生物必修一细胞的能量供应和利用知识点

2024-04-21

生物必修一细胞的能量供应和利用知识点（通用4篇）

篇1：生物必修一细胞的能量供应和利用知识点

生物必修一细胞的能量供应和利用知识点

降低反应活化能的酶

一、细胞代谢与酶

1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.

2、酶的发现：发现过程，发现过程中的科学探究思想，发现的意义

3、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。

4、酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和

5、活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

二、影响酶促反应的因素(难点)

1、底物浓度

2、酶浓度

3、PH值：过酸、过碱使酶失活

4、温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。

三、实验

1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(过程见课本P79)

实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多

控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。

对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。

2、影响酶活性的条件(要求用控制变量法，自己设计实验)

建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。

细胞的能量“通货”——ATP

一、什么是ATP?是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷

二、结构简式：A-P~P~PA代表腺苷、P代表磷酸基团、～代表高能磷酸键

三、ATP和ADP之间的相互转化

ADP+Pi+ 能量、ATP

ATP、ADP+Pi+ 能量

ADP转化为ATP所需能量来源：

动物和人：呼吸作用

绿色植物：呼吸作用、光合作用

ATP的主要来源——细胞呼吸

1、概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

2、有氧呼吸

总反应式：C6H12O6 +6O26CO2 +6H2O +大量能量

第一阶段：细胞质基质、C6H12O6、2丙酮酸+少量[H]+少量能量

第二阶段：线粒体基质、2丙酮酸+6H2O、6CO2+大量[H] +少量能量

第三阶段：线粒体内膜、24[H]+6O2、12H2O+大量能量

3、无氧呼吸产生酒精：C6H12O6、2C2H5OH+2CO2+少量能量

发生生物：大部分植物，酵母菌

产生乳酸：C6H12O6、2乳酸+少量能量

发生生物：动物，乳酸菌，马铃薯块茎，玉米胚

反应场所：细胞质基质注意：无机物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵

讨论：

1 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路

有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。

无氧呼吸：能量小部分用于生成ATP，大部分储存于乳酸或酒精中

2 有氧呼吸过程中氧气的去路：氧气用于和[H]生成水

能量之源——光与光合作用

一、捕获光能的色素

叶绿素a(蓝绿色)

叶绿素

叶绿素b (黄绿色)

绿叶中的色素胡萝卜素 (橙黄色)

类胡萝卜素

叶黄素(黄色)

叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。

二、实验——绿叶中色素的提取和分离

1 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

2 方法步骤中需要注意的问题：(步骤要记准确)

(1)、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?

二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。

(2)、实验为何要在通风的条件下进行?为何要用培养皿盖住小烧杯?用棉塞塞紧试管口?

因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。

(3)、滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?

防止细线中的色素被层析液溶解

(4)、滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?

有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。

三、捕获光能的结构——叶绿体、

结构：外膜，内膜，基质，基粒(由类囊体构成)

与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。

光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。

四、光合作用的原理

1、光合作用的探究历程：(略)

2、光合作用的过程：(熟练掌握课本P103下方的图)

总反应式：CO2+H2O、(CH2O)+O2，其中(CH2O)表示糖类。

根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。

光反应阶段：必须有光才能进行

场所：类囊体薄膜上

水的光解：H2O、1/2O2+2[H]

ATP形成：ADP+Pi+光能、ATP

光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能

暗反应阶段：有光无光都能进行

场所：叶绿体基质

CO2的固定：CO2+C5、2C3

C3的还原：2C3+[H]+ATP、(CH2O)+C5+ADP+Pi

暗反应中，ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能

联系：

光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi

五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用

(1)光对光合作用的影响

①光的波长

叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。

②光照强度

植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加

③光照时间

光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。

(2)温度

温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。

生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。

(3)CO2浓度

在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。

生产上使田间通风良好，供应充足的CO2

(4)水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。

生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。

六、化能合成作用

概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。

如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。

硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.

举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌

自养型生物：绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌

异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌

生物动物的个体发育歌诀

受精卵分动植极，胚胎发育四时期，

卵裂囊胚原肠胚，组织器官分化期。

外胚表皮附神感，内胚腺体呼消皮，

中胚循环真脊骨，内脏外膜排生肌。

生物种群和群落知识点

1、种群特征

2、种群密度的测量方法

3、种群：一定区域内同种生物所有个体的总称

群落：一定区域内的所有生物

生态系统：一定区域内的所有生物与无机环境

4、种群的数量变化曲线：

① “ J”型增长曲线

条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。

②“ S”型增长曲线

条件：资源和空间都是有限的

5、K值(环境容纳量)：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群的数量

6、丰富度：群落中物种数目的多少

7、种间关系

强者越来越强弱者越来越弱

8、群落的空间结构：

9、演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程

初生演替：是指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被，但被彻底消灭的地方发生的演替

次生演替：是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其它繁殖体的地方发生的演替

人类活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行

篇2：生物必修一细胞的能量供应和利用知识点

细胞的能量“通货”——ATP

一、教材分析

中学生物学课程通常包括十大主题，在细胞这一主题中，初中侧重于细胞的结构，而高中则侧重于细胞亚显微结构和功能，细胞的各种生命活动，突出了“活细胞”的特性，加强了物质和能量代谢的内容。ATP是生命直接能源物质，是细胞内能量转换和传递的“中转站”，它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的光合作用，呼吸作用中具体能量的转化过程作了铺垫，在所有生物的代谢中占有普遍的重要地位。

二、教学目标（1)知识目标

简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式；解释ATP在能量代谢中的作用。

(2)能力目标

培养学生综合思维能力，自主学习能力，理论联系实际能力。

(3)情感目标

培养学生科学意识，科学精神。

三、教学重点和难点

（1）ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用

（2）ATP与ADP的相互转化

四、学情分析

必修1第二章学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了主要能源物质、储能物质、能源物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质作了铺垫，也是在本节课的学习中需要注意区分的几个概念；必修1第三章以及初中时学生也已经接触了有关光合作用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。

五、教学方法

1．学案导学：见后面的学案。

2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

六、课前准备

课件制作

七、课时安排：1课时

八、教学过程

·1·

(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）新课引入、展示目标 [温故知新]

细胞中的下列物质中有哪些含有能量（）

Ａ、糖类Ｂ、脂肪Ｃ、水Ｄ、无机盐

[问题探讨]“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。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。

1、萤火虫发光的生物学意义是什么？

2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？

3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？（教材问题探讨）

由于是小组讨论，得出的结论五花八门，有道理的给予肯定。这些问题是为引起学生的学习兴趣，对后面要进行的实验奠定基础，对学生有学习与借鉴的意义。

[提出课题]细胞的能量“通货”—ATP

（三）合作探究、精讲点拨。探究一：ATP的功能

教师：联系“萤火虫发光器”的经典实验，引导思考，设计实验，用培养皿、试管、活萤火虫（摘下其尾部发光器备用）、ATP制剂、质量浓度为1.2g/dL的葡萄糖溶液、生理盐水、蒸馏水以及必需的实验用具。

问题：

1、你能否设计实验？

A捣碎的发光器、生理盐水加入ATP制剂5mL

B捣碎的发光器、生理盐水加入葡萄糖溶液5mL

C捣碎的发光器、生理盐水加入蒸馏水5mL

2、选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。

（参考答案：主要是它发光的现象容易观察等）

3、将发光器捣碎的目的：

（参考答案：增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反应速度。）

4、本实验的原理是：

（参考答案：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能源物质，他们都不会使熄灭

·2· 的离体发光器重新发光，而ATP能使离体的发光器重新发光）

理解关于变量、自变量、因变量、无关变量、对照实验，培养语言表达能力，将感性知识上升到理性知识。用此“虚拟实验”与教材的探究活动比较，可以进一步验证ATP在生命活动中起到的作用。接着向学生出示ATP片剂或注射液的使用说明书，说明ATP是真实存在的，而且已经用于医疗实践，并加深学生对ATP功能的理解。探究二：ATP的结构

结构与功能相适应是生物学的一个基本原理，ATP具有怎样的结构和特点才能担当“如此重任”呢？引出后面的内容“ATP分子中具有高能磷酸键”。此时让学生阅读教材回答学案上的下列问题：

1、写出ATP（三磷酸腺苷）的分子结构，并标出所有符号代表的意义。

2、ATP中的两个磷酸基团之间（P和P之间）用“～”表示的化学键是_________。其水解过程中，释放的能量是一般共价键的____倍以上（如ATP水解生成ADP和磷酸时，释放的能量多大30.54KJ/mol，而6---磷酸葡萄糖水解为葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol）。含有高能磷酸键的化合物统称为______________。

3、ATP中________________（哪个）高能磷酸键，在一定条件下容易水解生成____和__________放出能量，生成的两者________（容易/难以）再捕获能量重新生成ATP。ATP在细胞内形成后不到1分钟的时间就要发生转化，一个成年人在静止状态下，24小时内竟有40kg的ATP发生转化。

在第三个问题中的后半部分相当于阅读材料，教师可在学生填写完后对答案时提出疑问或者让学生自己提出疑问，进入后面的课题。

限于学生的化学基础，关于ATP的结构，在此不宜过于深入。但要知道学生分析教材中的三个色块代表的含义，明确ATP结构简式中所有符号代表的含义，特别要强调ATP中大量的化学能储存的部位，通过查找并分析相关数据来分析ATP中高能磷酸键与一般化合物中普通化学键的区别。

对于ATP的形成途径，因为学生还没有学习细胞呼吸和光合作用的过程，在此虽不宜太具体的讲解，但教学中应抓住教材中“ATP再生迅速且含量稳定、移动迅速、供能高效”的特点，引导学生分析ATP在能量“转移”中所起到的关键作用。物质变化总是伴随着能量的消耗或释放，线粒体的呼吸作用氧化分解有机物释放能量，核糖体合成蛋白质、细胞膜主动运输、高尔基体合成分泌功能等需要能量，“产能”和“耗能”在空间上存在矛盾：细

·3·

胞内有多种能源物质，如糖类、脂质等有机物都储存着大量且稳定的能量，这些能源物质的稳定性，利于大量储存能量，但不利于及时灵活的利用这些能量，能量的“稳定储存”和“灵活利用”之间也发生了抵触。让学生感悟在神奇的自然选择过程中之所以“选中”ATP作为生命活动的直接能源物质，是因为ATP既解决了线粒体“产能”和细胞各处都要“耗能”在空间上的矛盾，又解决了能量在糖类、脂肪等物质中“稳定储存”和细胞代谢需要“灵活利用”的矛盾。从而正确理解ATP在能量代谢的过程中扮演的角色--------能量“通货”。引导学生从两种不同角度分析这一过程，实际上就是提高学生分析与推理能力的过程。探究三：ATP与ADP的相互转化

教师：如果一个人不吃不喝，大约至少能活3天，也就是我们体内的自由水可以使人使用3天。那么人体如果没有ATP的合成，又能活多长的时间呢？（联系人体实际，激发学生学习兴趣）

〖数据显示〗：氰化钾它就是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会死亡。但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。

〖问题〗：大家可以跟自己的体重比一下，能得出什么结论呢？

（通过师生互动，得出ATP的特性就是：含量少，转化快。这对于构成细胞内稳定的供能环境具有十分重要的意义。）

〖问题〗：ATP和ADP是怎样相互转化的？

具体教授过程中可以让学生在学案填写如下内容：

1、ATP与ADP的相互转化：

ATP ≒ ____________＋_____________＋____________（注意条件）

2、ATP水解时放出的能量可用于_________、_________和__________。

3、ATP在细胞内的含量是_________的，但ATP在细胞内的转化是_________的。

4、对人和动物来说，ADP转化成ATP所需能量，来自________作用，对绿色植物来说，ADP转化成ATP所需能量，来自____________和_____________。

5、ATP作为直接能源物质，水解后可用于各种生命活动，如转变为：________（用于合成代谢）、___________（用于肌肉收缩）、____________（用于物质的主动运输）、____________（生物电、生物发光）、____________（用于维持体温）等。

另外做设计部分此类内容的综合性稍高点的题目作为巩固练习，难度不宜太高。〖问题〗：ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量由谁来提供呢？

·4·

（学生结合书上图片，开动脑筋，自己找出ATP形成的途径，并理解；教师再作详细总结。）探究四ATP的利用

〖教师〗：（1）吸能反应总是与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。

（2）细胞内储存能量的物质有糖类、脂肪、蛋白质等，细胞内消耗能源物质的顺序是：糖类

脂肪

蛋白质。一般情况下生物体内细胞利用的能源物质是糖类，而且糖类中的能量需要分解释放传递给ATP，转变成活跃的化学能，才能供给各种生命活动利用，从而解决能量的“稳定储存”和“灵活利用”的矛盾。

（3）直接供给生命活动能量的能源物资是ATP。在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键物资。ATP是生物体内能量转换的“中转站”，它有利于能量的运输和协调供给，如线粒体呼吸释放能量合成的ATP，可以转移到细胞膜用于主动运输和细胞分裂等生命活动，从而解决“产能”和“用能”在空间上的矛盾。

〖学生活动〗：结合课本图，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图进行补充和完善。（ATP中的化学能可以转变成机械能、化学能、电能、渗透能、光能等其它形式的能量。）回归〖情景创设〗引入中显示的各项生命活动，再次与学生共同讨论ATP中能量的利用过程。

强调此转化过程能量是不可逆，反应过程也是不可逆的。（可以让学生关于这个文图展开讨论，提示：从反应过程的酶、反应场所、能量不同几个方面分析讨论。）

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）

（五）发导学案，布置作业

九、板书设计

细胞的能量“通货”——ATP

一、ATP是各项生命活动的直接能源物质全称：三磷酸腺苷

结构简式：A-P～P～P

二、ATP与ADP的相互转化 ADP＋Pi＋能量ATP

·5·

三、ATP的生成途径——光合作用和呼吸作用

四、ATP的利用肌肉收缩（机械能）吸收和分泌（渗透能）合成物质（化学能）神经传导和生物电（电能）

十、教学反思

本节课按照课标要求，倡导学案式教学，以小组互助然后填写学案的方式组织教学，能引导学生主动参与知识构建过程。本节课不仅较好地利用了教材上的“问题探究”，而且善于从现实生活中寻找更加灵活的典型例子，巧妙地引导学生从不同角度考虑问题，一正一反，相互辉映，使学生充分体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，有利于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。本节课大量采用鼓励性评价机制，发挥学生潜能，注意培养学生敢于质疑，敢于创新，大胆猜想的科学精神和态度价值观。学案教学使学生在课堂上不只是抬着头听讲或者是无意义的讨论，而是要不停的将所讨论所思考的结果填写在学案上，让学生养成随时动笔记的习惯，促进学生积极改变学习方式，培养学生主动建构知识。不足之处是：时间较紧，使得一部分巩固练习留待课后完成。