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【教学重点、难点】
重点:
新陈代谢的概念和组成;
酶的作用和特性。
难点:
酶和ATP在新陈代谢中的作用。
【课时安排】2学时
【主要教学方法】借助课件及图片展示,同时联系生活中常见实例进行课堂讲授酶的作用和特性。
帮助学生理解课堂讲授的内容。
通过提问启发同学积极思考。
【教学用具】图片
【教学过程设计】
第三章生物的新陈代谢
第一节新陈代谢概述
1、新陈代谢:
新陈代谢是指生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量的转变过程。
新陈代谢也可以简称为代谢。
2、
新陈代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面:
⑴物质代谢是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。
⑵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。
3、
新陈代谢的基本类型:
新陈代谢包括同化作用和异化作用两个方面
⑴同化作用指生物从外界吸取所需物质和能量,经过复杂的生物化学变化,转化成自身的物质,并贮存能量。
同化作用又称合成代谢,
⑵异化作用指生物分解自身的物质,同时释放能量,进行生命活动及合成生物大分子所必需的。
异化作用又称分解代谢。
⑶同化作用和异化作用的关系:
细胞不断地进行同化作用和异化作用,使机体不断地自我更新,从而保证机体生长、发育、繁殖、运动等生命活动正常进行。
同化作用和异化作用都包括物质代谢、能量代谢,这两方面密切联系在一起,因为物质和能量的转换、传递是不可分割的。
所以,从某种意义上来说,生物是一个物质和能量转换、传递的系统。
生物正是在物质和能量的转换、传递中不断的实现自我更新。
这也是生命运动区别于非生命运动最本质的特征。
第二节酶和ATP在新陈代谢中的作用
一、酶在新陈代谢中的作用
1、酶是特殊的催化剂———生物催化剂
酶在适宜的温度和其他条件(如适宜的pH等)下,能进行生物催化,其本身却不发生变化。
说明,酶是生物催化剂。
酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。
2、酶的特性
(1)酶催化的高效性。
酶的催化效率很高,是无机催化剂的107~1013倍,反应速度很快,少量的酶就可以起到很强的催化作用。
(2)酶催化作用的专一性。
小麦淀粉酶只对淀粉起催化作用,而对蔗糖则不起作用。
可见,酶的催化作用具有专一性的特点。
(3)酶的多样性。
由于生物体内化学反应的种类繁多,而每一种酶只能对特定的化学反应产生催化作用,因此,生物体内酶的种类是很多的。
这就是说,酶还具有多样性的特点。
(4)酶的高度不稳定性。
酶的活性易受温度、酸碱度的影响。
一般情况下,酶活性最高时的适温为25℃左右,多数酶的最适pH接近中性,只有少数例外。
酶的催化作用一般都要求生物有较为温和的环境条件,如体温的温度、常压、近中性的酸碱度等。
正是因为酶具有高效性、专一性、多样性和不稳定性的特点,所以,酶对于生物体内新陈代谢的正常进行是极为重要的。
理解:
酶要从三个方面理解:
一是从来源说,是生物活细胞产生的;
二是从功能上说,是催化剂,有催化能力,符合催化剂的一般特性。
三是从物质属性上说,酶的化学成分是有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
二、ATP在新陈代谢中的作用
1、ATP分子结构
ATP是生物体细胞内普遍存在的一种含有高能量的有机化合物,属于高能化合物。
它是生物体各种生物活动所需能量的直接来源。
ATP是腺苷三磷酸的英文缩写符号,简称ATP,其中的A表示腺苷,T表示3,P表示磷酸基。
ATP的分子式可以简写成A—P~P~P,简式中的~代表一种特殊的化学键,叫做高能磷酸键,ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键内。
高能磷酸键水解时,能够释放出较高的能量。
A—P~P~P
A:
腺苷
P:
磷酸基团
—:
普通共价键
~:
高能磷酸键
2、ATP与ADP的相互转化
在ATP分子中,远离A的那个高能磷酸键,在一定条件下很容易水解和重新形成,并且相应地伴随有能量的释放和储存。
在有关酶的作用下,ATP分子中的远离A的那个高磷酸键水解,储存在这个高能磷酸键中的能量就释放出来,远离A的那个磷酸基脱离开,形成磷酸(Pi),
三磷酸腺苷就转变成二磷酸腺苷(简称ADP,其中的D表示2)。
上述的反应是可逆的。
这就是说,在酶的作用下,ADP接受了能量,并与一个磷酸结合,就可以转变成ATP。
ATP
ADP+Pi(磷酸)+能量
可见,伴随着ATP与ADP的相互转化,存在着能量的释放和储存。
我们可以形象地说,
ATP是生物体内能量的流通“货币”。
生物体内ATP的含量不多,生物体如何使得ADP转变成ATP,以便保证能量的持续供应呢?
对于动物和人来说,ADP转变成ATP时所需的能量主要来自呼吸作用。
对于绿色植物来说,ADP转变成ATP时所需的能量,除来自呼吸作用外,还来自光合作用。
由此可知,ATP和ADP在活的细胞中如此无休止地进行循环,就使ATP不会因为能量的不断消耗而用尽,从而保证生物体的生命活动由于能够及时地得到能量而顺利地进行,新陈代谢也才能够顺利地进行下去。
◆习题与答案:
1、ATP的正确简式是()
A、A~P—P~PB、A—P—P~PC、A—P~P~PD、A~P~P~P
2、ATP转变成ADP时,下面关于高能磷酸键水解的叙述正确的是()
A、ATP分子中远离A的那个高能磷酸键水解
B、ATP分子中的两个高能磷酸键同时水解
C、在酶的作用下,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键水解
D、在能量的作用下,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键水解
◆答案:
1、C2、C
◆板书设计
1、
新陈代谢的含义
新陈代谢的基本类型
第二节酶和ATP在新陈代谢中的作用
二、酶在新陈代谢中的作用
课后评价与思考:
第三节绿色植物的新陈代谢
一、水分代谢二、矿质代谢
1、了解绿色植物水分的代谢,理解植物细胞吸水的原理及植物水分的运输、利用和散失;
理解吸胀作用和渗透作用;
蒸腾作用及其在植物体生命活动中的重要意义。
2、了解绿色植物矿质元素的吸收利用,从而理解合理施肥。
通过实验,使学生的科学态度、思想情趣得到陶冶;
培养学生重视实验的科学态度和严谨的求实勇于创新的科学精神。
培养学生理论联系实际的学习方法。
1、植物细胞吸水的原理,渗透吸水原理,质壁分离和复原的实验,植物水分的运输、利用和散失;
渗透作用和蒸腾作用及其在植物体生命活动中的重要意义
2、植物必需的元素种类和根对矿质元素离子的吸收过程
植物细胞吸水的原理
【主要教学方法】联系生活中常见实例进行课堂讲授绿色植物水分的代谢,理解植物细胞吸水的原理及植物水分的运输、利用和散失;
绿色植物矿质元素的吸收利用。
【教学用具】长颈漏斗、烧杯、显微镜、蔗糖溶液、清水、洋葱
第三节绿色植物的新陈代谢
一、水分代谢
(一)绿色植物吸收水分的部位:
绿色植物各个器官都可以吸收水分,但绿色植物吸收水分的主要器官是根。
根吸收水分最活跃的部位是根毛区的细胞。
(二)绿色植物细胞的吸水方式
植物细胞吸水的方式:
吸胀作用吸水和渗透作用吸水。
1、吸胀作用吸水:
植物细胞在形成液泡之前的主要吸水方式(如,干燥的种子)吸胀作用吸水也常常发生于根尖或茎尖生长点的细胞,以及未形成液泡的其他细胞。
2、渗透作用吸水:
在植物细胞形成大液泡之后的主要靠渗透作用吸收水分。
(三)植物细胞吸水的原理
1、渗透作用原理
水分子能够透过半透膜进行扩散与半透膜两侧水势的高低有关。
由于半透膜两侧存在水势差驱动水分子运动,从水势高的一侧向水势低的一侧流动,直至两侧平衡。
渗透作用:
水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散。
渗透吸水:
靠渗透作用吸收水分的过程。
进行渗透作用必须具备的两个条件:
要有1层半透膜。
半透膜两侧的溶液存在水势差。
2、质壁分离原理
细胞吸水:
细胞液浓度>
外界溶液浓度
细胞失水:
细胞液浓度<
外界溶液浓度 实验表明,植物细胞的原生质层的确可以看作是一层半透膜。
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞通过渗透作用失水,使细胞壁和原生质层都出现不同程度的收缩。
由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。
反之,外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞吸水,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
通过观察质壁分离现象,可以判断细胞的死活,只有活细胞才能发生质壁分离的现象,死细胞的质膜由于失去了选择透性,所以不会发生质壁分离。
(四)相邻植物细胞间水分的移动
在植物体内相邻细胞间水分的移动,取决于相邻细胞水势的高低,水分会由高水势的细胞移向低水势的细胞,植物细胞之间水势递降的方向,就是水分运行的方向。
(五)植物根系对水分的吸收
陆生植物吸水的主要器官是根,从根尖开始向上4~6cm的一段,包括根毛区、伸长区、分生区、根冠。
其中根毛区的吸水能力最强,因为根毛的存在,增大了吸收面积。
根毛分布在土壤颗粒之间,土壤颗粒之间含有土壤溶液。
通常情况下,土壤溶液的水势比较高,根毛、表皮以内的各皮层细胞以及成熟区内导管的水势依次降低。
这样,土壤溶液中的水分,就可以通过两条途径进入根内:
一条是通过表皮以内各层细胞之间的间隙,最终进入根的导管中;
另一条是通过表皮以内的各层细胞,最终进入根的导管中。
(六)水分在植物体内的运输和散失
主要通过根、茎、叶中的导管,运输到植物的地上部分。
1、具体运输过程:
土壤溶液中的水→根毛→根的导管→茎的导管→叶的导管→叶上的气孔→空气
水分通过以上各组织的运输是连续的,构成了土壤—植物—大气水分连续体。
2、蒸腾作用。
(1)、蒸腾作用:
植物体内的水分以水蒸气的形式通过植物体表气孔散失到大气中的作用。
植物体吸收的水分大部分通过蒸腾作用散失掉了(约99%),只有少量水分(约1%)参与植物
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