生物：第4章《生命的物质变化和能量转换》学案（1）（沪科版第一册）

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1、第第 4 4 章章 生命的物质变化和能量转换生命的物质变化和能量转换 【学习目标学习目标】 1 1识记生物体内常见的化学反应类型、ATP 的结构简式。 2 2理解新陈代谢、合成代谢、分解代谢、酶、光合作用、细胞呼吸等概念。 3 3理解酶的反应条件和作用条件、ATP 和 ADP 的相互转化及和生命活动能量供应的关系；光 合作用的发现史、过程、实质和意义；细胞呼吸的类型、过程、实质和意义；三大营养物质 的相互转化。 4 4理解呼吸作用与光合作用的影响因素、相互关系、实际应用。 5比较和归纳相关知识点 6能够通过辨析曲线图、图表、关系式、实验数据，进行实验设计等形式提高辨证思维能 力、分析说明能力、

2、图文转化能力、实验设计能力等。 7总结解题规律，提高解题能力、掌握解题技巧 【知识结构知识结构】 【基础知识基础知识】 一一 生物体内的化学反应生物体内的化学反应 生物体内的化学反应的特点：常温、常压、高速反应 1新陈代谢的概念： 。 把从外界环境中获得的营养物质， 转变为自身的营养物质 新 陈 储存能量 代 分解自身的一部分组成物质， 谢 并将代谢终产物排出体外 释放能量 生命的物质变化和能量变化 新陈代 谢的类 型 同 化 作 用 异化作用 合成反应 常见反应 类型 分解反应 条件 催化剂酶 能量ATP 光合作用（研究历 史、场所、色素、 过程、影响因素、 相关实验） 三大物质的转化作用

3、细胞呼吸 作用 新陈代谢过程中，既有 ，又有 。同化作用中有物质代谢，也有 能量代谢，同样异化作用中有物质代谢，也有能量代谢。生物体在进行物质代谢的同时，一 定伴随着 。 1合成反应和分解反应 （1）合成反应： ，如： （2）分解反应： ，如： 水解反应： ，如： 氧化分解反应： ，如： 2 2生物催化剂酶生物催化剂酶 （1）酶的概念：酶是由 产生的具有 作用的 ，其中，胃蛋白酶、 唾液淀粉酶等绝大多数的酶是 ，少数的酶是 。 （2）酶的活性： ；辅酶： ；酶的命名： （3）酶的特性 高效性高效性 专一性专一性 易变性易变性 反应条件的温和性反应条件的温和性 （4）影响酶作用的因素 酶的催化活

4、性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。酶的催化活性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。研究某一因 素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变其他因素不变的情况下，单独改变单独改变研究的因素。 影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH 值、温度、抑制剂、激活剂等。其变化 规律有以下特点。 酶浓度对酶促反应的影响在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制 酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶浓度成正比。 底物浓度对酶促反应的影响在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应 速率与底物浓度近乎成正比；在

5、底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但 不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增 加底物浓度，反应速率几乎不再改变。 pH 对酶促反应的影响每一种酶只能在一定限度的 pH 范围内才表现活性，超过这个范围 酶就会失去活性。在一定条件下，每一种酶在某一个在一定条件下，每一种酶在某一个 pHpH 时活力最大，这个时活力最大，这个 pHpH 称为这种酶的称为这种酶的 最适最适 pHpH。 温度对酶促反应的影响酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；但当 温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条在一

6、定条 件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。 激活剂对酶促反应的影响激活剂可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活剂大致 分两类：无机离子和小分子化合物。 抑制剂对酶促反应的影响抑制剂使酶活性下降，但不使酶变性。抑制剂作用机制分两种： 可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。 （t1是 ） （pH1是 ） （5）实验 4.1 探究酶的高效性 实验目的：实验目的：通过实验，了解过氧化氢酶的特性及影响条件。 实验原理：实验原理：过氧化氢酶广泛存在于动、植物组织中，它能迅速地催化过氧化氢，将其分解成 水和氧气。

7、这种酶的抗热性较低，遇高温易被破坏。 实验材料：实验材料：新鲜猪肝(马铃薯或匀浆液)、煮熟猪肝(马铃薯或匀浆液) 仪器试剂：仪器试剂：试管、镊子、滴管、锈铁钉(或 FeCl3溶液)、3%H2O2溶液、卫生香等 实验步骤实验步骤：1.准备 6 支洁净的试管，并分别编号 1-6。 2.在 6 支试管中分别加入 5mL3%H2O2溶液，按下表加入相应的材料。 试管试管内容物实验现象结果分析 15mL3%H2O2蒸馏水 0。5mL 25mL3%H2O2新鲜的猪肝匀浆 35mL3%H2O2 经高温处理得猪肝 匀浆 45mL3%H2O235FeCl3溶液 55mL3%H2O2 经高温处理的 35FeCl3

8、溶液 实验结果实验结果：在上表中填写相应的实验现象和结果分析。 结果分析：结果分析： 1填写上表空白处。 2本实验可以证明 _。 3如要证明酶的高效性，应选用试管_； 证明酶的催化受温度的影响，应选用试管_；如证明酶的催化受 PH 的影响， 请在上表的空白处填写相关的内容。 实验技巧：实验技巧： 实验时应将夹新鲜猪肝和煮熟猪肝的镊子分开使用，熟猪肝一定要煮透。为使实验现象 更加清晰，可将猪肝或马铃薯切得小一点，也可以制成匀浆，这样可使猪肝或马铃薯与底物 的接触面积增大，反应速度可大大提高。 (6) 酶催化作用的特点 生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所 催化的反应叫酶促反应。酶促反

9、应中被酶作用的物质叫做底 物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂，与一 般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。 t1 温度 酶的活性受温度影响的示意图 反应速度 pH1 pH 酶的活性受 pH 影响的示意图 酸碱度对酶催化作用的影响 酸碱度对酶催化作用的影响 反应速度 相同点： 改变化学反应速率，本身不被消耗； 只能催化热力学允许进行的反应； 加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点； 降低活化能，使速率加快。 不同点： 高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快； 专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性； 多样性，指生物体内具有种类繁多的酶；

10、 易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏； 反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理 pH 条件下进行； 酶的催化活性受到调节、控制； 有些酶的催化活性与辅因子有关。 酶的催化活性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。酶的催化活性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。 （7）酶催化作用的机理：酶分子上的活性部位与底物在结构和形状上完全契合 3 3生命活动的直接能源生命活动的直接能源ATPATP（ ） （1）ATP 的结构简式： ，其中 A 代表 ，它的全称是 ；P 代表 ；“”代表 ；“”代表 。 （2）ATP 与新陈代谢的关系：A

11、TP 是生物细胞内普遍存在 的一种高能化合物，是生物进 行各种生命活动的 。 （3）ATP 与 ADP 的相互转换（反应式）： 。 注意：物质可逆，能量和酶不可逆） （4）ATP 的形成途径 ：生物体内的 ATP 含量 ，所以 ATP 与 ADP 总是不断地进行着 相互转化。在动、植物细胞内能使 ADP 转化为 ATP 的途径有 动物与人： 绿色植物： （5）ATP 与 ADP 的相互转换不是可逆反应的原因 （1）反应条件不同： （2）反应场所不同：合成的场所： 分解的场所： （3）能量形式不同： （4）反应类型不同： 4 4ATPATP 的利用的利用 ATP 是生命活动的直接能源，ATP 在

12、酶的作用下水解，释放出储存在高能磷酸键的能量，就 可以直接用于动物体进行生命活动的各个方面，即： 吸能反应：吸能反应：需要消耗能量，是吸能反应。 （如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应， ）这一反应所需 要的能量是由由 ATPATP 水解为水解为 ADPADP 时释放能量时释放能量来提供的。 放能反应：放能反应：能够释放能量，是放能反应。 （如丙酮酸的氧化分解， ）这一反应所释放的能量除 以热能形式散失外，用于 ADPADP 转化为转化为 ATPATP 的反应的反应，储存在 ATP 中。 ATPATP 中的能量中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动用于各项生命活动。这些能量的形式主

13、 要有以下 6 种。 渗透能渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能 量叫做渗透能。 机械能机械能细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收 缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的 分泌等。 电能电能大脑的思考神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生 物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。 化学能化学能细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或 间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较 高的物质（

14、如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由 ATP 转化而来的化学能做功。 光能光能目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的 能量直接来自 ATP，如萤火虫的发光。 热能热能有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成 ATP，大部分转化为热能通过各种途 径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能 量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP 释放的能量中，一部分能量也能用于动物的体温 的提升和维持。 二能量之源能量之源光合作用 1关于“定义” 什么叫绿色植物的光合作用？还有哪些生物能进行光合作用？ 能进行光合作用的生物都具有叶绿体吗？（ ） 自养型生物（生产者）都能进行光合作用吗？（ ） （1）定义：绿色植物通过 ，利用 ，把 转化成储 存着能量的 ，并且释放出 的过程。 范围： 场所： 动力： 原料： 产物：