能量的观点在高中生物教材中的体现

能量的观点在高中生物教材中的体现能量的观点在高中生物教材中的体现能量的观点在高中生物教材中的体现V:1.0精细整理，仅供参考能量的观点在高中生物教材中的体现日期：20xx年X月能量的观点在高中生物教材中的体现作者单位：山阳县城区三中作者：徐少华联系电话量的观点在高中生物教材中的体现徐少华山阳县城区三中726406【摘要】能量的概念是高中教学的一个重要的概念，也是最基础的概念，尤其对理科学生来说。可以这么说，学生对能量这一概念的认知程度反映了学生对科学知识的理解程度。因此，能量的概念和观点在高中理科教学中被普遍渗透，在生物教学中也不例外，能量的知识在高中生物教材中多处都得以体现。一方面，通过结合生动的生物现象使学生加深了对能量这一抽象概念的理解，另一方面，借助能量的概念和观点科学准确的解释了许多生物现象的本质。本文就能量的知识在高中生物教材的展现以及能量的观点和思想在生物教学中的渗透做一介绍。【关键词】能量生物教学能量代谢能源物质人教版高中生物教材中，有许多地方渗透和运用了能量的观点，它们是抽象的，学生往往不易于理解，而这些知识在生物教学乃至在整个理科教学中至关重要，因此如何让学生准确的掌握能量的概念及理解能量的观点是生物教师必须重视的问题。现结合教学实践及人教版教材，谈几点认识。一.能量的观点在教材中的体现1.能量概念的在高中生物教材首次提出在必修一关于细胞器的功能的叙述中：如线粒体是“动力车间”，叶绿体是“能量的转换站”。2.必修一物质跨膜运输的方式一节中，主动运输则体现能量的重要性。3.新教材必修一介绍了酶的作用原理；降低化学反应的活化能，运用能量的观点使学生对酶的认识更近了一步。4.同样必修一细胞的能量“通货”ATP一讲中，详细的介绍了生命活动的直接供能物质ATP,并详述了细胞的供能机制。5.必修一第五章细胞的代谢中，两个重要的细胞生理代谢过程光合作用，呼吸作用则描述了了细胞中能量的转化过程，体现能量这一重要思想，是生物教学中能量部分的重点内容之一。6.必修二主要讲遗传，但也渗透了能量的观点，例如：在生物进化部分。生物进化的长河中，由于出现了有氧呼吸，使生物对能量得到充分利用，从而大幅度加快了生物的进化进程。7.必修三着重讲述了生命系统的观点，而生命系统的维持离不开物质和能量的支持。8.必修三在对生态系统知识的讲述中，介绍了生态系统中能量的流动，同时涉及了能量在生态系统中的储存，转化，传递，散失等，以能量的观点分析生态系统中各物种的关系，是高中生物中利用能量知识和思想的又一重要部分。二.高中生物教材中的能量的知识在高中生物学教材中有多处涉及到能量知识,下面分别从提供能量的物质、细胞的能量转化、个体的能量代谢、生态系统的能量流动四个方面简述高中生物教材与能量有关的问题。1.供能物质生物体内的各种有机物都可作为能源物质,但在能量代谢过程中所起的作用又有所不同。按作用不同可分为能源物质、直接能源物质、主要能源物质、储能物质、高能化合物等。1.1.直接能源物质生物体内的直接能源物质是ATP,ATP中储存的活跃的化学能在ATP水解时释放，直接用于各项生命活动。而其他形式的能源物质中所贮存的能量都必须转移到ATP中才能用于各项生命活动。这一转移过程在光合作用和呼吸作用中得以完成。ATP被称为“能量的货币”。1.2.主要能源物质糖类、脂肪和蛋白质等有机物中都含有大量的能量,这些有机物氧化分解后释放的能量转移到ATP中,用于各项生命活动。但是,生命活动所利用的能量约70%是由糖类提供的。所以,糖类是生命活动的主要能源物质。1.3.储能物质在生物体内长期贮存能量的物质是脂肪。脂肪贮存能源的效率最高,1g脂肪所贮存的能量是蛋白质和糖类的2倍多,所以说脂肪是细胞中良好的储能物质。1.4辅助能源物质在生物体内的高能磷酸化合物中除了ATP外,还有磷酸肌酸。但是磷酸肌酸中贮存的能量并不能直接用于各项生命活动,必须转移到ATP中后才能被生命活动利用。反应方程式为:ADP+磷酸肌酸ATP+肌酸。这个反应进行的速度很快,但由磷酸肌酸转化生成的ATP的量不能满足长时间供能,随着磷酸肌酸的消耗,生物体内有机物(主要是糖类)氧化分解供能系统已逐渐启动,后续的ATP消耗主要由呼吸作用提供,因此,磷酸肌酸被称为辅助能源。2.细胞的能量转化生物光合作用和呼吸作用过程中实现了细胞水平的能量转化,两者构成了细胞能量代谢的基础。绿色植物叶肉细胞进行光合作用将无机物合成有机物,同时储存能量;生物细胞呼吸分解有机物,同时释放能量供给各项生命活动的需要。2.1光合作用光合作用在植物叶肉细胞的叶绿体中进行,分为光反应和暗反应两个阶段。光反应是把光能转换成电能,再把电能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中;暗反应是利用光反应产生的ATP和NADPH把CO2合成糖类等有机物,同时把ATP和NADPH中活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。2.2.细胞呼吸生物体的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内的糖类、脂质和蛋白质等有机物的氧化分解。细胞呼吸过程中把有机物中的能量一部分转移到ATP中，另一部分以热能的形式散失了，值得一提的是，其中转化到ATP中的能量只有一少部分，这个转化效率大约和热机效率相当。例如：在有氧呼吸时,1mol葡萄糖彻底氧化分解共释放2870kJ的能量,其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。3.个体的能量代谢能量代谢是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。植物体能通过光合作用把太阳光能转变成化学能储存在合成的糖类等有机物中;人和动物将外界环境中形成的有机物作为能量和碳的来源,把这些有机物摄入体内,转变成自身的组成物质,并且储存能量。而这些能量通过呼吸作用转移到ATP中，用于各项生命活动。3.1.生物体内的能量代谢和物质代谢密切联系有机物的合成伴随着能量的储存,有机物的氧化分解伴随着能量的释放。能量和物质不可分割，物质是能量的载体，形成ATP的过程,也是能量转移的过程。ATP的水解是释放能量的过程,也是能量利用的过程。3.2.生物体内不同形式的能量在代谢过程中的转化例如：在肌细胞和处于分裂期的细胞中,化学能可转化为机械能;在神经细胞、味觉及嗅觉感受器等处,化学能可转变为生物电能;在肾、小肠内与吸收相关的细胞中,化学能可转化为渗透势能;而在荧火虫发光器内,化学能可转化为光能。3.3体温调节与能量代谢人的体温恒定是机体产热与散热保持动态平衡的结果。在寒冷环境中通过物质的氧化分解增加产热；在炎热环境中,通过皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌汗液增加,来增加散热。4.生态系统的能量流动生命系统的维持离不开物质和能量，能量流动是生态系统的重要功能之一,是生态系统存在和发展的动力。4.1生态系统能量流动的过程流入生态系统的总能量就是生产者通过光作用所固定的太阳能的总量,能量流动的渠道是食物链和食物网进行的,能量在生态系统中的流动及转化情况是:热能散失太阳光能生物体中的化学能光合作用呼吸作用ATP活跃的化学能因此,热能是能量流动的最终归宿。4.2生态系统能量流动的特点和能量传递的效率能量流动的特点是单向流动和逐级递减。单向流动是指生态系统的能量流动只能从低营养级流向高养级,一般不能逆向流动,这是由于动物之间的捕食关系确定的；逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流人后一个营养级,能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的,能量在沿食物链传递的平均效率为10%～20%。能量流动的这些规律很好的解释生态系统中各生物的数量关系，同时在实际生产中具有一定的指导意义：帮助人类合理调整能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益部分。综上所述，本文对高中生物教