷 D.糖类、三磷酸腺苷、糖类 3. 下列有关ATP概念的叙述正确的是（ ） ①ATP是生物体内主要的储存能量的物质 ②ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中 ③ATP水解一般指ATP分子中高能磷酸键的水解 ④ATP在细胞内的含量很少，但转化速度很快 ⑤ATP只能在线粒体中生成 ⑥ATP是可流通的“能量货币” A.①②④ B.③④⑥ C.③⑤⑥ D.③④⑤ 4. 如图为ATP的结构和ATP、ADP相互转化的关系式。下列说法中，不正确的（ ） A.图甲中的A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键 B.图乙中反应向右进行时图甲中的c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP相互转化过程中物质是可循环利用的 D.在肌肉收缩过程中，只有酶1在发挥作用 5. ATP被称为生物体的能量“货币”，下列叙述正确的是（ ） A.ATP中的A指的是腺嘌呤 B.ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带 C.在细胞内ATP与ADP的转化不需要酶催化 D.ATP在生物体内的含量很高从而保证生命活动所需能量的持续供应 6. 细胞内不要消耗ATP的生理过程是（ ） A.蛋白质合成 B.质壁分离及其复原 C.肌肉细胞吸收K+ D.大脑思考 7.在活细胞中，下图所示的循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP循环中的有关问题： （1）ATP作为生物体生命活动的_____________物质，其分子结构简式为__________________，在②过程中，是由______________________________键的断裂而释放出能量。 （2）A1和A2具有________作用，在图中它们的作用分别是促___________。 （3）根吸收无机盐离子的过程中，应该进行______过程，能量用于__________。 【答案】 1.A 2.C 3.B 4.D 5.B 6.B 7. （1)直接能源 A—P～P～P 远离A的高能磷酸 (2)催化 ATP的合成和水解 (3)② 主动运输
特色学习资源分析、技术手段应用说明 多媒体投影、PPT制作课件
教学反思与改进 通过问题设计引导学生去思考、讨论，让学生之间通过讨论掌握基础知识，教师讲授整节课不超过13分钟，通过问题设计引导学生突破重难点。本节课的基础知识相对较多，需要学生拿出一定的时间记忆，对于ADP和ATP的相互转化，更多要通过案例进行分析掌握。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共23张PPT)
5.2细胞的能量“货币”ATP
人教版 必修1
内容总览
教学目标
01
新知导入
02
新知讲解
03
课堂练习
04
课堂总结
05
目录
板书设计
06
教学目标
1. 简述ATP分子化学组成和特点。
2. 理解ATP与ADP的转化过程。
3. 解释ATP在能量代谢中的作用。
新知导入
1. 萤火虫为什么发光？
2. 萤火虫发光的能量从哪里来呢？
讨论
萤火虫
银烛秋光冷画屏，
轻罗小扇扑流萤。
天街夜色凉如水，
卧看牵牛织女星。
——唐代杜牧
新知讲解
ATP是一种高能磷酸化合物
问题1：ATP的中文名称是什么？
问题2：ATP由哪些化学元素构成？
问题3：ATP的结构简式如何书写？？
问题4：ATP简式中三个字母代表的含义各是什么？
问题5：ATP简式中～代表什么？有什么特点？
问题6：ATP为什么被称为高能磷酸化合物？
带着问题阅读教材P86：
新知讲解
ATP的结构
（ATP）三磷酸腺苷
腺嘌呤
核糖
腺苷（A）
磷酸基团（P）
磷酸基团（P）
磷酸基团（P）
新知讲解
ATP的结构
制作模型：
课前准备好的材料：
圆片代表磷酸，五边形代表核糖，长方形代表腺嘌呤。
让学生利用手头材料拼出AMP、ADP、ATP分子结构模型。
新知讲解
ATP的结构简式
A–P～P～P
一种特殊的化学键
腺苷
磷酸基团
～——一种特殊的化学键
A——腺苷
P——磷酸基团
T——三个
1.ATP的结构简式
新知讲解
ATP的结构简式
A
P
P
P
ADP
ATP
水解
能量
2.ATP如何释放能量？
～
～
新知讲解
ADT与ATP的相互转化
思考讨论：
1.氰化钾是阻止人体内ATP合成的毒药，人中毒后在3到6分钟就
会死亡。
2.一个成年人在平静状态下，24小时将有40kg的ATP 发生转化，
而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg～10mg。
ATP和ADP在细胞中含量少，消耗大，转化快。
新知讲解
ADT与ATP的相互转化
能量
A-P～P～P
A-P～P
能量
Pi
酶
Pi
酶
动态平衡
用于细胞的各项生命活动
来源？
新知讲解
ADT与ATP的相互转化
ADP合成ATP时所需能量的主要来源
人和动物等
绿色植物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
ADP+Pi+
能量
ATP
酶
新知讲解
ADT与ATP的相互转化
反应 ATP水解 ATP合成
酶
能量来源
能量去向
场所
结论： 水解酶
合成酶
高能磷酸键内的化学能
有机物中的化学能和光能
用于各项生命活动
储存于高能磷酸键中
叶绿体、线粒体和细胞质基质
分布的场所较广
物质是可逆的，能量是不可逆的
ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
新知讲解
ATP的利用
能量
生物发光
肌肉收缩
主动运输
氨基酸+氨基酸
酶
多肽
ATP
新知讲解
ATP的利用
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？举例：ATP为主动运输供能：
思考：
1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。
2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。
3.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。
新知讲解
吸能反应和放能反应
细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类。
问题1：什么是吸能反应？
问题2：什么是放能反应？
问题3:为什么说ATP是细胞内流通的能量“通货”？
带着问题阅读教材P89：
课堂总结
ATP
A-P～P～P
结构简式：
与ADP转化：
ATP
合成酶
水解酶
ADP+Pi+能量
能量来源和去路：
ATP合成：
ATP水解：
用于各项生命活动
动物：细胞呼吸
植物：细胞呼吸、光合作用
课堂板书
三、ATP的能量来源于去向
A-P～P～P
结构简式：
ATP
合成酶
水解酶
ADP+Pi+能量
ATP合成：
ATP水解：
用于各项生命活动
动物：细胞呼吸
一、ATP是一种高能磷酸化合物
二、ATP与ADP的相互转化
植物：细胞呼吸与光合作用
课堂练习
1．下图表示ATP的结构，相关说法正确的是（ ）
A. b键断裂后形成ADP和Pi
B. 图中的3表示ATP中的“A”
C. 由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位
D. a中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能
D
课堂练习
2. ATP在一定条件下很容易断裂和重新形成的化学键是（ ）
A.A与P之间的化学键 B.前两个P之间特殊化学键
C.离A较近的那个特殊化学键 D.远离A的那个特殊化学键
3. dATP（d表示脱氧）的结构简式为dA—P～P～P，用某种酶将dATP中的两个高能磷酸键水解，得到的产物是（ ）
A.磷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 B.磷酸 腺嘌呤核糖核苷酸
C.腺苷 磷酸 D.脱氧核糖 磷酸 腺嘌呤
D
A
课堂练习
4. 如图为细胞中ATP与ADP的相互转化示意图，有关叙述正确的是（ ）
A.过程①需要酶催化，过程②不需要酶催化
B.过程①中需要的能量不是过程②释放的
C.过程①和②不可以发生在同一个细胞内
D.过程①和②分别与吸能反应、放能反应相联系
B
谢谢
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