浙江省瓯海区三溪中学高中生物 第3章《细胞的代谢》教案 浙科版必修1.doc

浙江省瓯海区三溪中学高中生物 第3章细胞的代谢教案 浙科版必修1（1）细胞内的吸能反应和放能反应：a吸能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能高。如人体细胞中葡萄糖合成糖元就是一种吸能反应。放能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能低。所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，也称为细胞呼吸。（2）atp的化学组成和特点：aatp的化学组成：atp由一个核糖、一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成的。其中a代表腺苷，由一个核糖和一个腺嘌呤组成，t代表3个，p代表磷酸基团。所以atp也叫做腺苷三磷酸。atp的特点：一个atp含一个腺苷和三个磷酸基团，这是它的组成特点；同时atp还含有高能磷酸键，一分子atp中含有两个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键易水解和重新形成。当远离腺苷的那个高能磷酸键水解时则atp就变成了adp，当adp得到能量时又能重新形成高能磷酸键形成atp。atp在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快。atp和adp相互转化的过程和意义：adp+pi+能量 酶 atpatp 酶 adp+pi+能量 这个过程储存能量 这个过程释放能量atp与adp的相互转化 atp 酶 adp + pi + 能量（1molatp水解释放30.54kj能量）方程从左到右时能量代表释放的能量，用于一切生命活动。方程从右到左时能量代表转移的能量，动物中为呼吸作用转移的能量。植物中来自光合作用和呼吸作用。 注：在atp 和 adp转化过程中物质是可逆，能量是不可逆的意义：能量通过atp分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，atp是细胞里的能量流通的能量“通货”9物质出入细胞的方式（1）扩散和渗透的过程：b扩散是指分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。扩散达到平衡时，分子仍继续运动，且维持着平衡状态。渗透是指水分子通过膜的扩散称为渗透。水分子总是从分子数相对较多的一侧进入水分子相对较少的一侧。即水分子扩散总是（对溶液的浓度）从较低浓度较高浓度。扩散和渗透都是物理现象。渗透作用的条件：有半透膜存在 半透膜两边均为液态且存在浓度差半透膜的特点：大分子物质不可以透过，小分子物质（如水）可以透过。 渗透作用扩散作用区别概念水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动条件具有一层半透膜，半透膜两侧溶液存在浓度差两处物质相对含量不等即可结果半透膜两侧的溶剂分子达到动态平衡两处物质相对含量相等联系渗透作用是扩散作用的一种特殊方式（2）红细胞吸水与失水的原因：b红细胞失水和吸水的原因：红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。因为细胞膜同样具有大分子不能透过，有些小分子物质（如水）可以透过的特点。所以红细胞具有发生渗透作用的条件：具有半透膜，又有浓度差。当外界溶液浓度大于红细胞内液体（细胞溶胶）的浓度时，红细胞就失水；红细胞发生皱缩现象。当外界溶液浓度小于红细胞内液体（细胞溶胶）的浓度时，红细胞就吸水。吸水到一定程度，由于细胞膜的伸缩性有一定限度，所以红细胞会发生破裂现象。（3）植物细胞发生质壁分离及质壁分离复原的原因：b植物细胞的质壁分离是指植物细胞因为渗透作用而失水，这时细胞膜（质膜）连同以内的部分收缩而发生与细胞壁的分离。下图示植物细胞发生质壁分离时的状态：图中的1代表细胞壁，由于细胞壁具有全透性，所以1和2之间充满外界高浓度的溶液。图中的2代表细胞膜，5代表液泡膜，3代表细胞质，2、5和3合称为原生质层，相当于植物细胞的半透膜，所以植物细胞具备了渗透吸水的条件；液泡内的液体叫细胞液，所以当半透膜（原生质层）两侧存在浓度差，即细胞液与外界溶液浓度之间有浓度差，就会发生植物细胞的渗透作用。植物细胞发生质壁分离的外因是外界溶液浓度高于细胞液的浓度，液泡内的水就会流向细胞外。植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性要比细胞壁大，当植物细胞处于高浓度溶液中时，由于细胞失水导致原生质层的收缩，则会发生质壁分离。植物细胞发生质壁分离复原的外因也是因为原生质层两侧具有浓度差；内因也是因为原生质层的伸缩性较大，当植物细胞处于低于细胞液浓度的溶液中时，外界溶液中的水分子透过原生质层进入液泡，导致液泡变大，整个原生质层体积增大，最后与细胞壁重新贴在一起。（4）被动转运、主动转运 被动转运主动转运扩散易化扩散方向顺浓度梯度高浓度低浓度顺浓度梯度高浓度低浓度逆浓度梯度低浓度高浓度能量不消耗不消耗消耗载体不消耗需要需要举例水、o2、co2、甘油等脂质等脂溶性物质。血浆中葡萄糖进入红细胞k+进入红细胞，na+出红细胞（5）细胞胞吞、胞吐的过程：a有些大分子或颗粒物质被一部分质膜包起来，这部分质膜于整个质膜脱离，裹着该物质运动到细胞的内侧或外侧。运送到细胞内侧的，成为胞吞；运送到细胞外侧的，称为胞吐。如变形虫吞噬有机物就是胞吞；胰岛细胞分泌胰岛素就是胞吐。小结： 扩散（渗透） 被动运转 易化扩散 离子或分子 方式 主动运转 大分子或颗粒 胞吞 胞吐（6）【活动】观察洋葱表皮细胞的质壁分离与质壁分离复原：b方法步骤 1、制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片。2、观察植物细胞的质壁分离与复原现象。（1）观察洋葱表皮细胞：洋葱表皮细胞中有一个呈紫色的大液泡，因为液泡中有色素，所以便于观察。（2）观察洋葱表皮细胞的质壁分离：观察到原生层质与细胞壁分离，液泡体积变小，颜色变深。（3）观察洋葱表皮细胞的质壁分离复原：观察到原生层质与细胞壁重新新贴在一起，液泡体积变大，颜色变浅，讨论：用什么方法可以鉴别植物细胞是否为活细胞？ 由于活细胞的原生质层具有选择透性，相当于一层半透膜，所以可以用是否会发生质壁分离及复原来鉴别。讨论：如果用尿素、甘油或kno3替代蔗糖溶液，会发生什么现象？由于以上三种物质均可以以被动转运（尿素、甘油）或主动转运（kno3）的方式进入细胞，所以会发生质壁分离自动复原。10酶（1）酶的发现过程：a法国微生物学家巴斯德提出：酒精产量与活酵母菌的繁殖量成正比，酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果；德国化学家李比希认为酒精发酵与酵母的活动无关，只需要酵母菌中的某种物质；德国的毕希纳则证明了促使酒精发酵的确实是酵母菌中的某种物质-酶；美国的萨母纳尔得到脲酶证实了酶是一种蛋白质；二十世纪八十年代初，科学家又发现极少数特殊的酶是rna（2）酶在代谢中的作用、本质：b 酶在代谢中的作用：酶具有促使反应物发生化学变化，而本身却不发生变化的特点，所以酶体现了在生化反应中充当催化剂的作用。酶的本质：是由活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，它的化学本质主要是蛋白质，也有极少数是rna。酶发挥催化作用的场所主要在细胞内，也可以在细胞外，如在人体消化道内酶就对食物的消化起催化作用。（3）酶的专一性和高效性：b专一性：一种酶只能催化一种或一类化学物质发生反应。例：蔗糖和麦芽糖都是二糖，蔗糖酶只能水解蔗糖，却不能水解麦芽糖。高效性：酶的催化效率是无机催化剂的1071013倍。例：每个酶分子能在1s之内将105个过氧化氢分子分解，是无机催化剂的1000万倍。（4）影响酶作用的因素：c影响因素主要指温度和ph。温度 和ph值偏高或偏低，酶活性都会明显降低。在最适宜的温度和ph值条件下，酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，能使蛋白质变性失活，低温使酶活性降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。例1：低温冷藏可以长时间保存植物种子，就是因为低温可以使酶的活性下降，从而降低种子的新陈代谢，使得种子在长时间内保持活性。例2：人体唾液的ph=7.6，酸碱度接近中性，但是当唾液流到胃中时，由于胃酸的ph=1.52.5 之间，所以唾液中的唾液淀粉酶就失去活性，所以唾液淀粉酶只有在酸碱度为中性的环境（口腔）中才能保持活性。（5）【活动】探究酶的专一性：b目的要求：比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉酶的作用。实验原理：酶分子有一定的形状，恰好与底物分子结合。这就好比钥匙恰好能插到锁眼中一样，这就导致了一种酶往往只能催化相应的一种或少数几种相似底物的反应。材料用具：稀释200倍的新鲜唾液，质量分数为2%的蔗糖溶液，溶于质量分数为0.3%氯化钠溶液中的淀粉溶液（其中淀粉含量为1%），本尼迪特试剂，蔗糖酶溶液，试管，试管架。方法步骤 （略）实验记录表（略）讨论：实验步骤（教材p64）13在本实验中的作用是什么？可检验淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂能否发生特异性颜色反应。讨论：为什么3号、4号、5号、6号试管要在37恒温水浴中保温？因为唾液淀粉酶的最适温度是37讨论：根据实验结果，你如何理解酶的专一性？3号、6号试管出现红黄色沉淀，4号、5号试管无此现象，说明唾液淀粉酶只能水解淀粉不能水解蔗糖；同理，蔗糖酶只能水解蔗糖，不能水解淀粉，证明了酶具有酶一性。讨论：如果5 号试管出现轻度阳性反应，你认为该怎样解释？你能设计一个实验来检验自己的假设？可能原因1：试管壁没有洗干净，沾有少量蔗糖；原因2：淀粉溶液不纯净，混有少量蔗糖。假设1可反复冲洗试管后再做；假设2可用半透膜过滤蔗糖，得到纯净淀粉后如果没有红黄色沉淀，就说明假设成立。11细胞呼吸（1）需氧呼吸与厌氧呼吸概念：a需氧呼吸指细胞必须在有氧的参与下，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生co2和水，同时释放出大量能量的过程。 厌氧呼吸一般是指细胞在无氧的条件下，把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程(2)需氧呼吸过程：b笫一阶段（糖酵解）c6h12o62c3h4o3（丙酮酸）少量h少量能量（细胞溶胶）；笫二阶段（柠檬酸循环）2c3h4o3（丙酮酸）6co2大量h少量能量（线粒体基质）；第三阶段（电子传递链）ho2h2o大量能量（线粒体内膜）。（3）厌氧呼吸过程：b始终在细胞溶胶中进行。第一阶段和有氧呼吸的相同，第二阶段2c3h4o32c3h6o3；高等植物某些器官（如马铃薯块茎、甜菜块根）、高等动物、人和乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸。产生酒精的厌氧呼吸，第一阶段和有氧呼吸的相同，第二阶段2c3h4o32c2h5ohco2；高等植物、酵母菌厌氧呼吸的产物是酒精。需氧呼吸与厌氧呼吸的比较：消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的厌氧呼吸与有氧呼吸产生的二氧化碳之比为1:3，产生的atp之比为1:15。呼吸方式需氧呼吸厌氧呼吸不同点场所细胞溶胶、线粒体细胞溶胶条件有氧情况、多种酶缺氧情况、多种酶物质变化葡萄糖水和二氧化碳葡萄糖乳酸或酒精+二氧化碳能量变化释放大量能量(30atp)释放少量能量(2atp)相同点本质氧化分解有机物，释放能量，供生命活动需要过程第一阶段完全相同，都是在细胞溶胶中葡萄糖被分解成丙酮酸意义为生物体的各项生命活动提供能量，为体内其他化合物的合成提供原料(4)细胞呼吸在实践中的应用：b在生产实践中，根据需要常采取一定的措施来促进或抑制呼吸作用。在栽培种，中耕松土就是为了保证根的正常呼吸。粮油种子的储藏，必须降低种子的含水量，使种子处于风干状态，使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗。在果实和蔬菜的保险中，常通过控制呼吸作用以降低他们的代谢强度，达到保鲜目的。 12光合作用（1）光合作用的概念、阶段、场所、产物：b光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放氧的过程。光合作用的阶段有光反应和碳反应。光反应和碳反应的关系： 光反应碳反应原料h2oco2产物atp、nadph、o2三碳糖、h2o、rubp能量转换光能转化为化学能贮存在atpatp中的化学能转变为有机物（如三碳糖）中的化学能发生场所叶绿体类囊体膜上叶绿体基质发生条件光照、色素、酶酶 （2）色素的种类、颜色和叶绿素的吸收光谱图：a种类色素本身的颜色选择吸收的光能功能类胡萝卜素3/4胡萝卜素橙黄色蓝紫光吸收传递转化光能叶黄素黄色叶绿素1/4叶绿素a蓝绿色红光蓝紫光叶绿素b黄绿色（3）光反应发生的变化：b光反应在叶绿体的类囊体膜上进行，类囊体膜上有叶绿素和类胡萝卜素，可以吸收光能并把h2o光解：物质变化：水的光解：2h2o 4h o2 4eatp的形成：adp pi 能量 atpnadp的还原：nadp 2e h nadph酶光酶能量变化：光能atp和nadph中活跃的化学能(4)碳反应过程：物质变化：co2的固定：co2 rubp（c5） 2三碳分子（c3）c3的还原：c3 三碳糖c5的再生：5三碳糖 3c5atpnadph能量变化：活跃的化学能稳定的化学能（5）【活动】光合色素的提取与分离：b目的要求：学会提取和分离叶绿体中色素的方法；分离叶绿体中的4种色素实验原理：色素可以溶解在无水乙醇等有机溶剂中； ；加入sio2使研磨更充分；caco3 可以保护色素在研磨过程中不被破坏。纸层析法原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，导致色素在滤纸上的扩散速度不同，从而分离色素。材料用具：（略）实验步骤：（略）实验结果：四条色素自上而下分别为：胡萝卜素（含量最少所以最细）、叶黄素、叶绿素a（含量最多所以最粗）、叶绿素b。讨论：本实验成功的需要注意哪些方面？第一， 滤纸需要事先干燥处理，这样有利于四种色素在滤纸上的扩散，色素带整齐清晰；第二， 滤纸的长度为10cm，宽度为1cm，并且浸入层析液的一端要剪角，这样处理的目的也是为了使色素分离时整齐便于观察；第三， 距离滤纸的下端1 cm处画滤液细线，要求要细、直、齐，重复23次，使滤液细线的色素含量多，便于分离色素带清晰明显。第四， 分离色素时层析液不能没及滤液线，不然会使色素溶解在层析液中，影响观察效果。（6）【活动】探究环境因素对光合作用的影响：c目的要求：通过探究活动，了解影响光合作用的各种环境因素，并了解各种环境因素对光合作用的具体影响会导致植物生长出现什么不同的结果。实验原理：影响光合作用的因素：有光照（包括光照强度的强弱、光照的时间长短、不同的波长的光）、二氧化碳浓度、温度（主要影响酶的作用）、矿质元素和水