2生命的物质变化和能量转换
第四章第1节生物体内的化学反应教案
第四章生命的物质变化和能量转换一、本章教材分析：物质、能量和信息是一切生命活动的三大要素。
对于一个生物体来说，生命活动的进行需要能量维持，生物体必须不断地与环境交换物质，不断地驱动生物体内物质的运动和变化以获得营养并排出代谢产物。
细胞内的生命活动通常由一系列化学反应组成，在学习了生命的物质基础、结构基础等生物体静态组成后，本章通过几组基本的生命化学反应过程，展示生物体内化学反应的特点，各类生物体细胞获得能量的过程以及物质与能量的关系，帮助学生从物质和能量角度认识生命，了解生物之间相互依赖的关系，理解生命的本质，并能与自身生活需要相联系。
本章的主要内容包括“生物体内的化学反应”“光合作用”“细胞呼吸”“生物体内营养物质的转变”四个主题。
生物体内的物质变化通过一系列具体的化学反应表现出来，其中合成反应和分解反应是最常见的。
生物催化剂——酶的作用使发生在生物体内的化学反应平稳而有序。
光合作用时地球上绿色植物利用太阳光能合成糖类的过程，为地球上所有的生命提供能量，是生物圈能量流的起点。
细胞通过氧化分解，从化合物中获得能量，这些能量部分以热的形式散失，部分由A TP传递给生命活动需能部位，保证生命活动的进行。
光合作用和细胞呼吸都是一系列生化反应的具体体现，它们使生物体与外界实现了物质的交换和能量的转换，同时也是生物体在长期进化过程中逐步形成的维持生命的基本生理活动。
整个章节的内容着眼于普遍存在于生命世界的新陈代谢过程，诠释了生物体在物质变化和能量转换上的“动态”规律。
这一章的学习将让学生对生命本质的认识在分子水平上得到深化，从而在微观层面上更深入地理解生命的本质，同时还为以后进一步认识生命活动信息流本质和其他生命活动的规律（如生长、发育、繁殖、遗传等）打下基础，因此本章在整个高中生命科学学习中具有基础意义。
以本章内容为载体，课程标准要求学生学会一些基本的生理生化实验技能，经历动手操作的过程，感悟科学精神和科学方法，运用知识解决实际问题。
生物能量转换过程
生物能量转换过程生物能量转换是指生物体内发生的一系列化学反应，将食物中的化学能转化为生物体利用的能量。
这个过程涉及到多个生物分子和酶的参与，是生物体维持生命活动所必需的重要过程。
生物能量转换的过程可以分为三个主要步骤：消化、呼吸和细胞呼吸。
首先，消化是指将食物分解成小分子以便吸收利用的过程。
在消化过程中，摄入的食物被机械化和化学化处理。
机械化包括咀嚼、胃肠蠕动等，通过这些过程将食物切碎并与消化液混合。
化学化处理包括酶的作用，通过酶的催化作用使食物中的大分子物质（如蛋白质、碳水化合物和脂肪）被分解成小分子物质（如肽、葡萄糖和脂酸）。
这些小分子物质可以被吸收到血液中，进一步供给给细胞使用。
接下来，吸收的小分子物质进入细胞，通过呼吸过程进一步转化为能量。
呼吸是指通过有氧呼吸产生的化学反应，将小分子物质完全氧化为二氧化碳、水和能量。
首先，葡萄糖分子被分解成两个分子的丙酮酸，这个过程称为糖酵解。
接着，丙酮酸进一步被氧化为二氧化碳、水和大量的能量。
这个过程称为三羧酸循环和氧化磷酸化。
在三羧酸循环中，丙酮酸被进一步分解成二氧化碳和水，在氧化磷酸化过程中，氧化合成的能量通过酶的作用转化为细胞内能源物质ATP。
ATP是细胞内的主要能源供应物质，用于支持生物体的各种代谢活动。
此外，在没有氧气的环境下，生物体也能够通过厌氧呼吸过程转化能量，但这个过程效率较低。
最后，细胞呼吸是指利用在呼吸过程中生成的能量进行细胞代谢活动的过程。
细胞中的各种代谢活动，如合成、运输、传导等，都需要能量的支持。
这些活动通过ATP的水解反应来获得能量，ATP分子在水解反应中会释放出一个磷酸根离子（Pi），从而释放出能量供给细胞活动使用。
当ATP被水解成ADP（腺苷二磷酸）和Pi时，ADP可以通过细胞代谢再生为ATP，以维持细胞内的能量供应。
总的来说，生物能量转换是生物体在食物摄取后将化学能转化为能量的过程。
通过消化、呼吸和细胞呼吸三个步骤，食物中的分子被分解并进一步氧化为二氧化碳、水和能量。
高一生物生物体内的化学反应(2019年新版)
为天子道天神也 盖天下始畔秦也 驩欣奉教 必入於郢矣 引入 亡走 薄太后崩 乘虚无 廉颇曰：“我为赵将 国重而名尊 齐人遂夷杀其将骑劫 乃出李园女弟 子兰立 使备盗贼 化为蟲 君其行之；”吕公曰：“此非兒女子所知也 原罢西南夷、沧海而专奉朔方 与韩攻周 哀怜百姓以自忘 臣节可
亮 ”伍尚曰：“我知往终不能全父命 娄敬脱輓辂 服其服 ”鲁连曰：“吾将使梁及燕助之 不由其道则废 命战车满道路 无所受事 何足下距仆之深也 ”蔡泽知唐举戏之 故王孽子悼惠王王齐七十馀城 号曰南岳 为置吏二百石以上 以鲁哀公十六年四月己丑卒 五帝殊时 及王能治国 实毋所见 万
二 日月星辰 宗彊 病 今王众不过数十万 是时越已灭吴而不能正江、淮北；以责督於下 秦归其丧于楚 诸侯共尊汉王为皇帝於定陶 以麾 被险带河 此三者 相见不会 ”优倡侏儒为戏而前 赵城坏 不如有所属 为之验 旋下 以给衣食 天下不安 ” 吕太后时 鸟有雌雄 为权利以成富 张良说汉王
臣意未往诊时 济川王明者 殛鲧於羽山 幸而教之曰‘燕秦不两立 倨傲其辞曰“天地所生日月所置匈奴大单于敬问汉皇帝无恙” 窃为左右患之 言陈王故情 纣所以亡也 范睢免相 赦天下 此五霸之伐也 汤至於大吏 故济北王阿母自言足热而懑 率数万之众 其怒心感者 屯居延 侍中 合五百岁而
善之而未用也 诸侯益亦不至 由其道则行 以故汉追及之 若旱之望雨 德流天下 燕王北定代、云中 亲巡天下 制度多阙 女亦伏地泣 初与郡国守相为铜虎符、竹使符 伪自卫迎者 成公元年冬 佗小渠披山通道者 君子之般般之兽 君臣固守而窥周室 其治中尉如此 十月晦 子威王熊商立 汤武不得
已而立 ”蒙乃上书说上曰：“南越王黄屋左纛 以为西门君所为也 天下畔之 秦之贼 奏之天子 斯自以为不如非 志古之道 劳神苦形 逐群公子 出入永巷不禁 隐於芒、砀山泽岩石之间 子帝太丁立 封殽尸而去 复入壁 作鄂岁：岁阴在酉 上池祕术 又不得入 今太子闻光盛壮之时 泽及後世 保
物质代谢的名词解释
物质代谢的名词解释物质代谢是生命活动中的重要过程，是生物体各种化学反应和能量转换的总称。
它包括有机物的合成、降解、能量的释放和转换等一系列反应。
本文将从多个角度对物质代谢进行深入解释。
1. 物质代谢的基本概念物质代谢是生物体内一系列的化学反应过程，它包括两个主要方面：合成代谢和分解代谢。
合成代谢是建立新的有机物的过程，通常通过将较简单的物质合成为较复杂的有机物质来完成。
相反，分解代谢是将复杂的有机物质分解为较简单的物质，以提供能量和原料，满足生物体的生长、发育和维持正常功能所需。
2. 物质代谢的类型物质代谢可分为两个主要类型：异养代谢和自养代谢。
异养代谢是指生物体从外部环境中获取有机物质来合成所需的有机物质。
相反，自养代谢是指生物体通过光合作用或化学合成从无机物质中合成所需有机物质。
这两种类型的代谢广泛存在于自然界中的不同生物体中。
3. 物质代谢的调节和控制物质代谢的调节和控制是保持生物体内稳定环境的重要机制之一。
这一过程通过细胞中的信号传导和调控网络来实现。
激素、酶活性和基因表达的调控等机制可以改变物质代谢的速率和方向。
这种调节和控制使得生物体能够根据内外环境的变化进行适应和反应。
4. 物质代谢与能量转换物质代谢与能量转换是紧密相关的。
合成代谢过程需要能量输入，而分解代谢过程则释放能量。
在生物体内，这种能量转换通常以三磷酸腺苷（ATP）的形式进行。
ATP是一种细胞内常见的高能化合物，可以通过水解产生能量供给细胞内各种代谢反应的进行。
5. 物质代谢与健康物质代谢的正常进行对维持生物体的健康至关重要。
任何代谢异常和紊乱都可能引发疾病的发生。
例如，糖尿病是一种由于胰岛素缺乏或胰岛素抵抗导致血糖代谢异常的疾病。
此外，一些代谢性疾病如高脂血症和肝病也与物质代谢的异常相关。
总结物质代谢在生物体中具有重要作用，它是生命活动的基础。
本文通过解释物质代谢的基本概念、分类、调节和控制、与能量转换的关系以及与健康的关联，对物质代谢进行了全面的解释。
生物体内的化学反应
2. ATP与ADP相互转化
酶
ATP
ADP + Pi + 能量
有机物氧化分 解或光合作用
提供能量
ATP形成 贮能
ATP被称为细胞内“能量货币”
但细胞中ATP含量很少,而生 Pi
命活动需很多ATP，因此细胞
中ATP与ADP的相互转化非常 迅速，保证稳定供能。
ADP
酶 酶 ATP
ATP水解 释能
……
体神吸生肌 温经收物肉 维传、合收 持导分成缩
A. 氧化酶
B. 分解酶
C. 水解酶
D. 蛋白酶
6、影响酶活性的因素 (1) 温度
(2) PH值
低温不破坏蛋白质的分子结 构，高温导致蛋白质分子发 生热变性，变性是不可逆的， 所以经高温处理后酶的活性 不能恢复。
过酸、过碱都会导致蛋白质 分子发生变性，均使酶的活 性永久丧失。
(3)底物的浓度 (4)酶的浓度
可能的底物
活性部位
酶 酶的专一性示意图
+
+ H2O
+
麦芽糖 酶
麦芽糖-酶
酶
结合物
某酶促反应的示意图
2个 葡萄糖
活性部位
酶 抑 制 剂
酶
活性部位
酶
抑
制
剂
酶
2、酶的概念 酶是活细胞产生的一类具有催化作用的生物大分子， 绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
3、酶的辅助因子 (1)金属离子 (2)小分子有机化合物 —-辅酶
酶
C6H12O6
2CH3COCOOH + 4H + 能量
(葡萄糖)
(丙酮酸)
（三）ATP ——生命活动的直接能源物质
生命活动中的能量转换
生命活动中的能量转换能量是指物体所拥有的能够产生或者做功的属性。
在生命活动中，能量是生物体进行各种生命功能活动的重要物质基础。
能量转化是生命活动中基本的物理与化学过程之一，生命活动中的能量转化涉及到物质的合成和分解、物理运动、化学反应、热能和电能等多种形态。
在不同生物个体和生物群体之间，能量的转化也会发生很大的差异。
本文将从营养物质、能量代谢和能量转移3个方面阐述生命活动中的能量转化过程。
一、营养物质人类和其他生物体的生命体系活动需要很多能量，而这些能量来源需要从广泛的食物营养物质中获取。
营养物质来源主要包括碳水化合物、蛋白质和脂肪等。
这些食品的消化和吸收形成真实的基础，并能够直接或者间接地支持生命体的各种生命活动。
碳水化合物是人体最主要的能量来源之一，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等，它们可以被消化吸收到人体中。
当碳水化合物通过食管流入胃中时，胰腺将会分泌胰岛素，促进血糖降低。
如果人体中的葡萄糖过多，肝脏会将其转化成糖原来储存。
当身体需要能量时，该糖原通过动力学过程转化为葡萄糖，在人体细胞中发挥能量供应作用。
蛋白质是人体细胞和组织的重要组成部分，同时也是非常重要的能量来源之一。
蛋白质由20种氨基酸组成，当我们每天进食含有蛋白质的食物时，胃酸和酶会将其分解成氨基酸，吸收进入人体。
当身体需要能量时，某些氨基酸可以通过动力学过程转化为葡萄糖以供能量利用，某些则被分解成能够产生能量的化合物。
脂肪是人体中储存能量最多的组织之一，其能量密度较高，大大超过了碳水化合物和蛋白质。
当脂肪进入人体后，胆汁会将其分解成由脂肪酸和甘油组成的分子，然后这些分子会被吸收到小肠上皮细胞中，进入血液循环，提供能量。
二、能量代谢在生命体中，代谢是指生命组织产生必需的物质和能量资源。
能量代谢指的是生命体中的营养和化学能被转化为可用的生物能，以维持各种重要生命活动。
能量代谢主要包括三个阶段，即产生能量的一系列化学反应、转化生成三磷酸腺苷（ATP）的过程、以及通过氧化过程释放出能量，产生C02和H20的过程。
中考生物计划生物能量转化
中考生物计划生物能量转化生物能量转化是生命活动的基础，也是中考生物中的重要考点之一。
了解生物能量转化对于理解生物体的生长、发育和代谢过程非常重要。
下面本文将围绕生物能量转化展开论述。
1. 光合作用光合作用是生物体将太阳能转化为化学能的过程。
通过叶绿体中的叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水转化为有机物质（如葡萄糖）和氧气。
光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
在光反应中，光能被叶绿素吸收，水被光解生成氧气和电子供应给暗反应。
而在暗反应中，光反应产生的ATP和NADPH供能，CO2被还原为有机物质，其中一部分储存在植物体内，另一部分通过呼吸作用释放能量。
2. 呼吸作用呼吸作用是生物体内能量转化的另一种形式。
通过氧气和有机物质的反应，产生二氧化碳、水和能量。
呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种形式。
在有氧呼吸中，有机物质（如葡萄糖）在细胞质内糖解成为两分子的丙酮酸，再进一步在线粒体内经过三羧酸循环和氧化磷酸化途径，产生二氧化碳、水和大量的ATP。
而在无氧呼吸中，由于缺氧或氧供应不足，细胞通过发酵途径将有机物质分解产生乳酸或乙醇，同时产生少量的ATP。
3. 其他代谢过程除了光合作用和呼吸作用，生物体还有其他的能量转化过程，如光合作用与呼吸作用的关系、植物的呼吸作用与人和动物的呼吸作用的异同等。
光合作用和呼吸作用是相互联系的。
光合作用产生的氧气和葡萄糖是呼吸作用的物质基础，而呼吸作用需要氧气和葡萄糖来产生能量。
光合作用和呼吸作用共同维持了生物体的生命活动。
植物的呼吸作用与人和动物的呼吸作用有一些区别。
植物在白天进行光合作用时，通过根部吸收水分和无机盐，利用叶绿体进行光合作用产生的葡萄糖，一部分用于能量需要，一部分储存为淀粉等物质。
而在夜间，植物无法进行光合作用，此时植物通过根部吸收土壤中的有机物质，进行呼吸作用释放能量。
总结：生物能量转化是生物体维持生命活动所必需的过程，其中光合作用和呼吸作用是两个主要的能量转化途径。
上海市高级中学课本 生命科学 高中第一册 第四章生命的物质变化和能量转换学案
高二生命科学学案班级：学号：姓名：日期：第四章生命的物质变化和能量转换第1节生物体内的化学反应一、教学目标：举例说出生物体内化学反应的主要类型及特点。
能叙述酶与蛋白质和核酸的关系。
能解释环境因素对酶的活性产生影响的原因。
通过酶与普通化学催化剂的比较，说明酶的作用特性。
理解ATP是生物体各种生命活动的直接能源物质。
二、教学重点与难点重点：生物体内化学反应的特点。
酶的作用和特性。
ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。
难点：酶的专一性。
ATP与ADP的相互转变与生物供能之间的关系。
三、预习和笔记1、我的疑惑：。
2、生物的基本特征是，这个过程包括作用和作用两个既矛盾又统一的过程，这两个作用组成了生物体的新陈代谢。
3、合成反应是，例如。
4、请用图解表示同化作用、合成反应、脱水缩合三个概念的相互关系：。
5、水解反应指，例如。
6、氧化分解反应指例如。
7、请用图解表示异化作用、分解反应、水解反应、氧化分解反应四个概念的相互关系：。
8、酶是的生物大分子，其化学本质是或。
9、酶具有、和等特征，酶的空间结构决定了酶具有特性。
10、酶正常发挥作用需要的条件有：需要合适的，例如胃蛋白酶进入后才发挥作用；有些酶需要的协助，此外酶的活性还受和的影响。
11、冰箱能延长食物保存时间的原因是。
12、生活中我们对酶的利用有。
13、ATP的中文全称是，其中A表示，T表示，P 表示，ATP的简式是。
14、ATP和ADP互变的反应式是。
15、能产生ATP的细胞结构是，能将ATP水解成ADP和Pi的细胞结构是。
16、ATP的作用是。
四、练习1、血液凝固是一系列酶促反应过程，采集到的血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快（）A、0 ℃B、15 ℃C、35℃D、25℃2、在测定胃蛋白酶活性时，将溶液PH值由10降至2的过程中，胃蛋白酶的活性将（）A、不断上升B、没有变化C、先升后降D、先降后升3、为什么双氧水可作消毒剂？4、蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这一事实说明了酶的（）A、高效性B、专一性C、多样性D、稳定性5、能水解大多数酶的酶是（）A、淀粉酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、肽酶6、下列叙述中哪项不是酶的特征（）A、活细胞产生的，具有催化作用的蛋白质B、酶的催化效率很高C、一种酶只能催化一种或一类反应D、酶在催化反应中本身也发生了变化（1）曲线AB段表明。
生命的三大原理
生命的三大原理
生命的三大原理是物质的组织性、能量的代谢性和信息的传递性。
物质的组织性是指生命体内物质按照一定的规律组织起来，形成复杂的结构和器官。
生命体内的各个细胞按照一定的层次和组织结构，相互协同合作，共同完成各种生命活动。
细胞是生命体的基本单位，由各种生物分子构成，如蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质等，而这些生物分子之间的相互作用和组织形成了生命体的结构。
能量的代谢性是生命体维持活动所必需的能量转化和利用过程。
生命体通过摄取外界物质，并通过新陈代谢将其转化为维持生命所需要的能量。
新陈代谢包括物质的合成代谢和物质的降解代谢两个方面。
物质的合成代谢是指通过合成各种生物分子来维持细胞的功能和结构；物质的降解代谢是指通过降解生物分子来释放能量。
信息的传递性是生命体内各个组织和细胞之间以及细胞内部进行信息传递、调节和控制的过程。
生命体内的信息传递以化学信号和神经电信号为媒介，通过激素、神经递质和细胞内信号传导等方式进行。
这些信号可调节生物体的生长、发育、代谢、运动和响应各种外界刺激。
综上所述，物质的组织性、能量的代谢性和信息的传递性是构成生命的三大原理。
它们相互作用、相互关联，共同维持着生命体的正常功能和活动。
生命的4大要素
生命的4大要素生命的四大要素是物质组成、能量转换、自我调节和遗传信息。
首先，物质组成是生命存在的基础。
生命体由各种化学元素组成，其中碳、氢、氮、氧、磷、硫是构成生物体的最主要的元素。
这些元素通过共价键形成有机分子，如脂肪、蛋白质、核酸和碳水化合物等。
有机分子在生物体中起到结构支持、储存能量和进行代谢反应的重要作用。
其次，能量转换是生命体维持生存的关键。
生命体需要能量来维持其正常的生理活动。
能量转换在生物体内通过新陈代谢过程进行，包括有氧呼吸和无氧呼吸等。
光合作用是地球上一种重要的能量转换过程，通过光能转化为化学能，产生有机物质和释放氧气。
而有机物质则被其他生命体消耗，进而进行细胞呼吸，产生能量。
第三，自我调节是生命体维持内稳态的重要机制。
生命体需要能够对内外环境的变化做出适应和调节。
这种调节是通过反馈机制和调节系统来实现的。
例如，温度调节系统能够使生物体保持相对恒定的体温；酸碱平衡调节系统能够维持恒定的酸碱度；神经系统和内分泌系统能够协同作用，对外界刺激做出快速和精确的反应。
最后，遗传信息是生命传递和演化的基础。
遗传信息以DNA分子的形式存在于细胞内，编码着生物体的遗传性状。
生物体通过遗传信息的传递和改变，能够产生适应环境的新特征，并在演化过程中形成新的物种。
遗传信息是通过DNA的复制和转录翻译过程实现的，生命体也利用这些信息来控制自身发育和功能的表达。
总结起来，生命的四大要素是物质组成、能量转换、自我调节和遗传信息。
这些要素相互作用，共同维持生命体的存在和演化。
物质组成提供了构成生物体的基础元素和有机物质；能量转换为生物体提供了所需的能量；自我调节使生物体能够适应环境的变化；遗传信息决定了生物体的遗传性状和演化。
这些要素的相互作用和调节使生命在地球上得以繁衍和延续。
生命的物质变化和能量和能量转换
什么是ATP？
ATP
全称
三磷酸腺苷
（高能磷酸化合物）
A
T(triple) P
腺苷
三个 磷酸基团
ATP的结构式
高能磷酸键
30.54KJ/mol
P～ P P ～
腺嘌呤 核糖 腺苷(A) 三个磷酸基团
即：
～ P A—P P ～
ATP（三磷酸腺苷）
~：高能磷酸键
A：腺苷 T：三个 P：磷酸基团 —：普通化学键
练习2：
下列关于“ATP 酶 ADP+Pi+能量”反应式 叙述正确的是（ ） A 、反应中物质是可逆的，能量是不可逆的 B、反应式能量可逆，物质不可逆 C、两者均可逆 D、生物体内，ADP转变称ATP的能量均来自 呼吸作用
练习3
下面关于ATP和ADP的叙述中，哪一项是正 确的（ ） A、ATP在酶的作用下可以连续释放3个Pi， 释放出大量的能量 B、ATP在酶的作用下可以加上1个Pi，储 存能量 C、ATP和ADP的相互转化都需要酶的参加 D、ATP转化成ADP不需要酶的参加
酶、脱氢、释放能量 CH3COCOOH ＋ 4H ＋ 能量 （丙酮酸） 6H2O + 6CO2+ 能量
（葡萄糖） 酶 C6H12O6 + 6O2 （葡萄糖）
酶
反应过程不消耗水，却释放出4个氢原子和能量。
1、生命活动的能量从哪里来？ 2、细胞的能源物质是（ 葡萄糖 ）；
生物体最好的储能物质是（ 脂肪 ）
真核生物 较大（10-100微米）
原核生物
病毒
较小（1-10微米） 极小（小于150纳米）
细胞壁主要成分为纤 细胞壁主要成分为蛋 维素果胶 白质和糖类 细胞质中有各种细胞 细胞质中仅有核糖体 结构简单，一般仅含 器 一种细胞器 有衣壳（蛋白质）和 有成形的细胞核，由 无成形的细胞核，遗 遗传物质（DNA或 双层核膜包被 RNA） 传物质相对集中于拟 核，无核膜
光合作用-教案
第4章生命的物质变化和能量转换第2节光合作用一、教学目标1、知识与技能（1）知道光合作用研究简史。
（2）知道植物进行光合作用的主要场所——叶绿体。
（3）理解光合作用的物质变化和能量转换过程，认识影响光合作用的因素。
（4）初步学会提取和分离叶绿体中色素的基本方法和技术。
（5）能设计及实施探究影响光合作用的因素的实验，学会观察和检测应变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
2、过程与方法（1）经历实验、探究和交流讨论的学习过程，认识光合作用的过程和实质。
（2）经历探究影响光合作用的因素的实验设计过程。
3、情感态度和价值观（1）通过学习光合作用的研究历史，体验科学家的科学探究精神及科学思维方法。
（2）通过对光合作用过程的学习，提高对生命物质性的认识，感悟太阳能对地球生命的意义，自觉保护地球生态环境。
（3）参与探究影响光合作用的因素等实验方案的讨论，在实验中更感受科学探究和成功的乐趣。
二、重点与难点1、重点（1）光合作用的研究历史所体现的科学探究思路和方法。
（2）叶绿体中色素的种类和作用。
（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
（4）影响光合作用强度的环境因素。
2、难点（1）光合作用过程中物质变化和能量转换过程。
（2）影响光合作用强度和环境因素探究实验。
三、课时安排：4课时四、教学用具幻灯片。
五、教学过程教学内容教师行为学生行为教学说明引言【创设情景】导入1：2010年XX世博会刚刚在XX落下帷幕，请问我们2010年XX世博会的核心理念是什么呢？师：没错，“低碳世博”是2010年XX世博会的核心理念，那么什么是低碳呢？所谓的低碳就是尽量降低碳（主要是二氧化碳）的排放量。
二氧化碳排放量过高会带来什么危害呢？有什么方法可以减缓温室效应？（课件展示）为什么增加植被可以减缓温室效应呢？导入2：俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据：①地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物；②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个XX水电站所发出的电力。
生命的物质变化和能量转换
第四章生命的物质变化和能量转换第一节生物体内的化学反应1．概念：生物体与内外环境之间的物质和能量的交换过程，是生物体内全部有序的代谢(生化)反应的总称。
2．过程（1）同化作用：把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质，并储存能量。
（2）异化作用：分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外，并释放能量。
3．意义：新陈代谢是生命活动的基础，是生命最本质的特征。
一．合成反应和分解反应1．合成反应（1）定义：由小分子形成大分子的化学反应。
（2）举例：单糖合成多糖，核苷酸合成核酸。
2．分解反应（1）定义：由大分子分解形成小分子的化学反应。
（2）举例：①水解反应：(物质加水实行的分解反应)比方蛋白质的分解过程。
②氧化分解反应：(分子降解过程中释放出[H]的分解反应)比方葡萄糖的氧化分解过程。
反应式：。
二．生物催化剂——酶1．概念：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。
2．化学本质：绝大部分是蛋白质，少数是RNA。
所以也称为生物催化剂。
3．命名：根据各种酶的来源以及它们所催化的底物来命名。
如：唾液淀粉酶是唾液腺产生的催化淀粉水解酶，胰蛋白酶是胰腺产生的催化蛋白质水解的酶，还有肠肽酶，纤维素酶(分解植物细胞壁)等。
4．酶的特性（1）高效性：催化效率(即酶的活性)远高于无机催化剂。
（2）专一性：酶特定活性部位与底物完全契合时才能起催化作用。
（3）多样性：生物细胞内有成千上万种酶。
5．影响酶的催化的内外条件酶的催化活性需要适宜的温度和pH值，辅助因子，抑制剂。
三．生命活动的直接能源物质——ATP1．中文名称：腺苷三磷酸(ATP，A：腺苷，T：其数量为三个，P：磷酸基)。
2．结构简式：A－P～P～P。
A代表腺苷(腺嘌呤核苷)，－代表普通化学键，即一个腺苷上连接三个磷酸基，P代表磷酸基，～代表高能磷酸键。
3．ATP与ADP的转化：ATPADP+Pi+能量(反应中物质可逆，能量不可逆)。
4．ATP的功能(去向)：为生命活动提供直接能源，是能源的携带和转运者，被称为“能量货币”。
生理学名词解释新陈代谢
生理学名词解释新陈代谢新陈代谢，在生理学中，指的是生物体内不断地进行着物质和能量的交换和转换，这种过程使得生物体能够适应环境变化，维持生命活动。
具体来说，新陈代谢可以分为物质代谢和能量代谢两个方面。
物质代谢涉及生物体内物质的合成、分解、转化和排泄等过程。
其中，合成代谢指的是生物体通过摄取外界的物质，经过一系列的化学反应，合成自身的组成物质，如蛋白质、脂肪、核酸等；分解代谢则是将生物体的组成物质分解为简单的物质并释放出能量，或者将复杂的物质转化为能量储存起来；转化则是合成代谢和分解代谢的中间过程，通过一系列的化学反应，将一种物质转化为另一种物质。
能量代谢则是生物体内能量的产生、储存、释放和利用的过程。
生物体通过摄取食物获得能量，这些能量在细胞内被转化为ATP（腺苷三磷酸），这是生物体内最重要的能量载体，可以用于各种生命活动的能量供应。
当ATP浓度过高时，细胞中的ATP可以将特殊化学键转移给其他物质，生成其他的化合物，如糖原、脂肪等，这些化合物的特殊化学键可以储存能量，供日后使用。
当生物体需要能量时，储存的特殊化学键会被释放出来，供ATP合成的需要。
除了物质代谢和能量代谢外，新陈代谢还包括了生物体对外界环境的适应和调节。
例如，当环境温度升高时，生物体的体温也会随之升高，此时生物体会通过一系列的调节机制，如出汗、增加呼吸等来降低体温；当环境湿度过低时，生物体会通过调节体内的水分平衡来保持正常的生理功能。
总之，新陈代谢是生物体最基本的生命特征之一，是生物体进行生长、发育、繁殖等一切生命活动的基础。
通过深入了解新陈代谢的机制和过程，我们可以更好地理解生物体的生命活动规律，为医学、农业、生物工程等领域的研究和应用提供理论支持和实践指导。
生物体内物质与能量的转换过程
物质与能量转换的原理
物质与能量的关 系：物质是能量 的载体，能量是 物质的运动状态
物质与能量的转 换方式：化学反 应、光合作用、 呼吸作用等
物质与能量的转 换过程：物质通 过化学反应释放 能量，能量通过 光合作用和呼吸 作用转化为物质
物质与能量的平 衡：物质与能量 的转换过程中， 要保持平衡，才 能维持生物体的 正常生理功能
数据收集：通过 实验或观察获取 数据
数据处理：整理、 清洗、分析数据， 去除异常值和干 扰因素
数据可视化：将 数据以图表、图 形等形式展示， 便于理解和分析
同位素标记技术
原理：利用同位素标 记物质，追踪其在生 物体内的转化和代谢
过程
优点：高灵敏度、高 特异性、可定量分析
应用：研究物质与能 量转换过程中的化学 反应、代谢途径和调
技术
实验研究方法
实验设计：确 定实验目的、 选择实验材料、 设计实验步骤
数据收集：通 过观察、测量、 记录等方式获
取实验数据
数据分析：运 用统计学方法 对数据进行处
理和分析
结果验证：通 过重复实验或 与其他研究结 果进行比较， 验证实验结果 的可靠性和有
效性
数据分析方法
实验设计：确定 实验目的、选择 实验材料、设计 实验步骤
控机制
局限性：需要专门的 设备和技术支持，操
作复杂，成本较高
高通量测序技术
原理：通过大规模并行测 序，快速获取基因组、转 录组、蛋白质组等生物信
息
特点：高效、准确、经济
应用：在物质与能量转换 过程中的研究，如代谢途
径、信号传导等
优势：能够同时分析多个 样本，提高研究效率和准
确性
THANKS
汇报人：XX
能量转化的基本原理
能量转化的基本原理能量是我们生活中必不可少的重要物质，它能够推动生命的运转，使得一切物质活动都能够持续进行。
在我们的日常生活中，我们可以看到许多不同形式的能量，比如机械能、热能、光能、电能等等，它们之间的关系和相互转化是非常重要的科学问题。
本文将带您一起了解能量转化的基本原理。
一、能量的基本概念能量是物理学中的一个基本概念，它可以定义为物体或系统能够执行功的能力。
具体来说，能量可以用来描述一个物体的状态和运动，它是一种物体运动的属性，也是一种货币单位。
能量的单位是焦耳（J），它可以通过物体的质量、速度、半径等性质来计算。
当物体受到外力作用时，它会做出动作，这个动作所需要的能量被称为动能；当物体在重力或其他力场中移动时，它会产生重力和弹性势能，这些势能被称为势能。
二、能量转化的分类在能量转化过程中，能量可以按其类型和形式进行分类。
1. 按照能量类型分类(a) 动能和势能转化在物体移动过程中，动能和势能会相互转化。
例如，当一个物体沿着一个斜面向下滑时，它的势能会转化为动能；而当物体被扔到空中时，动能会转化为势能。
(b) 热能和机械能转化热能可以转化为机械能，而机械能也可以转化为热能。
例如，一个蒸汽机可以将燃料中的化学能转化为热能，然后将热能转化为机械能。
(c) 光能和电能转化电能和光能也可以相互转化。
当一个封闭的电路被连接到电源时，电能会转化为光能；而太阳能电池则可以将光能转化为电能。
2. 按照能量形式分类(a) 动能和热能转化当摩擦发热时，动能会转化为热能。
例如，当你用脚刹车时，车轮产生的动能会转化为热能，这也是为什么刹车会发热的原因。
(b) 热能和化学能转化热能也可以转化为化学能，而化学能也可以转化为热能。
例如，当甲烷燃烧时，它的化学能就会转化为热能。
(c) 光能和电能转化光能和电能也可以相互转化。
例如，当光照射到电池上时，光能就会被转化为电能。
三、能量守恒定律在能量转化过程中，能量守恒定律是一个非常重要的原理。
细胞的物质交换与能量转化
能量转化：细胞在生长和增殖过程中需要 能量，通过细胞代谢将营养物质转化为 AT P 等 能 量 形 式 ， 供 给 细 胞 正 常 生 理 功 能 的需要。
应用：细胞培养技术在生物工程、医学、制药等 领域有着广泛的应用，如药物筛选、疫苗制备、 基因治疗等。
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药物对细胞物质交换的影响：药物可以影响细胞膜的通透性，从而影响细胞与 外界环境的物质交换，如药物的吸收、分布、代谢和排泄等过程。
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药物靶点：针对细胞物质交换和能 量转化的关键环节，开发新型药物 和治疗方案
细胞免疫疗法：利用细胞免疫系统的 物质交换和能量转化功能，激活免疫 细胞，治疗癌症和自身免疫性疾病
汇报人：XX
细胞能量代谢与调控的意义：维持细胞正常生理功能、适应环境变化、促进生物进化 等
细胞能量代谢与调控的研究进展：基因工程技术、蛋白质组学技术、代谢组学技术等
细胞代谢的相互联系： 细胞内的各种代谢途径 是相互联系的，它们共 同协作以维持细胞的正 常功能。
细胞代谢的调节：细胞 通过多种机制调节其代 谢过程，以适应不同的 生理需求和环境变化。
光合作用定义：植物通过光合作用 将光能转化为化学能的过程。
能量转化方式：光合作用中，光能 被转化为化学能，并储存在葡萄糖 中。
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光合作用过程：植物吸收光能，将 二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释 放氧气。
能量转化意义：光合作用是地球上 最重要的能量转化过程之一，为生 物提供食物和氧气。
信息传递：细胞膜上的受体可以接收信号分子，将信号传递给细胞内部，影响细胞 代谢和功能。
能量转换：细胞膜参与细胞的能量代谢过程，如线粒体膜可以参与氧化磷酸化过程， 将 化 学 能 转 化 为 AT P 中 的 化 学 能 。
生物高中生命活动的能量转换与代谢
生物高中生命活动的能量转换与代谢一、能量转换与物质转换生物体内的各种生命活动都需要能量的支持，能量转换是维持生命活动的基础。
同时，能量转换与物质转换密切相关，物质的吸收、合成、代谢等过程都需要能量的参与。
生物体内的能量转换与物质转换相互作用，共同维持生命的正常运行。
（一）能量转换1. 光能与化学能的转换光合作用是生物体内最重要的能量转换方式之一。
在光合作用中，通过叶绿体中的叶绿素吸收光能，将光能转化为化学能，储存在化学物质中，主要是在葡萄糖分子中。
光合作用的产物葡萄糖是生物体内能量的主要来源，同时也是物质转换的基础。
2. 化学能的转换细胞内进行的各种代谢过程，如细胞呼吸、发酵等，都是将化学能转化为细胞可利用的能量。
细胞呼吸是生物体内最基本的能量转换途径之一，通过氧化葡萄糖等有机物，产生二氧化碳、水和能量。
这个过程中，能量主要以三磷酸腺苷（ATP）的形式储存，供细胞进行各种生命活动的能量需求。
（二）物质转换1. 物质吸收与合成生物体通过摄食、吸收等方式，摄入外界的有机物和无机物。
在摄入的物质中，通过一系列的化学转化，细胞将其转化为自身所需的物质，如蛋白质、核酸等，供细胞进行合成反应。
这些合成物质不仅参与细胞的代谢活动，还构成了生物体的各种组织和器官。
2. 物质代谢物质代谢包括有机物的降解和合成。
降解是指将有机物分解为较小的分子，同时释放出能量。
合成是指通过一系列化学反应将较小的分子合成为较大的有机物，同时消耗能量。
这些反应发生在细胞内的代谢途径中，如糖原酶在肝细胞中催化糖原分解为葡萄糖，蛋白质合成途径等。
二、能量与代谢的调控生物体内的能量转换与物质转换需要保持一定的平衡，同时受到多种因素的调控。
能量与代谢的调控使得生物体能够根据外界条件和内外环境的变化，灵活调整能量转换和物质转换的速率，以满足细胞的能量需求和物质合成的要求。
（一）能量的调控1. ATP的水解ATP是细胞内的能量储备形式，同时也是许多生物过程的驱动力源。
能量及其转换
能量及其转换能量是自然界中一种基本的物理量，它存在于物质和场中，并能引起物质的运动或变化。
能量在我们日常生活中无处不在，它不仅是推动社会发展的动力，也是维持生命运行的基础。
本文将探讨能量的定义、种类以及能量的转换过程。
一、能量的定义和种类能量是物体所拥有的做功能力或者在物体间传递的作用量。
根据能量存在的形式和来源，能量可分为多种类型，包括机械能、热能、化学能、电能、光能和核能等。
1. 机械能：机械能是物体由于位置和运动而具有的能量形式，分为重力势能和动能两种。
重力势能是物体由于离地面高度而具有的能量，动能则是物体由于运动而具有的能量。
2. 热能：热能是物体分子或原子内部运动引起的能量，它与物体的温度有关。
热能的转移方式主要有传导、对流和辐射。
3. 化学能：化学能是物质内部化学键的形成或破坏所释放或吸收的能量。
这种能量存在于物质的化学反应中，如燃烧反应释放的能量。
4. 电能：电能是由电荷运动引起的能量，存在于电流中。
在现代社会中，电能广泛应用于家庭、工业和交通等领域。
5. 光能：光能是电磁波的一种形式，它具有波动和粒子性质，源自光源的辐射。
光能使我们能够看到周围的事物，也可以被转化为电能或热能。
6. 核能：核能是原子核内部结合能的形式，它是由于核反应或核衰变而释放出来的能量。
核能广泛应用于核电站等领域。
二、能量的转换能量在不同形式之间可以相互转换，能够完成工作或产生热量。
下面将介绍几种常见的能量转换过程。
1. 机械能转换：机械能可以相互转换，如重力势能可以转换为动能，动能可以转换为重力势能。
例如，将弹簧压缩起来的弹簧，具有弹性势能，当释放时，弹簧的弹性势能转化为动能，使弹簧弹射出去。
2. 热能转换：热能可以通过热传导、热对流和热辐射的方式传递，也可以转换为其他形式的能量。
例如，燃烧热能可以转化为机械能，驱动汽车运行。
3. 化学能转换：化学能可以通过化学反应转化为其他形式的能量。
例如，汽油的化学能可以通过燃烧反应转化为热能和机械能，推动汽车发动机工作。
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酶
6CO2+6H2O+能量
少量能量 ATP
Ⅰ
（细胞质基质）
糖酵解 丙酮酸
H+
O2
（线粒体）
Ⅱ
C2
三羧酸 循环
酶 H+ 少量 能量 大量能量 ATP ATP
CO2
CO2
H2O
（二）无氧呼吸 1、类型
（1）酒精发酵 C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2+能量
（2）乳酸发酵 C6H12O6 2C3H6O3+能量 2、高等动植物的无氧呼吸
分 解
合 成
合 成
分 解
中间产物
CO2+H2O+能量 肝 糖 原
肌 糖 原
三碳化合物
转 化
二碳化合物
连 接
甘油
缩 合
脂肪酸
（肝脏） （脂肪组织）
转 氨 基 作 用 氨基酸
脂肪
二、脂肪代谢
脂肪
胆汁 乳化作用
脂肪微粒
胰脂肪酶等
脂肪酸+甘油
小肠上皮细胞吸收 合成 脂肪 （脂肪组织） 血液循环 甘油 转变
条件
三、影响因素
光合速率：一定量的植物 （如一定量的叶面积）在 单位时间内进行光合作用 释放O2或消耗CO2的量。
光 合 速 率
红光和蓝紫光
黄光
光照强度
（一）光 能量来源，主要影响光反应 1、合理密植
2、温室 （1）延长光照时间 （2）增强光照强度 （3）用无色透明玻璃
（二）CO2浓度 原料，主要影响暗反应 1、合理密植
不 同
能：糖类、脂肪 不能：蛋白质（需每天摄入） 代谢终产物 CO2、H2O，蛋白质还有尿素 供能顺序 糖类→脂肪→蛋白质
储存
CO2经过卡尔文循环最终转化成(CH2O)n
二、光合作用的过程 （一）场所——叶绿体 1、色素分布 类囊体膜 2、色素功能 （1）选择吸收光谱
类胡萝卜素 主要吸收蓝紫光 叶绿素 主要吸收红橙光和蓝紫光
（2）传递光能 （3）将光能转换为电能 叶绿素a
（二）具体过程
光 能
O2
光能
色素 叶绿素a O2 H+ e
淋巴循环 分解
丙酮酸
糖代谢
（肝脏）
脂肪酸 分 血液循环 解
二碳化合物 三羧酸 循环 CO2+H2O+能量
（需能组织或细胞）
三、蛋白质代谢
蛋白质
蛋白酶
多肽
肽酶
氨基酸
糖代谢中 转氨基作用 氨基酸 间产物
合 成 分 解
小肠上皮细胞吸收 血液循环
自身组织 蛋白质
氨基
转 变
脱氨基 作用
碳链
尿素
转 变
糖类 脂肪
酶1 酶2
用于生命活动
ADP+Pi+能量
细胞呼吸 光合作用
2-2 光合作用
一、光合作用的研究历史
实验 范·赫尔蒙特柳树实验 结论 植物增重的物质来源于水
普里斯特利 钟罩实验
英格豪斯 萨克斯半叶法实验 鲁宾和卡门 同位素标 记法实验 卡尔文
植物能改善空气
光照是植物能改善空气的必要条件 淀粉是光合作用的产物 光合作用释放的O2全部来自H2O
生命活动基本特征
新陈代谢
同化作用 异化作用
同时进行，相辅相成
本质：生物体在物质变化和能量转换中完成自我更新。
2-1 生物体内的化学反应
一、生物体内化学反应的类型和特点
合成反应 分解反应 脱去水分子 水解反应 消耗水分子 氧化分解反应 有加氧和脱氢变化
二、生物催化剂——酶 （一）化学本质 绝大多数蛋白质，少数RNA （二）作用特点 1、高效性 与无机催化剂相比 2、专一性 一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 （1）原理 特定的活性部位只有与底物在结构 和形状上完全契合才能起催化作用 （2）意义 通过控制酶合成的量和活性控制代谢
生物类型 植 大多数 物 玉米胚、马铃薯块茎 动物 产物 C2H5OH、CO2、能量
酶
C3H6O3、能量
3、应用 （1）植物浇水过多烂根 酒精中毒 （2）果蔬保鲜 低温、低氧、增加CO2浓度
2-4 营养物质的转变
一、糖类代谢
淀粉
唾液淀粉酶等
麦芽糖
麦芽糖酶
葡萄糖
小肠上皮细胞吸收 血液循环
葡萄糖
（血糖） 氧 化 分 解
三羧酸 循环 CO2+H2O+能量
糖类
脂肪
蛋白质
氨基酸 单糖 甘油 脂肪酸 碳链 氨基
葡萄糖
糖酵解
丙酮酸
二碳化合物
三羧酸 循环
线粒体内膜
ATP
葡萄糖 脂肪 氨基酸
相 同
三大营养物质相互转变的物质基础 碳链
来源 食物消化吸收 大分子分解 其它物质转化 彻底氧化分解 代谢终产物都有CO2和H2O
能源物质
高能e 氧化的叶绿素a
活 跃 的 化 学 能 稳 定 的 化 学 能
H2O 水的光解 H+ H+ H+ ATP合成酶
高能e
（ 光类 反囊 应体 ）
ADP+Pi
ATP
能 + 量H
NADP+
NADPH
三碳化合物
三碳化合物还原
H2O
(CH2O)n
卡尔文循环 五碳化合物再生 五碳化合物
CO2固定
CO2
（ 叶 暗绿 反体 应基 质 ）
光能 CO2+2H2O* (CH2O)+H2O+O2*↑ 叶绿体 光反应 类囊体 暗反应 叶绿体基质
场所
光、色素、酶 酶 水的光解 CO2的固定 物质变化 ATP形成 三碳化合物还原 NADPH形成 五碳化合物再生 能量转换 光能→活跃的化学能 活跃的化学能→稳定的化学能 光反应为暗反应提供ATP和NADPH 联系 暗反应为光反应补充ADP、 Pi和NADP+
一、意义 为生命活动提供能量 二、类型
细胞呼吸类型 场所 条件 产物 有机物氧化分解 放能 有氧呼吸 细胞质基质、线粒体 O2、酶 CO2和H2O 彻底 释放大量能量 形成大量ATP 无氧呼吸 细胞质基质 无氧或缺氧、酶 乙醇、CO2或乳酸 不彻底 释放少量能量 形成少量ATP
（一）有氧呼吸 C6H12O6+6O2
2、大田 施有机肥
3、温室 （1）增加CO2浓度 （2）确保通风
（三）温度
1、影响 （1）直接影响酶的活性 主要影响 暗 反应 （2）间接影响细胞呼吸 （3）间接影响蒸腾作用 2、措施 （1）温室 （2）大田 ①冬天适当升温 ①适时播种 ②夏天适当降温 ②覆盖地膜 ③夜晚适当降温
2-3 细胞呼吸
（三）辅助因子 金属离子和小分子有机物（辅酶）
（四）影响因素 1、温度 低温抑制酶的活性，高温使酶失去活性 2、pH 酶只在一定范围内才表现活性， 超过范围失去活性 （五）应用 1、多酶片助消化 2、加酶洗衣粉 3、葡萄糖氧化酶延长食品保质期
三、生命活动的直接能源——ATP （一）中文名称 腺苷三磷酸 （二）结构简式 A-P~P~P （三）ATP和ADP相互转化 ATP