高考高三生物6二轮复习微专题-生命系统与能量课件

二轮复习微专题——生命系统与能量主讲人：XXX专题目的重要概念教学过程练习反思本专题从能量角度切入，通过对比细胞、个体、生态系统3种不同尺度的生命系统的能量流动过程，理解能量对生命系统的作用和意义———维持生命系统的高度有序性；分析物质变化与能量流动的关系，提升学生对生命本质的认识———生命的物质性；生命系统是开放的系统，生命系统的高度有序性需要大量的物质与能量的投入，以维持负熵。专题意图与目标1）认识到不同尺度的生命系统在结构上的共性——均严整且高度有序。2）比较能量在细胞、个体、生态系统中发挥作用的方式并发现其中的共性。3）能解释能量对生命系统的作用和意义。4）能从物质和能量角度为生命系统下一个定义。1-生命系统是指什么？包含哪些层次？2-这些生命系统在结构上有什么共同的特点？细胞结构、细胞的生物膜系统、个体水平的生命系统的结构层次、生态系统的结构生命系统的结构都是严整的、高度有序的1.生命系统的能量类型2.生命系统的能源物质植物体能量的来源光能光合作用动物体能量的来源化学能消化吸收硝化细菌的能量来源化学能化能合成作用生命活动的能量来源化学能ATP水解能源物质糖类、脂肪、蛋白质结构稳定主要能源物质糖类结构稳定高能化合物ATP、ADP、磷酸肌酸结构不稳定直接能源ATP结构不稳定3-关于能量的知识你还记得什么？能量与生命系统有什么联系？3.能量的获取、储存、释放、转移、利用葡萄糖CO2+H2O热能化学能ADP+PiATP肌肉收缩神经传导主动运输③②①（1）ATP的合成与水解ATPADP+Pi+能量①②ATP的高能磷酸键不稳定，这与其功能相适应吗？运动员高强度训练后肌酸激酶升高的机理分析。3-关于能量的知识你还记得什么？能量与生命系统有什么联系？（2）绿色植物的光合作用（3）化能合成作用3.能量的获取、储存、释放、转移、利用葡萄糖CO2+H2O热能化学能ADP+PiATP肌肉收缩神经传导主动运输③②①3-关于能量的知识你还记得什么？能量与生命系统有什么联系？（4）动物的消化吸收食物成分消化产物吸收的营养物质淀粉麦芽糖、葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪酸+甘油脂肪酸、甘油、脂肪蛋白质多肽、氨基酸氨基酸3-关于能量的知识你还记得什么？能量与生命系统有什么联系？3.能量的获取、储存、释放、转移、利用葡萄糖CO2+H2O热能化学能ADP+PiATP肌肉收缩神经传导主动运输③②①3-关于能量的知识你还记得什么？能量与生命系统有什么联系？3.能量的获取、储存、释放、转移、利用葡萄糖CO2+H2O热能化学能ADP+PiATP肌肉收缩神经传导主动运输③②①（5）细胞呼吸圆圈1，在细胞质基质中进行，葡萄糖分解为丙酮酸。圆圈2，表示第二阶段，在线粒体中进行。圆圈3，表示第三阶段。现在结合图片归纳有氧呼吸特点1、细胞呼吸的本质是氧化分解有机物、释放能量。2、无氧呼吸释放的能量少。3、葡萄糖的逐步分解，都伴随着能量的释放。4、能量的释放伴随着ATP的合成。不同水平的能量转换对于异养生物能量以小分子有机物中化学能的形式输入细胞，在细胞内通过细胞呼吸转化成热能和ATP中的化学能，ATP中的化学能在细胞内做功，又可转化为其他有机化合物中的化学能，或转化成渗透能、机械能、电能、光能等。3-关于能量的知识你还记得什么？能量与生命系统有什么联系？3-关于能量的知识你还记得什么？能量与生命系统有什么联系？不同水平的能量转换能量在细胞这个层次的生命系统中发挥作用，同样存在着能量的输入、传递、转化和散失过程。个体水平的生命系统是由细胞组成的，它们需要解决的主要矛盾是营养物质如何运达每一个细胞，以及如何通过调节使多细胞协同配合成为一个统一的整体。4-能量对于细胞、个体、生态系统3种尺度的生命系统是如何发挥作用的？能量对不同生命系统的作用方式有什么共同点？能量在维持细胞结构有序时发挥作用：在细胞内，ATP与吸能反应偶联，构造细胞自身的有机分子———蛋白质、核酸、多糖、脂质等，这些物质在细胞内扮演不同的角色，有的充当了细胞的“建筑材料”，有的贮存遗传信息，有的负责加快物质转变的速度———酶。ATP中的能量参与搬运物质至细胞特定的部位。可见维持细胞有序结构是需要耗能的。4-能量对于细胞、个体、生态系统3种尺度的生命系统是如何发挥作用的？能量对不同生命系统的作用方式有什么共同点？能量对于生态系统结构的维持发挥作用：生态学家在加州北部的Eel河上进行了一个严密而细致的研究。研究人员设置了围篱，并将围篱中的大型鱼类全部清除。每个围篱上还放置了一个顶层，有些透光，有些半透光或全暗，其结果是每个围篱中光照强度不同，观测不同初级生产力（单位时间单位面积内绿色植物生产有机物的量）条件下各营养级的生物量（被调查时刻生物体内有机物的积累量）有什么变化，已知a、b、c、d分别代表不同围篱的初级生产力，且有a＜b＜c＜d。实验结果如图1所示。4-能量对于细胞、个体、生态系统3种尺度的生命系统是如何发挥作用的？能量对不同生命系统的作用方式有什么共同点？分析得出：初级生产力越大，即被生产者固定下来的太阳能越多，就有更高的营养级出现生物量的积累。生态系统能量注入越多，生态系统的营养级的级数也会随之增加，能量如果减少，也就养活不了那么多营养级的生物。可见能量对于生态系统的营养结构的维持也至关重要。4-能量对于细胞、个体、生态系统3种尺度的生命系统是如何发挥作用的？能量对不同生命系统的作用方式有什么共同点？与热力学第二定律的内容比较，分析生命系统是一个开放的系统热力学第二定律指出：一个系统中各种自发过程都朝着熵增大的方向进行。熵是系统的状态函数，是无序性的度量。生命系统能一直保持有序性（熵减），在这一点上是否与热力学第二定律相违背？答案是否定的，只有与外界环境既无物质交换又无能量交流的孤立系统，其自发过程才会导致无序性增加。生命系统是与外界环境紧密联系的开放系统，它不断地与外界环境发生物质和能量的交换。它们从环境吸收日光（植物）或富含自由能的有机物（动物、真菌等），而将热及含自由能很少的简单物质（代谢废物）送回环境。环境熵增而生命系统从环境中吸收负熵。所以可以说，人们每天吃食物，吃的是“秩序”。在生命系统中，投入的物质和能量增加，同化作用大于异化作用则表现出生命系统在生长。这一现象既适用于细胞、个体，也适用于生态系统。只有能量的输入大于或等于输出时，细胞、个体、生态系统才能维持自身结构的稳定。细胞和生态系统的功能对比为什么生态系统的功能表述为：“能量流动、物质循环和信息传”，如果与细胞的基本功能———新陈代谢对比会发现，细胞的新陈代谢就是细胞内全部有序的化学反应，表现为物质变化和能量转换，这样对于宏观的生命系统———生态系统的功能表述为“能量流动、物质循环和信息传递”也就可以理解了，并且学生会联想到细胞内部也存在信息传递的过程。5-能量不断流经生命系统的意义是什么？生命系统的结构是由物质构建的，物质变化与能量转化有什么关系？6-请从物质与能量角度给生命系统下一个定义两幅图都是想象出来的，左图表示细胞溶胶呈现的状态；右图表示驱动蛋白协助囊泡在微管蛋白上定向运动。哪一幅更可信？细胞溶胶看似混乱，其实有序。细胞溶胶中有细胞骨架，许多催化化学反应的酶可以与细胞骨架结合。如与糖酵解有关的酶类，彼此之间可能以弱键结合在一起形成多酶复合体，定位在细胞质基质的特定部位，催化从葡萄糖到丙酮酸的一系列反应。前一个反应的产物即为下一个反应的底物。这就是为什么在相同条件下，完整的酵母菌比破碎的酵母产酒精的效率高。细胞内部实际是成千上万个分子的浓缩混合物，细胞内的化学反应也符合无机界的分子间的碰撞原理。如DNA复制时，与新的子链末端碰撞的脱氧核苷酸有4种可能，其中只有1/4的概率可以与新的子链末端脱水缩合，因为只有1种脱氧核苷酸能与模板链正确互补配对。而DNA分子复制的速度非常快，大肠杆菌的DNA聚合酶Ⅲ每秒钟催化800~1000个碱基配对。细胞内浓缩的有机分子增加了分子间碰撞的机会。生命的物质性、有序性，生命依据物质世界的规律运演。6-请从物质与能量角度给生命系统下一个定义1．人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关，下列叙述错误的是（D）A．慢跑时慢肌纤维产生的ATP，主要来自于线粒体内膜B．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉C．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATPD．消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多练习题2．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，产生的酒精和CO2的量如表所示。分析表中数据可得出的结论是（

）A．氧浓度为a时，酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B．氧浓度为b时，相同时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄