第二单元：生物的新陈代谢.doc

第二单元：生物的新陈代谢教学进度表教 学 内 容课 时周 次新陈代谢与酶和ATP光合作用与生物固氮植物对水分的吸收和利用植物的矿质营养人和动物体内三大营养物质的代谢细胞呼吸新陈代谢的基本类型微生物的类群和营养微生物的代谢和生长发酵工程简介单元测试、评讲课型复习课 周次 星期 月 日教学内容第一册第三章生物的新陈代谢；全一册第二章光合作用与生物固氮；第五章微生物与发酵工程教时教学目标(含知识、能力、觉悟、心理)、 教给学生复习的方法和技巧。、 通过讲解帮助学生再现知识、整理知识，形成知识系统。培养学生系统把握知识的能力。、 通过训练和评讲培养学生应用知识的能力，形成解题技巧和解题方法。、重点讲述光合作用和细胞呼吸；把大量时间交给学生看书记忆梳理知识。（教师要作方法上的指导）教材分析本单元主要讲述了生物的新陈代谢（包括植物的新陈代谢、动物的新陈代谢、微生物的新陈代谢）；微生物代谢的应用即发酵工程简介等。学情分析学生通过新课的学习，有了一定的基础知识，通过第一单元的复习，一定的复习经验和方法；但过去的知识遗忘也较大，需要对知识进行再现和整理。特别对光合作用和细胞呼吸的相互关系感到难度大。教学重点光合作用、细胞呼吸、人和动物体内三大有机物的代谢、微生物的营养代谢和生长。教学难点光合作用和细胞呼吸的过程和关系。教法学法复习法、比较法、串讲法、图示法、训练法、评讲法。教辅手段版画、多媒体作业布置第二单元： 生物的新陈代谢 一、 基础知识要点生物的新陈代谢、光合作用和生物固氮第一节 新陈代谢与酶引言：新陈代谢的初步概念：（一）酶的发现1、食物消化的方式：1) 按消化的场所不同分为：2) 按消化的物理化学变化过程不同分为：2、酶的概念1) 20世纪80年代以前的实验及酶的概念：2) 20世纪80年代以后的新发现及酶的新概念：（二）酶的特性1、酶具有高效性：一份酶能催化若干份底物发生反应而自身的化学性质不变。通过实验四 “比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”进行理解。2、酶具有专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类分子结构相近的化合物发生反应。通过实验五 “探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”进行理解。3、酶作用需要适宜的条件：1) 适宜的温度：2) 适宜的PH值：强调：、低温使酶的活性降低，但不会使酶的活性丧失。所以可以用低温保存酶。、高温、过酸、过碱都破坏酶的结构，使酶的活性丧失而不可以恢复。3) 酶的活性受激活剂和抑制剂的影响：、有些物质（大都是离子或简单的化合物），能增强酶的活性，这些物质叫酶的激活剂。如：NaCl（实际上是Cl-）能激活增强唾液淀粉酶的活性。、有些物质能抑制酶的活性，叫酶的抑制剂。如：氰化物可以抑制“细胞色素氧化酶”的活性。本节知识小结：酶的发现及概念 高效性 酶的特性 专一性 需要适宜条件作业布置：第二节 新陈代谢与ATP引言：、糖类是细胞内的主要能源物质。、脂肪是生物体内的储备能源。、蛋白质是生命活动的体现者。、ATP是生物体内的直接供能物质。（一）ATP的结构简式：？ A代表什么？由什么组成？（二）ATP与ADP的相互转化及其ATP的生成途径和利用： 、细胞的 分裂。人和 呼吸作用 、矿质元动物 能量 素的吸 ADP 收。 + ATP 、腺体的？ ？ Pi 用于 分泌。 能量 绿色 、肌肉的 植物 收缩。 、生物电 、生物的 生长等第三节 光合作用和生物固氮引言：光合作用的概念：（由下面的实验总结得出）（一）光合作用的发现学生主要从以下实验的过程分析入手，建立最基本的思维方法：1、普里斯特利实验： （1） （2）方法步骤：、取大小相同的玻璃罩两只，分别编号为（1）、（2）。、向（1）号玻璃罩内同时放入点燃的蜡烛和一株植物；（2）号玻璃罩内只放点燃的蜡烛。、将两只玻璃罩密封，并给光照。、过一段时间，观察现象和结果：、分析现象、结果得结论：2、萨克斯实验： 一段时间 一株绿 饥饿 取1片 一半暴光 色植物 处理 叶片 一半遮光 ？ 结果 碘蒸汽处理叶片 ？分析现象、结果得结论：_。 _。3、恩格尔慢实验：1) 材料：？2) 对比实验： 第一组实验 第二组实验 条件：、黑暗、无O2。 、黑暗、无O2。 、好氧细菌。 、好氧细菌。 、极细的单束光照。 、均匀光照。（变量）3) 用显微镜观察实验现象和结果：？4) 分析现象、结果得结论：、 4、鲁宾、卡门实验：1) 实验过程：2) 实验证明了：3) 注意一组名词：示踪元素、同位素标记法从以上实验可以总结出光合作用的概念：（二）叶绿体中的色素 与前面27页叶绿体的结构相联系。 通过实验六：“叶绿体中色素的提取和分离”来认识叶绿体中的色素。 1、复习叶绿体的结构： 色素存在于基粒囊状结构的薄摸上。 2、叶绿体中色素的提取和分离：1) 原理：a_ b_2) 目的：3) 器材：4) 方法步骤： 、提取色素： 、制备滤纸条： 、？ 、？ 、观察实验结果：（1/4）类胡萝卜素 胡萝卜素（橙黄色） 吸收 叶黄素 （黄 色） ？（3/4）叶绿素 叶绿素a（蓝绿色） 吸收 叶绿素b（黄绿色） ？ 注意： 吸收、传递光能的色素：？ 吸收、转换光能的色素：？（三）光合作用的过程1、过程：强调：、光合作用的场所： 、光能在叶绿体中的转换： a：_ b：_ c：_ 、光合作用中的化学平衡问题： a：光照突然停止，光反应即停止，如果光反应产生的ATP、H+、e、NADPH还有剩余，则暗反应还要持续一段时间。 b：停止供给CO2，则H+、e、ATP、NADPH、C5增多，C3、（CH2O）减少。 c：酶活性的改变：2、由过程总结总反应式及概念：1) 总反应式：2) 概念：3、光合作用所需条件：1) 光照：（有效光是什么？） 2) 适宜的温度、PH值等。 （外部因素）3) 原料：？ 4) 场所：？5) 酶 （内部因素）4、影响光合作用的因素：1) 光： 光照强度： 光 质： 总 光 量：2) 温度：3) 水：、 、4) 气：5) 肥：（四）C3和C4植物C3植物C4植物维管束鞘细胞小、不含叶绿体大、含没有基粒的叶绿体（大而多）鞘外细胞排列疏松的叶肉细胞呈“花环型”的一圈叶肉细胞CO2固定后形成的产物只形成C3先形成C4，再形成C3。代表植物小麦、大麦、水稻、？高粱、玉米、甘蔗、苋菜等（五）光合作用的意义 由学生自学（六）提高农作物的光能利用率1、光能利用率的概念：2、提高农作物光能利用率的措施：1) 延长光合作用的时间：一年多季轮作。2) 增加光合作用的面积：合理密植、套种。3) 光照强弱的控制： 阳生植物：？ 阴生植物：？4) 二氧化碳的供应：、二氧化碳浓度与光合作用强度的关系 、向农作物提供较多二氧化碳的方法： a、农田农作物：通风透光（与合理密植有关） 增施农家肥料 增施产二氧化碳的化肥 b、温室农作物：增施农家肥料（？） 增施产二氧化碳的化肥 使用二氧化碳发生器5) 必需矿质元素的供应： 、N对光合作用的作用： 、P对光合作用的作用： 、K对光合作用的作用： 、Mg对光合作用的作用：（七）生物固氮引言：生物固氮的概念：固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。1、固氮微生物的种类：共生固氮微生物： 自生固氮微生物：1) 共生固氮微生物：与一些绿色植物互利共生的固氮微生物如根瘤菌。、根瘤菌只有侵入到豆科植物的根内才能固氮。、根瘤菌的代谢类型：、根瘤菌侵入豆科植物具有特异性。、根瘤与根瘤菌的关系：、根瘤菌的形态：棒槌形、“T”、“Y”。2) 自生固氮微生物：在土壤中能够独立进行固氮的微生物。多数为细 菌，叫自生固氮菌。、自生固氮菌的形态：、自生固氮菌的重要实例：圆褐固氮菌、圆褐固氮菌的作用：固氮能力强，能合成分泌生长素。、圆褐固氮菌菌剂2、生物固氮的意义：通过氮循环示意图（全一册36页）理解。重点理解氮循环的过程。3、生物固氮在农业生产中的应用：1) 土壤获得氮素的途径： 施用含氮肥料（氮素化肥、农家肥） 生物固氮 闪电固氮2) 根瘤菌拌种：3) 用豆科植物做绿肥：第四节 植物对水分的吸收和利用（一）植物吸收水分的器官及活跃部位：（二）植物根吸收水分的方式：渗透作用吸水（成熟细胞） 吸胀作用吸水（未成熟细胞）1、吸胀作用的概念：2、蛋白质、淀粉、纤维素吸胀作用的大小？3、吸胀作用吸水主要形成细胞内的什么水？ 蔗糖溶液4、渗透作用的概念（即原理）：由右图理解 半 透 膜5、渗透作用吸水主要形成细胞内的什么水？ 清 水（三）渗透作用的产生必须具备两个条件：（由上图分析总结得出） a_ b_（四）成熟的植物细胞是一个完整的渗透装置： 蔗糖溶液 细 胞 液 半 透 膜 原生质层 清 水 外界溶液（五）证明植物细胞吸水和失水的实验实验七 观察植物细胞的质壁分离与复原1、原理:2、目的：_。 _。3、材料用具：4、方法步骤：5、实验现象：6、实验结论：注意：、质壁分离与复原是活细胞表现出来的生理过程，因此有损细胞活性的操作及药品都会影响质壁分离与复原的观察。做该实验一定要选活的细胞。 、为了便于观察质壁分离与复原，最好选液泡中含色素的成熟细胞。 、质壁分离后原生质层的外界面是什么？原生质层与壁之间充满了什么？ 、实验中几次使用高倍显微镜？ 、第一册书60页实验讨论题：（六）水分吸收的途径：1、土壤溶液中的水 成熟区表皮细胞 穿过层层细胞 导管2、土壤溶液中的水 细胞间隙（或层层细胞的壁） 导管（七）水分的运输、利用、散失1、运输：2、利用： 3、水分散失的意义： 4、水孔和土水及应用：（八）合理灌溉1、概念：2、不同植物需水不同。3、同一植物不同生长发育时期需水不同。4、灌溉的方法（哪种最浪费水？）：（九）辨析一组名词：半透膜、选择透过性膜、生物膜、原生质层1、从概念上进行辨析：、什么叫半透膜？（第一册58页） 、什么叫选择透过性膜？（第一册25页） 、什么叫生物膜？（全一册60页） 、什么叫原生质层？2、半透膜与选择透过性膜的相同点： 都能让一些分子通过，一些分子不能通过。3、半透膜与选择透过性膜的不同点： 、控制分子通过的方式不同：？ 、结构不同：？ 、载体的有无不同：？ 、半透膜无生命，选择透过性膜有生命。第五节 植物的矿质营养引言：什么叫矿质营养？（一）植物必需的矿质元素1、什么叫矿质元素？2、研究植物必需矿质元素的方法？3、溶液培养法的概念及应用4、完全培养液 不完全培养液5、必须矿质元素：大量元素：？ 微量元素：？ 非必需矿质元素：6、比较植物必须的矿质元素与组成生物体的化学元素（书10页）：植物必须的矿质元素组成生物体的化学元素大量元素微量元素（二）根对矿质元素的吸收1、矿质元素在土壤溶液中的存在状态？2、矿质元素被吸收的状态？3、植物吸收矿质元素的器官及活跃部位？4、根对矿质元素的吸收过程：1) 交换吸附： 、 H+ K+ NH4+ Ca2+ 、 、 HCO3- NO3- Cl- 、 根 土壤溶液 2) 主动运输：5、植物还可通过根外施肥获得矿质元素6、根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。（三）矿质元素的运输和利用1、运输：2、利用：、 、 、（四）合理施肥（五）无土栽培第六节 人和动物体内三大营养物质的代谢（一）糖类代谢（二）脂质的代谢1、复习脂质2、脂肪代谢的过程3、一组相关名词：血脂 高血脂症 动脉粥样硬化 糖尿病（三）蛋白质代谢：1、代谢过程2、注意一组名词术语：氨基转换作用 脱氨基作用 非必需氨基酸 必需氨基酸通过上面的学习思考下列问题：、细胞中参与代谢的氨基酸的来源有那些？ 、消化终产物与代谢终产物？、代谢终产物的排出途径？、各种代谢是否同时而又交叉进行？（四）三大营养物质代谢的关系（五）三大营养物质代谢与人体健康、糖类代谢与人体健康、脂质代谢与人体健康：脂肪肝、蛋白质代谢与人体健康：动物蛋白、植物蛋白的合理摄取。、三大物质的整体代谢与人体健康：肥胖总之，要保持人体健康就必须均衡膳食、合理膳食，人体所需营养物质除糖类、脂质、蛋白质外，还包括水、无机盐、维生素以及纤维素共七种，其中纤维素为第七营养素。第七节 细胞呼吸（一）学生读书思考下面问题：1、什么叫细胞呼吸？动植物细胞是否都能进行细胞呼吸？乳酸菌是否能进行细胞呼吸？2、细胞呼吸的类型及概念？3、细胞呼吸常用的原料？4、有氧呼吸发生的过程、场所、总反应式、释放能量的多少？5、无氧呼吸发生的过程、场所、总反应式、释放能量的多少？6、有氧呼吸、无氧呼吸的进化？7、有氧呼吸、无氧呼吸的区别与联系？8、细胞呼吸的意义？9、动物细胞的无氧呼吸只产生乳酸；植物细胞的无氧呼吸一般产生酒精，但有些植物（如：马铃薯块茎、甜菜块根、玉米）无氧呼吸可产生乳酸；酵母菌无氧呼吸产生酒精；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸。10、什么叫能量代谢？为什么有氧呼吸释放的能量多？无氧呼吸释放的能量少？（二）教师重点讲解：有氧呼吸的过程及其枢纽作用 C6H12O6 细 蛋白质少量 释放 胞 能量 质 分 合 基 解 成 质 丙酮酸 +谷氨酸 ？ 丙氨酸+新的酮酸 少量 释放 +H2O 脱 能量 氨 线 基 H + O2 CO2 粒 不含氮部分+含氮部分 氧 （氨基） 大量 释放 体 化 合 转 能量 分 成 变 解 H2O 能量+CO2+H2O 脂肪、糖类等 尿素 1161千焦 ADP+Pi ATP 用于 各项生命活动2870千焦 （转移） 2870-1161 热能形式散失，可用来维持体温。由上图可看出：细胞呼吸是联系三大营养物质代谢的枢纽，其中枢纽物质是丙酮酸。第八节 新陈代谢的基本类型（一）新陈代谢的概念水分代谢 同化作用 ？ 矿质代谢 植物的新陈代谢 新 （合成代谢） ？ 光合作用 细胞呼吸 陈三大有机 按生物不 按过程不物的代谢 动物的新陈代谢 同分为 代 同分为细胞呼吸 谢 异化作用 ？ 微生物的新陈代谢 （分解代谢） ？ （二）新陈代谢的基本类型1、同化作用的基本类型自养型异养型光合作用自养型化能合成作用自养型概念能源碳源生物举例应用注意：红螺菌为兼性营养型细菌2、异化作用的基本类型需氧型（有氧呼吸型）厌氧型（无氧呼吸型）概念生物举例应用注意：酵母菌为兼性厌氧型真菌3、思考：1) 硝化细菌化能合成作用的反应式：2) 什么叫腐生？3) 什么叫寄生？4) 什么叫共生？全一册第五章 微生物与发酵工程引言：什么叫微生物？第一节 微生物的类群 原核生物界：如：细菌、放线菌。 原生生物界：如：变形虫等 真 菌 界：如：酵母菌 病 毒：如细菌病毒、动物病毒、植物病毒（一）细菌 细胞壁：由糖类、蛋白质组成，坚韧而富有弹性。1、 细菌的结构 细胞膜：？ 核糖体： 细胞质： 质 粒：含几个到几百个基因，控制细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状 储藏性颗粒：淀粉粒、硫粒 拟 核：？ 特殊结构（不是所有细菌都有）：荚膜、鞭毛、芽孢。2、 细菌的繁殖及菌落1) 繁殖：二分裂方式繁殖。也就是分裂生殖。 菌落的概念：？ 2) 菌落： 菌落的特征：大小、形态、光泽度、颜色、硬度、透明度。 菌落特征的应用：鉴定菌种。（因为：？ ）（二）放线菌（多数抗生素都是由放线菌产生的） 基内菌丝：？菌体结构 气生菌丝： 分化 孢 子 丝：含许多分生孢子。（三）病毒 核酸：一种病毒只含一种核酸 核 组成及化学本质：？ 衣1、病毒的结构 衣壳： 壳作用： （如：） 囊膜：由蛋白质、多糖、（不是所有病毒都有的结构。脂类组成。 如：烟草花叶病毒没有而 刺突：在囊膜上 流感病毒却有）3、 病毒的增殖：1) 过程：2) 可用同位素标记法跟踪衣壳、核酸的去向。（三）实验：验证细菌分布的广泛性方法步骤如下：1、制备培养基2、调节培养基PH值至7.07.2。3、对培养基和培养皿进行高压蒸汽灭菌。4、分装培养基至5套培养皿中。5、培养基冷却至室温按下表分别进行处理：第一套第二套第三套第四套第五套对照（不打开盖）6、同时置于35。C的温度下培养23天。7、观察每个培养皿中的细菌生长状况（即：现象和结果）？8、根据现象和结果讨论得实验结论：？书77页复习题：第二节 微生物的营养、代谢和生长（一）微生物的营养1、微生物需要的营养物质及功能：思考：研究微生物所需营养物质的基本思维方法？1) 碳源、什么叫碳源？、自然界中的碳源：无机碳源？ ；有机碳源？ 、最常用的碳源：、碳源的作用：、微生物对碳源的需求量最大。、记住一些特殊例子：a、甲烷氧化菌：只能利用甲烷、甲醇作碳源。 b、洋葱假单胞菌：？2) 氮源、什么叫氮源？、自然界中的氮源：无机氮源？ ；有机氮源？ 、最常用的氮源：、氮源的作用：、含C、H、O、N的化合物能为异养微生物提供碳源和氮源；但不能为自养微生物提供碳源。3) 生长因子、什么叫生长因子？、生长因子主要包括哪些？、生长因子的作用？、微生物为什么需要生长因子？、哪些天然物质可为微生物提供生长因子？2、培养基的配制原则第一、目的要明确：如：培养自养微生物？培养基可为简单的无机物。第二、营养要协调：如：、蔗糖的应用： 、谷氨酸生产中碳源与氮源比例的控制： 4：1时？ ； 3：1时？ 第三、PH值要适宜：细菌为？ ； 放线菌为？ 3、培养基的种类1) 根据培养基的物理性质不同分为：种 类液体培养基半固体培养基固体培养基物理性质凝固剂无较少琼脂较多琼脂用 途2) 根据培养基的化学成分不同分为：种 类合成培养基天然培养基化学成分用 途3) 根据培养基的用途不同分为：种 类选择培养基鉴别培养基概 念用 途分离微生物鉴别微生物举 例注意：1、固体培养基与选择培养基都可用来分离微生物，但原理不一样。（从80页小字去理解） 2、半固体培养基与鉴别培养基都可用来鉴别微生物，但原理不一样。4、实验：检查自来水中的大肠杆菌是否超标1) 实验的方法步骤参见书81页2) 思考以下问题：、反映水被病原菌污染的指示菌是什么？、我国规定自来水中大肠杆菌的指标是多少？、为什么要用火焰烧灼自来水龙头3分钟？、抽滤时醋酸纤维素滤膜粗糙面为什么要向上？、为什么要制作三份样品？（二）微生物的代谢引言：1、微生物代谢的概念？ 2、微生物代谢的特点？为什么？1、微生物的代谢产物种 类概 念产物举例特 点初级代谢产物不同种类的微生物，产物种类基本相同。在胞内。次级代谢产物不同种类的微生物，产物不相同。有的可排到胞外2、微生物代谢的调节微生物的代谢调节方式： 酶合成的调节 酶活性的调节1) 酶合成的调节、 微生物细胞内的酶：组成酶 诱导酶、 什么叫组成酶？什么叫诱导酶？（由实例理解组成酶、诱导酶的概念以及酶合成的调节的过程）、 酶合成调节的意义？2) 酶活性的调节：、 微生物使细胞内酶活性发生改变的主要原因？、以谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的过程为例来理解酶活性的调节： 葡萄糖 中间产物 酮戊二酸 解除抑制 谷氨酸脱氢酶 抑制 NH4+ 谷氨酸 过量 减少3) 酶合成的调节与酶活性的调节的关系？4、 微生物代谢的人工控制1) 人工控制微生物代谢的措施：控制发酵条件 改变微生物的遗传特性、控制发酵条件：实例：以谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的过程为例：在发酵过程中控制条件改变细胞膜的通透性。（学生绘过程图理解）。葡萄糖 中间产物 酮戊二酸 解除抑制 谷氨酸脱氢酶 抑制 NH4+ 谷氨酸 过量 减少、改变微生物的遗传特性：实例：对黄色短杆菌进行人工诱变，选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种，使其大量生产赖氨酸。 天冬氨酸 天冬氨酸激酶 抑制 中间产物 中间产物高丝氨酸 脱氢酶 高丝氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 赖氨酸2) 发酵的概念？ 固体发酵 根据培养基的物理状态不同分为 液体发酵 抗生素发酵3) 发酵的种类： 根据生成的产物不同分为 维生素发酵 氨基酸发酵 根据发酵过程对氧的需求不同分为 厌氧发酵：如： 需氧发酵：如：（三）微生物的生长思考：1、研究微生物生长的方法？ 2、为什么要采用该方法？1、微生物群体生长的规律：1) 测定微生物群体生长的方法：、测细菌的细胞数目：在显微镜下与红细胞进行对比计数。、测细菌菌体的重量：2) 根据测定结果绘制细菌的生长曲线：（学生自己绘制）细菌数目的对数 3 2 4 10 时间 注意：、在横坐标柱下写出1、2、3、4代表的时期：？ 、根据曲线特点理解个时期的生物学含义并填下表：时期调整期对数期稳定期衰亡期产生原因特点特征应用生存斗争情况3) 认识和掌握微生物生长曲线的实践意义：、 利用对数期的细菌作菌种以缩短生产周期。（为什么？（85页）答： ）、通过连续培养法延长稳定期以大量生产次级代谢产物。（为什么？答： ）2、影响微生物生长的环境因素：环境因素温度PH值氧气怎样影响底温：影响酶的活性；高温：酶活性降低甚至不可逆丧失。影响酶的活性和细胞膜的稳定性影响细胞呼吸和生命影响结果高温使蛋白质和核酸的分子结构不可逆破坏过酸过碱酶的活性丧失，细胞膜的稳定性破坏。（理解即可）最适范围25370C细菌：6.57.5放线菌：7.58.5真菌：5.06.