第湘教版高三下期生物教案模板認(rèn)真?zhèn)湔n，不但備學(xué)生而且備教材備教法，根據(jù)教材內(nèi)容及學(xué)生的實(shí)際，設(shè)計(jì)課的類型，擬定采用的教學(xué)方法，并對(duì)教學(xué)過(guò)程的程序及時(shí)間安排都作了詳細(xì)的記錄，認(rèn)真寫(xiě)好教案。下面是小編為大家整理的5篇湘教版高三下期生物教案內(nèi)容，感謝大家閱讀，希望能對(duì)大家有所幫助！

湘教版高三下期生物教案1

教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容。

(2)種群、種群基因庫(kù)、基因頻率的概念，以及基因頻率的計(jì)算方法。

(3)突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因。

(4)自然選擇在生物進(jìn)化中的作用。

(5)隔離的概念和類型，以及隔離與物種形成的關(guān)系。

2.能力目標(biāo)

通過(guò)教學(xué)過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、歸納總結(jié)能力。

教學(xué)重難點(diǎn)

(1)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)及其主要內(nèi)容之間的關(guān)系

(2)運(yùn)用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)解釋生物界的現(xiàn)象，既是本課題的重點(diǎn)，又是難點(diǎn)

(3)對(duì)達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的評(píng)價(jià)是教學(xué)的難點(diǎn)

(4)達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容和各要點(diǎn)之間的關(guān)系，以及用達(dá)爾文學(xué)說(shuō)解釋生物的適應(yīng)(5)性、生物的進(jìn)化，這成為組織教學(xué)的難點(diǎn)。

教學(xué)過(guò)程

[一]導(dǎo)課

世界上到底是先有雞還是先有蛋這個(gè)問(wèn)題困擾了人類幾千年!對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，首先是神學(xué)家們作出了“解釋”：先有雞，因?yàn)樯系蹌?chuàng)造了雞，然后讓雞下蛋!隨著科學(xué)的發(fā)展人們不相信上帝了!沒(méi)了上帝，上帝創(chuàng)造了雞的“解釋”也就沒(méi)人相信了。于是關(guān)于生物起源、進(jìn)化的種種猜測(cè)又被提了出來(lái)……我們已經(jīng)知道地球上現(xiàn)存的有記載的生物種類大約200多萬(wàn)種，還有許許多多種生物沒(méi)有被我們發(fā)現(xiàn)。

沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的生物數(shù)目可能要比已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的多10倍，更何況已經(jīng)絕滅的生物比現(xiàn)存的還要多得多，據(jù)估計(jì)，曾在地球上生活過(guò)的生物種數(shù)可能多達(dá)5億～10億。這么多的生物從無(wú)到有，從少到多，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低等到高等，一批又一批地“踏上”地球，又“遠(yuǎn)離”地球走向死亡，進(jìn)行著自然界的“新陳代謝”，這就是生物的進(jìn)化。

[二]達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)

1.主要內(nèi)容

師講述：進(jìn)化的原因是什么呢拉馬克關(guān)于進(jìn)化的用進(jìn)廢退學(xué)說(shuō)

拉馬克是進(jìn)化論的奠基者，他在18世紀(jì)初提出了用進(jìn)廢退的進(jìn)化學(xué)說(shuō)：環(huán)境的改變是導(dǎo)致生物進(jìn)化的原因。環(huán)境改變了，生物的生活方式也要跟著變，有的器官由于經(jīng)常使用而發(fā)達(dá)起來(lái)，有的器官則由于長(zhǎng)期不使用而萎縮退化了。

師講述：在19世紀(jì)，達(dá)爾文提出了以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的生物進(jìn)化論。自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容是什么呢

放映錄像：非洲草原野牛四季生活及生殖過(guò)程，重點(diǎn)放映遷徙路徑大河時(shí)，許多野牛個(gè)體被淹死或被鱷魚(yú)吃掉的情景。

師引導(dǎo)：學(xué)生根據(jù)錄像及初中所學(xué)有關(guān)知識(shí)總結(jié)歸納出達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容是：過(guò)度繁殖，生存斗爭(zhēng)(生存競(jìng)爭(zhēng))，遺傳變異，適者生存。

師引導(dǎo)：指導(dǎo)學(xué)生明確以下內(nèi)容：

(1)任何一種生物的繁殖能力都很強(qiáng)，在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能產(chǎn)生大量的后代。但因?yàn)樯锏纳鏃l件有限，生物在爭(zhēng)奪有限的空間和食物的情況下，同種生物個(gè)體之間，種與種之間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間不斷進(jìn)行著激烈的生存斗爭(zhēng)，斗爭(zhēng)的結(jié)果是一部分個(gè)體被淘汰。例如：鯉魚(yú)在繁殖季節(jié)，雌魚(yú)會(huì)產(chǎn)許多卵，雄魚(yú)也會(huì)產(chǎn)下大量的精子，但是能夠形成受精卵是少數(shù);受精卵形成后，在孵化的過(guò)程中個(gè)體弱小的幼鯉又會(huì)被淘汰掉，能夠存活下來(lái)的只是很少的一些個(gè)體。

(2)在生存斗爭(zhēng)中，具有有利變異的個(gè)體將幸存并會(huì)將這些變異遺傳下去;而不利變異個(gè)體則很容易地被淘汰掉。達(dá)爾文把這種適者生存，不適者被淘汰的過(guò)程叫做自然選擇。在長(zhǎng)期的自然選擇過(guò)程中，微小的有利變異得到積累變?yōu)轱@著變異，從而產(chǎn)生了適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型，這就是生物進(jìn)化的原因。

(3)自然選擇學(xué)說(shuō)科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化的原因及生物的多樣性和適應(yīng)性。但由于受到當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，自然選擇學(xué)說(shuō)對(duì)于遺傳和變異的本質(zhì)，自然選擇如何對(duì)可遺傳的變異起作用的問(wèn)題不能作出科學(xué)的解釋。

2.以自然選擇學(xué)說(shuō)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的提出

近些年來(lái)，生物學(xué)家在達(dá)爾文的進(jìn)化理論的基礎(chǔ)上，將遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)等研究成果引入到進(jìn)化論的研究中，形成了以自然選擇學(xué)說(shuō)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。

[三]、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡(jiǎn)介

現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容包括：

(1)種群是生物進(jìn)化的單位;

(2)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料;

(3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向;

(4)隔離導(dǎo)致物種的形成。

(一)種群是生物進(jìn)化的單位

1.種群的定義

師：舉例：

(1)一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú);

(2)一個(gè)池塘中的全部魚(yú);

(3)一片草地上的全部植物;

(4)一片草地上的全部蒲公英。

引導(dǎo)：學(xué)生分析歸納出(1)與(4)屬于種群。

師生歸納：種群指生活在同一地點(diǎn)的同種生物個(gè)體的總和。

2.種群的特點(diǎn)

(1)種群的個(gè)體之間具有年齡和性別的差別，并不是機(jī)械地結(jié)合在一起。

(2)種群也是生物繁殖的基本單位。個(gè)體之間彼此可以交配，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代。

師：種群為什么是進(jìn)化的單位呢

出示資料：大熊貓的生存

從進(jìn)化上看，大熊貓己經(jīng)歷了小大小的興衰歷程，從分布范圍看，它已由廠布于亞洲東部而退縮到中國(guó)。特別是近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類生產(chǎn)活動(dòng)無(wú)節(jié)制地?cái)U(kuò)展，大熊貓分布區(qū)已由約5萬(wàn)平方公里縮小到1萬(wàn)多平方公里，數(shù)量不足1000只，且被分割成大小不等的20多塊島嶼狀孤立地帶。

由于大熊貓的分布是呈島嶼狀的小種群，每個(gè)種群的個(gè)體數(shù)不足50只。難免導(dǎo)致它們近親繁殖而使其喪失遺傳多樣性，最終導(dǎo)致種質(zhì)較差的小種群逐一滅絕。加之大熊貓食性單一，若遇大熊貓主食竹周期性地開(kāi)花枯死(約60年一周期)，必然導(dǎo)致大熊貓因食物匱乏而餓、病死亡。

3.基因庫(kù)、基因頻率

生：閱讀教材P65，找出基因庫(kù)和基因頻率的概念。

師生歸納：種群的基因庫(kù)是指一個(gè)種群所含有的全部基因。不同的基因在種群的基因庫(kù)中所占的比例是不同的。

師舉例：我們知道多指為顯性基因控制的遺傳病，而絕大多數(shù)人表現(xiàn)為正常。白化病是隱性基因控制的遺傳病，絕大多數(shù)人表現(xiàn)正常。

師生歸納：基因頻率是指某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例。

生質(zhì)疑：怎樣才能知道某種基因的基因頻率呢

我們可以通過(guò)抽樣調(diào)查的方法獲得。

師引導(dǎo)：學(xué)生計(jì)算這樣一個(gè)例子：從某種生物的種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知其基因型分別為AA、Aa、aa的個(gè)體分別為30、60和10個(gè)，問(wèn)其中A基因頻率為多少a基因頻率為多少

解法一：通過(guò)基因型計(jì)算基因頻率，就AA、Aa、aa來(lái)說(shuō)，每個(gè)個(gè)體可認(rèn)為含有2個(gè)基因，則100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因：

A基因頻率=(2×30+60)÷200=60%

a基因頻率=(2×10+60)÷200=40%

解法二：通過(guò)基因型頻率計(jì)算基因頻率，即一個(gè)等位基因的頻率等于它的純合體頻率與1/2雜合體頻率之和，則：

A基因頻率=30%+(1/2)×60%=60%

B基因頻率=10%+(1/2)×60%=40%

從上述可知，種群中一對(duì)等位基因的頻率之和等于l(其基因型頻率之和也等于1)。

生質(zhì)疑：種群中某基因的頻率是否一直不變呢讓我們觀看一個(gè)課件。

生觀看：用CAI課件模擬英國(guó)曼徹斯特地區(qū)樺尺蠖從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期，淺色型樺尺蠖和黑色型樺尺蠖所占比例發(fā)生劇烈變化的過(guò)程。

1850年以前該地區(qū)的樺尺蠖以淺色為主，黑色個(gè)體很少。隨著英國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使環(huán)境發(fā)生了改變，黑色樺尺蠖與淺色樺尺蠖的數(shù)量發(fā)生了巨大的變化。黑色型達(dá)到了95%左右，淺色型由余下了5%左右。

師生歸納：由此可見(jiàn)，種群中的基因頻率是在不斷改變的。種群中的個(gè)體一代一代死亡，但基因庫(kù)卻在代代相傳的過(guò)程中保持和發(fā)展。

結(jié)論：生物進(jìn)化過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。所以說(shuō)種群是生物進(jìn)化的單位。

[四]教學(xué)目標(biāo)鞏固

1.自然選擇題學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容之間的關(guān)系

(1)過(guò)度繁殖為自然選擇提供更多的選擇材料，加劇了生存斗爭(zhēng)。

(2)變異是不定向的，具有有利變異的個(gè)體通過(guò)遺傳在后代中得到積累和加強(qiáng)，產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的新類型，這是生物多樣性和適應(yīng)性形成的原因，因此遺傳變異是生物進(jìn)化的內(nèi)在因素。

(3)自然選擇是定向的，決定著生物進(jìn)化的方向。

(4)自然選擇是通過(guò)生存斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，生存斗爭(zhēng)是生物進(jìn)化的動(dòng)力。

(5)適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。

2.達(dá)爾文在北大西洋東部以馬德拉群島上發(fā)現(xiàn)有550種昆蟲(chóng)，其中有200種昆蟲(chóng)的翅已退化，不會(huì)飛翔，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是()

A.生存斗爭(zhēng)的結(jié)果B.食物中缺乏翅生長(zhǎng)的物質(zhì)

C.定向變異的逐代積累D.自然選擇的結(jié)果

答案：D

3.從某生物種群中隨機(jī)抽出1000個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為BB、Bb、bb的個(gè)體分別為300個(gè)、600個(gè)和100個(gè)。

(1)在這1000個(gè)個(gè)體中，B基因有;其基因頻率為。

(2)在這1000個(gè)個(gè)體中，b基因有;其基因頻率為。

答案：(1)120060%(2)80040%

4.下列生物屬于種群的是()

A.一塊水田里的全部水稻、水草、魚(yú)、蝦及其他生物B.一塊朽木上的全部真菌

C.一塊棉田中的全部幼蚜，有翅和無(wú)翅的成蚜D.一個(gè)池塘中的全部魚(yú)

答案：C

5.根據(jù)達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō)，長(zhǎng)頸鹿的頸和腿之所以特別長(zhǎng)，是由于()、

A.為了攝食樹(shù)葉，頸和腿不斷伸長(zhǎng)，代代相傳，愈伸愈長(zhǎng)

B.長(zhǎng)頸、長(zhǎng)腿者比短頸、短腿者有較佳的生存機(jī)會(huì)

C.長(zhǎng)頸、長(zhǎng)腿者影響了遺傳基因

D.基因控制的性狀在表達(dá)時(shí)受到環(huán)境的影響

答案：B

6.自然選擇是指()

A.生物繁殖能力超越生存環(huán)境的承受力B.生物過(guò)度繁殖引起的生存斗爭(zhēng)

C.在生存斗爭(zhēng)中，適者生存D.遺傳使微小的有利變異得到積累和加強(qiáng)

答案：C

[五]總結(jié)

本節(jié)課主要是了解了“達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容、意義和局限性”;由于其具有局限性，所以人們對(duì)其進(jìn)行了補(bǔ)充和發(fā)展，提出了“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變

湘教版高三下期生物教案2

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面

1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程;初步理解酶的概念、酶的特性、影響酶活性的因素

3、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過(guò)程中，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位;通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系;體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育。

教學(xué)建議

教材分析

1、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是RNA，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解。

2、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑

的催化效率》切入;酶的專一性的特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入;

3、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》切入。

本節(jié)內(nèi)容的最后，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開(kāi)闊學(xué)生的視野，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。

教法建議

1、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí)，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開(kāi)，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的，合成與分解是如何進(jìn)行的，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命。

例如，為使學(xué)生理解新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程;發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程;發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等，使學(xué)生對(duì)新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。

2、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn)。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的，開(kāi)放的系統(tǒng)。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，而必須在常溫、常壓、水溶液環(huán)境下能快速、有序地進(jìn)行的，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開(kāi)生物催化劑，即酶的原因。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。酶的特性這部分內(nèi)容，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié)。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。

3、使學(xué)生理解酶具有高效性、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn)，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。

在組織學(xué)生操作、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

【課題】第一節(jié)新陳代謝與酶

【教學(xué)重點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用

【教學(xué)難點(diǎn)】新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶在生物新陳代謝中的作用

【課時(shí)安排】1課時(shí)

【教學(xué)手段】板圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)過(guò)程】

1、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

(1)學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí)，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的

③學(xué)生如何理解同化作用、異化作用，物質(zhì)代謝、能量代謝，它們之間有何關(guān)系

④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程，各是如何參與的等等

(2)學(xué)生一般只能從生物個(gè)體、器官或系統(tǒng)水平上，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)把討論引向微觀水平，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)

②你吃下的淀粉類食物，通過(guò)什么途徑為你提供能量等等

通過(guò)分析、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持，需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì)，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。

2、酶的概念、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的，可以提問(wèn)，如：

(1)細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢

(2)在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶。

3、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程、方法有一個(gè)較為全面的了解，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。

學(xué)生閱讀后，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎并做一定的說(shuō)明。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行。

很多年來(lái)，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：RNA也可以是高活性的酶。早在1982年，T.Ceeh發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲(chóng)的26S

rRNA前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接，最終形成L19RNA。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性，沒(méi)有把它與酶等同看待。

1983年Atman和Pace分別報(bào)導(dǎo)了在RNA前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成的。如果除去蛋白質(zhì)部分，并提高鎂離子的濃度，則留下的RNA具有與全酶相同的催化活性，這是說(shuō)明RNA具有酶活性的第一例證。

“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用，同時(shí)也讓我們看到，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的，而真理是相對(duì)的，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至_。

另外，酶、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混。可就高中生物學(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶激素維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(如生長(zhǎng)素、胰島素等)、固醇類脂類物質(zhì)(如性激素)多種多樣，一般為小分子有機(jī)物。

如維生素D是固醇類物質(zhì);維生素A是脂類物質(zhì)(萜類);維生素C是抗壞血酸(葡萄糖的衍生物)等等。

從生理功能看可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑。

激素又稱“化學(xué)信使”，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng)，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會(huì)被破壞。

維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取。

可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章。

4、酶的特性

在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí)，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)

為解決這個(gè)問(wèn)題，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn)，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，分析得出結(jié)論，即酶的高效性、專一性與多樣性特性。

(1)酶的高效特性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì)，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的，對(duì)機(jī)體有毒害作用。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng);二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟。

實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實(shí)例，概括酶的高效性。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行。

(2)酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解。

在此基礎(chǔ)上，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性;

(3)酶的多樣性原理，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出。

5、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，理解?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí)。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳?，學(xué)生知道其中的原因嗎”

人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃，雖然體溫只是升高了1℃，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持續(xù)高燒，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏睡、昏迷、驚厥、甚至危及生命，這是為什么呢原來(lái)，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響，如溫度、pH值、有機(jī)溶劑、重金屬離子、酶濃度、酶的激活劑、抑制劑等等，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí)，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。

霍亂是一種烈性傳染病，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細(xì)胞得不到鉀、鈉、鈣、氯離子，導(dǎo)致肌肉痙攣;細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒，最終病人腎功能衰竭，休克、死亡。人體大量出汗、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理;嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果，就是這個(gè)道理。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后，有一種應(yīng)急措施，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎”

酶活性除了與溫度、pH有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì)，而保護(hù)了這些酶的活性。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施，還要去醫(yī)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療。

擴(kuò)展資料

淀粉液遇碘變藍(lán)的原因

淀粉是白色無(wú)定形的粉末，由10%～30%的直鏈淀粉和70%~90%的支鏈淀粉組成。直鏈淀粉具有遇碘變藍(lán)的特性，因?yàn)槿苡谒闹辨湹矸劢柚肿觾?nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀，第一個(gè)螺距有六個(gè)葡萄糖殘基組成。如果在淀粉液中加入碘液，碘分子便嵌人到螺旋結(jié)鉤的空隙處，并且借助范德華力與直鏈淀粉聯(lián)系在一起，形成了一種絡(luò)合物，這種絡(luò)合物能夠比較均勻地吸收波長(zhǎng)范圍為400~750nm可見(jiàn)光，而反射的光是藍(lán)光，所以使淀粉溶液呈現(xiàn)出藍(lán)色來(lái)。

絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA

生物體內(nèi)存在三千多種具有不同功能的酶，一切生命現(xiàn)象都與酶有關(guān)，因?yàn)榛罴?xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，沒(méi)有酶，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命也就會(huì)隨之停止。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，這一認(rèn)識(shí)直到20世紀(jì)80年代后才被科學(xué)修正過(guò)來(lái)?？茖W(xué)研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化功能，如一種叫RNaseP的酶，它是由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA組成?？茖W(xué)家將這種酶的蛋白質(zhì)除去，同時(shí)提高鎂離子的濃度，留下來(lái)的RNA仍具有與該酶相同的催化活性。后來(lái)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)其它某些RNA分子與那些構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子一樣，也都是效率非常高的生物催化劑。

酶工程

細(xì)菌細(xì)胞直徑不足2μm，每時(shí)每刻卻發(fā)生著1500一2023個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由1000多種酶對(duì)這些反應(yīng)進(jìn)行催化和調(diào)制，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸;而且細(xì)菌合成效率驚人，它合成每個(gè)肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進(jìn)的蛋白質(zhì)自動(dòng)合成機(jī)器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個(gè)肽鏈需要7分鐘，兩者相差200多倍;它合成RNA和DNA的速度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人工合成;另外細(xì)胞中能量轉(zhuǎn)換效率也很高，這一切都有賴于生物催化劑，這就是酶。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有幾千種以上。它們定位于各種細(xì)胞的不同細(xì)胞器中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使這些反應(yīng)在正常溫度等條件下就可順利進(jìn)行。

酶是細(xì)胞產(chǎn)物，但不一定非要在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外，即在非細(xì)胞條件下也能發(fā)揮作用。19世紀(jì)，人們已認(rèn)識(shí)到酵母可以使葡萄糖發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，但是對(duì)于這一過(guò)程是如何進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)主要有兩種觀點(diǎn)，而且一直未能達(dá)成一致。1857年，法國(guó)的細(xì)菌學(xué)家巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵需要有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn);德國(guó)化學(xué)家李比西則認(rèn)為酒精發(fā)酵要求的只是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，而不要求完整的細(xì)胞參與。直到1897年，畢西納不用完整的酵母細(xì)胞，而用酵母汁進(jìn)行酒精發(fā)酵獲得成功，從而證明生物體內(nèi)的催化反應(yīng)也可能在體外進(jìn)行。

正是基于這點(diǎn)，人們可以利用細(xì)胞中的酶能催化體外的生化反應(yīng)，這就是酶工程得以發(fā)現(xiàn)的前提。

我們都用過(guò)加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白質(zhì)和脂肪酶等多種通過(guò)微生物生產(chǎn)出來(lái)的酶，因此，去除汗?jié)n和油污的能力比較強(qiáng)。我們知道，酶作為一類具有生物催化作用的有機(jī)物，是在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的。那么，人們是怎樣通過(guò)活細(xì)胞獲得這種酶并且在生產(chǎn)和生活中使用這些酶的呢這些都是通過(guò)酶工程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

所謂酶工程，就是在一定的生物反應(yīng)器中，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù)，而且酶工程是生物工程的核心，沒(méi)有酶的作用，任何生物工程技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)。概括地說(shuō)，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩個(gè)方面組成的。

(一)酶制劑的生產(chǎn)

已知酶的種類大約有幾千種，實(shí)際已被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的僅10余種，如已能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶等，其中堿性蛋白酶用于加酶洗滌劑，占國(guó)際上酶銷售額的首位，青霉素固化酶用于醫(yī)療，占世界用量第二位。

早期酶制劑主要來(lái)源于動(dòng)植物材料，而今酶的主要來(lái)源是微生物。酶制劑的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化。

1、酶的生產(chǎn)、提取和分離純化

(1)酶的生產(chǎn)

酶普遍存在于動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)。人們最早是從植物的器官和組織中提取酶的。例如，從胰臟中提取蛋白酶，從麥芽中提取淀粉酶;現(xiàn)在，生產(chǎn)酶制劑所需要的酶大都來(lái)自微生物，這是因?yàn)橥参锖蛣?dòng)物相比，微生物具有容易培養(yǎng)、繁殖速度快和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。人們提供必要的條件，利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)酶。

(2)酶的提取和純化

從微生物、動(dòng)植物細(xì)胞中得到含有多種酶的提取液后，為了從提取液中獲得所需要的某一種酶，必須將提取液中的其他物質(zhì)分離，這就是酶的分離純化。經(jīng)過(guò)分離純化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分離純化必須在適宜的條件下進(jìn)行。人們多選擇不同種類和濃度的有機(jī)溶劑，以沉淀不同的酶蛋白，達(dá)到分離純化酶的目的。

2、酶的固定化

將分離純化的酶制成酶制劑進(jìn)行干燥處理，再適量加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑和填充劑，制成粉狀制劑，用它們來(lái)催化生化反應(yīng)。但其結(jié)果是酶制劑和產(chǎn)物混在一起，不能得到高純度的產(chǎn)品;也很難讓酶制劑進(jìn)行重復(fù)使用。怎么辦呢科學(xué)家們想到了酶的固定化。

先將純化的酶連接到一定的載體上(使酶固定化)，使用時(shí)將被固定的酶投放到反應(yīng)溶液中，催化反應(yīng)結(jié)束后又能將被固定的酶回收。

固定化酶一般是呈膜狀、顆粒狀或粉狀的酶制劑，它在一定的空間范圍內(nèi)使用，產(chǎn)品的純度高，沒(méi)有酶的而且酶制劑可反復(fù)使用，這種技術(shù)是1969年日本首先研制成功，現(xiàn)已方法應(yīng)用到生產(chǎn)中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一是穩(wěn)定性高;其二是酶可反復(fù)使用;其三是產(chǎn)物純度高;其四是生產(chǎn)可連續(xù)化和自動(dòng)化;其五是設(shè)備小型化以及可節(jié)約能源等。

我們知道，蔗糖幾乎全部來(lái)源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因此，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影咱。能不能利用淀粉來(lái)生產(chǎn)類似蔗糖的甜味劑呢科學(xué)家通過(guò)α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構(gòu)酶連接到離子交換樹(shù)脂上，或者包埋在明膠中，制成的固定化葡萄糖異構(gòu)酶，這種固定化酶可以用于使葡萄糖轉(zhuǎn)化成甜度更高的高果糖漿。一些發(fā)達(dá)國(guó)家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到幾百萬(wàn)噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。

3、固定化細(xì)胞

利用胞內(nèi)酶制作固定化酶時(shí)，先要把細(xì)胞打碎，才能將里面的酶提取出來(lái)，這就增加了工序和成本。人們?cè)O(shè)想直接固定那些含有所需胞內(nèi)酶的細(xì)胞，并且就用這樣的細(xì)胞來(lái)催化化學(xué)反應(yīng)。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家研制成固定化細(xì)胞，并且用于生產(chǎn)。例如，將酵母細(xì)胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在瓊脂中，制成的固定化酵母菌細(xì)胞，可以用于酒類的發(fā)酵生產(chǎn)。

(二)酶制劑的應(yīng)用

1、治療疾病

胰島素是治療糖尿病的常用藥品，這種蛋白質(zhì)是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成，一條由21個(gè)氨基酸組成，稱為A鏈;另一條由30個(gè)氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的。由于糠尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)?，F(xiàn)在，科學(xué)家可利用酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個(gè)丙氨酸，然后接上一個(gè)蘇氨酸。這樣，豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了;

尿激酶可以用來(lái)活化人體內(nèi)的溶纖維蛋白酶原，使溶纖維蛋白酶原轉(zhuǎn)化為溶纖維蛋白酶，是治療腦溢血、心肌梗塞、肺動(dòng)脈阻塞等疾病引起的血栓所需要的藥物，它是能利用培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞得到的可以商業(yè)化的治療劑。但由尿或組織培養(yǎng)的產(chǎn)物中提取價(jià)格較高，1980年4月，科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)質(zhì)粒DNA誘發(fā)大腸桿菌生產(chǎn)出尿激酶，為在工業(yè)上利用酶工程方法生產(chǎn)酶開(kāi)辟了道路;

青霉素是人們經(jīng)常使用的一種抗生素。但是，多年的使用使得不少病原菌對(duì)青霉素產(chǎn)生了抗藥性，為此，科學(xué)家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面設(shè)法通過(guò)有關(guān)的酶制劑來(lái)改造青霉素的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個(gè)母核和一個(gè)側(cè)鏈組成的?？茖W(xué)家利用青霉素酰化酶，將母核和側(cè)鏈水解開(kāi)，然后，利用化學(xué)合成的方法，使青毒素的母核與其他的側(cè)鏈連接，從而研制出氨芐青霉素等新型的青霉素?，F(xiàn)在，制藥廠已經(jīng)能夠利用固定化青霉素?；阜磻?yīng)器，成批地生產(chǎn)用于合成氨芐青霉素等新型青霉素的母核了;

再如，溶菌酶可分解病原菌的細(xì)胞壁，具有明顯的抗菌和消炎作用;溶纖維蛋白酶具有溶解患者血管內(nèi)纖維蛋白凝塊的作用，可以用來(lái)治療血栓病。

2、產(chǎn)品加工

利用酶制劑生產(chǎn)一些產(chǎn)品，這一過(guò)程是在酶反器中進(jìn)行的，酶反應(yīng)器是指供酶制劑催化化學(xué)反應(yīng)容器。酶反應(yīng)器分成多種，如具有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的反應(yīng)器叫做柱式酶反應(yīng)器，柱式酶反應(yīng)器是將含有底物的液體，以一定的速度連續(xù)不斷地從一端注入裝有固定化酶(或固定化細(xì)胞)的容器，在液體流經(jīng)固定化酶(或固定化細(xì)胞)時(shí)，容器內(nèi)就發(fā)生催化反應(yīng)并且生成產(chǎn)物、含有產(chǎn)物的液體則連續(xù)不斷地從容器的另一端流出。同一般的化工容器一樣，需要對(duì)酶反應(yīng)器溫度和pH等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制;不同的是，酶反應(yīng)器必須進(jìn)行無(wú)菌操作。

食品加工業(yè)方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來(lái)澄清果酒和果汁，效果十分明顯;又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封飲料和罐頭中的氧氣、從而有效地防止飲料和食品氧化變質(zhì);再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉絲、肉片等烹調(diào)后吃起來(lái)嫩滑可口;例如，支鏈淀粉酶是分解多糖類支鏈淀粉的酶，它能把胚芽轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴奢^好的麥芽糖糖漿。麥芽糖的甜味沒(méi)有葡萄糖濃，但很適口，且容易發(fā)酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇熱變色，用于冰激凌可以防止產(chǎn)生砂糖結(jié)晶。

日常生活方面。照相業(yè)由于采用了酶技術(shù)使照相材料發(fā)生了很大變革;家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能夠分解某些蛋白質(zhì)等物質(zhì)，使衣服上的血跡、汗?jié)n等容易洗掉。但是，由于這些酶比較脆弱，在漂白劑一同起作用下很容易被破壞，然而酶工程可以解決這一技術(shù)難題。目前，市場(chǎng)上己經(jīng)出現(xiàn)了能夠和漂白劑一同起作用的去污酶洗衣粉?？茖W(xué)家通過(guò)對(duì)去污酶結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)氨基酸進(jìn)行修改，提高了這種酶的抵抗力。

化學(xué)工業(yè)方面酶制劑也得到了廣泛應(yīng)用，在塑料工業(yè)與合成纖維工業(yè)中，已經(jīng)可以用酶制劑催化氫化鏈烯的生產(chǎn);

其他方面，一些紡織原料也可以利用酶制劑進(jìn)行加工。例如，天然蠶絲(指家蠶吐出的蠶絲)的外表有一層絲膠，絲膠直接影響天然蠶絲的使用。過(guò)去，人們只能在高溫條件下用堿性物質(zhì)脫去天然蠶絲上的絲膠?，F(xiàn)在，人們可以在溫和的條件下，利用蛋白酶對(duì)天然蠶絲進(jìn)行脫膠，脫膠后的蠶絲具有鮮亮的色澤和柔滑的手感。

3、化驗(yàn)診斷和水質(zhì)監(jiān)測(cè)

根據(jù)葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以將某種無(wú)色的化合物氧化成有色的化合物，人們根據(jù)這個(gè)原理，將上述兩種酶和無(wú)色的化合物固定在紙條上，制成測(cè)試尿糖含量的酶試紙，當(dāng)它與尿液相遇時(shí)，依據(jù)尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現(xiàn)出淺藍(lán)、淺綠、棕或深棕色，這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗(yàn)?zāi)蛱堑那闆r了?？茖W(xué)家根據(jù)同一原理，還研制出能夠化驗(yàn)血糖數(shù)值的血糖快速測(cè)試儀，具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點(diǎn)。

酚是一類對(duì)人體有害的化合物，經(jīng)常通過(guò)煉油和煉焦等工廠的廢水排放到河流和湖泊中，科學(xué)家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶?jìng)鞲衅鳎煽焖贉y(cè)定出水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅有2×10—7的酚。

4、用于生物工程其他分支領(lǐng)域

基因工程離不開(kāi)內(nèi)切酶和連接酶;植物體細(xì)胞雜交制備原生質(zhì)體時(shí)，需要纖維素酶，人們把它們稱為生物工程的工具酶，而這些酶可由酶工程得到。

酶作用的特性

酶是催化劑，只需微量就可以使所催化的反應(yīng)加速進(jìn)行，而其本身的質(zhì)和量都不發(fā)生變化，此外酶是生物催化劑，它有著不同于化學(xué)催化劑的特性。

(1)酶具有高效性

酶的催化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化學(xué)催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應(yīng)：

碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應(yīng)速度最快的酶之一。每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化個(gè)，使它們與相同數(shù)量的結(jié)合，形成相同數(shù)量的

。碳酸酐酶催化上述反應(yīng)的速度比非酶催化的上述反應(yīng)速度快上

倍。酶為什么會(huì)具有這樣強(qiáng)大的催化能力呢酶的中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)認(rèn)為：酶在催化某一底物時(shí)，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。這種中間產(chǎn)物極為活潑，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)物，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)，酶的催化反應(yīng)可以寫(xiě)成下式：

S(底物)十E(酶)=SE(中間產(chǎn)物)=E十P(反應(yīng)產(chǎn)物)

(2)酶具有高度的專一性

這就是說(shuō)，一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，促使底物進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢這可以用“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋。

所謂“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”是指底物一旦與酶結(jié)合，酶分子上的某些基團(tuán)常常發(fā)生明顯的變化，從而使酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化，使酶的活性中心的空間結(jié)構(gòu)和底物的空間結(jié)構(gòu)十分吻合，最終契合形成酶—底物絡(luò)合物，這種變化的結(jié)果，使酶只能與對(duì)應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物。科學(xué)家們對(duì)羧肽酶等進(jìn)行了X射線衍射研究，研究的結(jié)果有力地支持了這個(gè)假說(shuō)。

(3)酶很容易失活

同一般的催化劑相比，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?cè)斐傻摹?/p>

酶的催化作用，受到溫度、pH和某些化合物等因素的影響。

溫度的影響：在一定的溫度范圍(0—40℃)內(nèi)，酶的催化作用速度隨著溫度的升高而加快。一般地說(shuō)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速度就相應(yīng)提高一倍。但超過(guò)60℃，絕大多數(shù)的酶就會(huì)失去活性。

pH的影響：酶對(duì)環(huán)境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，超過(guò)這個(gè)范圍，酶就失活了。即使在這個(gè)有限的pH范圍內(nèi)，酶的活性也要隨著環(huán)境中pH的變動(dòng)而有所不同。一般來(lái)說(shuō)，酶的最適pH在4~8之間。但是，各種酶的最適pH是不一樣的。

某些化合物的影響：有些化合物可引起酶失活，如酒精、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)小分子物質(zhì);重金屬離子等;有些離子或簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，能夠增強(qiáng)酶的活性，這些物質(zhì)叫做酶的激活劑。例如，經(jīng)過(guò)透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的

，這種酶的活性就會(huì)大大增強(qiáng)，因?yàn)橹械?/p>

起到了激活唾液淀粉酶的作用;還有些物質(zhì)能夠抑制酶的活性，這類物質(zhì)叫做酶的抑制劑，例如，氰化物可以抑制細(xì)胞色素氧化酶的活性。

湘教版高三下期生物教案3

第四部分遺傳與進(jìn)化

第34講生物進(jìn)化

一、考點(diǎn)內(nèi)容全解

(一)本講考點(diǎn)是什么

1.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)

(1)主要內(nèi)容：達(dá)爾文認(rèn)為遺傳和

變異是自然選擇的基礎(chǔ)(內(nèi)因);生存斗爭(zhēng)是生物進(jìn)化的動(dòng)力(外因);過(guò)度繁殖為自然選擇提供了更多的選擇材料，同時(shí)加劇了生存斗爭(zhēng);定向的自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。其要點(diǎn)圖示如下：

(2)評(píng)價(jià)

意義：科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化的原因，以及生物的多樣性、適應(yīng)性。

局限：對(duì)于遺傳和變異的本質(zhì)、自然選擇如何起作用等方面存在猜想和片面，甚至錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。

2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論

現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)和基因?qū)W說(shuō)的綜合，也就是說(shuō)用現(xiàn)代遺傳學(xué)理論來(lái)補(bǔ)充和完善達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的不足，如通過(guò)種群、基因庫(kù)、基因頻率解決了達(dá)爾文不能解釋的自然選擇如何發(fā)揮作用的問(wèn)題

。其本觀點(diǎn)是：

(1)種群是生物進(jìn)化的單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。

(2)突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，通過(guò)它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種的形成。

在這個(gè)過(guò)程中，突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變并決定生物進(jìn)

化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。圖示如右：

(二)考點(diǎn)例析

[例1]用生物進(jìn)化論的觀點(diǎn)解釋病菌抗藥性不斷增強(qiáng)的原因是

a.使用抗菌素的劑量不斷加大，病菌向抗藥能力增強(qiáng)方向變異

b.抗菌素對(duì)病菌進(jìn)行人工選擇，生存下來(lái)的病菌都是抗藥能力強(qiáng)的

c.抗菌素對(duì)病菌進(jìn)行自然選擇，生存下來(lái)的病菌都是抗藥能力強(qiáng)的

d.病菌中原來(lái)就有抗藥性強(qiáng)的個(gè)體，在使用抗菌素的過(guò)程中淘汰了抗藥性弱的個(gè)體

[解析]本題考查學(xué)生對(duì)達(dá)爾文生物進(jìn)化觀點(diǎn)的理解情況。根據(jù)達(dá)爾文的進(jìn)化觀點(diǎn)，由于變異，病菌本身存在著個(gè)體差異，有的抗藥性強(qiáng)，有的抗藥性弱，有的無(wú)抗藥性，抗菌素的使用對(duì)病菌起了自然選擇作用，而不是人工選擇(人工選擇是指人類有目的地選擇適合人類需要的生物品種)

。通過(guò)一代又一代地自然選擇，病菌的抗藥性會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。

[答案]c、d

[解題警示]最容易犯的錯(cuò)誤是“生物主動(dòng)的適應(yīng)(變異能按生物意愿而發(fā)生有利的定向變異)”

[例2]在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中，基因型為aa的個(gè)體占18%，基因型為aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%?；騛和a的頻率分別是：

a.18%、82%b.36%、64%c.57%、43%d.92%、8%

[解析]不妨設(shè)該種群為100個(gè)個(gè)體，則基因型為aa、aa和aa的個(gè)體分別是18、78和4個(gè)。就這對(duì)等位基因來(lái)說(shuō)，每個(gè)個(gè)體可以看做含有2個(gè)基因。那么，這100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因，其中，a基因有2×18+78=114個(gè)，a基因有2×4+78=86個(gè)。于是，在這個(gè)種群中，

a基因的基因頻率為：114÷200=57%

a基因的基因頻率為：86÷200=43%

[答案]c

[說(shuō)明]可以先算出一對(duì)等位基因中任一個(gè)基因的頻率，再用1減去該值即得另一個(gè)基因的頻率。

[同類變式]據(jù)調(diào)查，某地人群基因型為xbxb的比例為42.32%、xbxb為7.36%、xbxb為0.32%、xby為46%、xby為4%，求在該地區(qū)xb和xb的基因頻率分別為

[解析]取100個(gè)個(gè)體，由于b和b這對(duì)等位基因只存在于x染色體上，

y染色體上無(wú)相應(yīng)的等位基因。故基因總數(shù)為150個(gè)，而xb和xb基因的個(gè)數(shù)xb、xb分別為42.32×2+7.36+46=138，7.36+0

.32×2+4=12，再計(jì)算百分比。xb、xb基因頻率分別為138/150=92%，12/150=8%

[答案]92%，8%

[例3]圖為加拉帕戈斯群島上物種演化的模型，a、b、c、d為四個(gè)物種及其演化關(guān)系，回答：

(1)a物種進(jìn)化為b、c兩個(gè)物種的兩個(gè)外部因素是

(2)甲島上的b物種遷到乙島后，不與c物種進(jìn)化為同一物種的原因是

(3)遷到乙島的b物種進(jìn)化為d物種的原因

[解析]a物種原是同一自然區(qū)域的生物類群，后來(lái)，同一物種的生物有的在甲島生活，有的在乙島生活，由于甲、乙兩島環(huán)境條件不同，使得同種物種的兩個(gè)種群的基因頻率發(fā)生不同的定向改變。再加上甲、乙兩島由于地理隔離而不能相互自由交配，使不同種群的基因庫(kù)不同。所以，最后的進(jìn)化結(jié)果是形成兩個(gè)物種。甲島上的b物種遷回乙島后，由于各自種群的基因庫(kù)已發(fā)生改變，加之二者的生殖隔離，因此物種b不會(huì)與c物種共同進(jìn)化為一個(gè)相同的新物種，而是各自獨(dú)立進(jìn)化。因甲、乙兩島的環(huán)境條件不同，再加上由于地理隔離導(dǎo)致生殖隔離，不能與b自由交配，故d物種在b物種基礎(chǔ)上進(jìn)化而成。

[答案](1)自然選擇、地理隔離(2)b與c間已形成生殖隔離

(3)甲、乙兩島的環(huán)境條件不同，自然選擇作用不同，再加上地理隔離使它們基因頻率的差別得到累積而形成了生殖隔離。

二、方法技巧規(guī)律

近幾年高考命題集中在三個(gè)方面：(1)自然選擇學(xué)說(shuō)的理解和運(yùn)用;(2)基因頻率的有關(guān)計(jì)算;(3)對(duì)生物進(jìn)化一些新觀點(diǎn)、新學(xué)說(shuō)的評(píng)價(jià);(4)生物進(jìn)化的證據(jù)。未來(lái)高考考向預(yù)測(cè)：(1)與遺傳基本定律相結(jié)合，以基因頻率為知識(shí)切入點(diǎn)，解決進(jìn)化中的相關(guān)計(jì)算問(wèn)題;(2)研究生物大分子進(jìn)化;(3)與生態(tài)學(xué)知識(shí)相結(jié)合，考查綜合運(yùn)用現(xiàn)代進(jìn)化理論分析生物多樣性。

1.運(yùn)用遺傳的基本定律，結(jié)合“哈代-溫伯格”基因平衡定律解決有關(guān)基因頻率的計(jì)算問(wèn)題，加深理解自然選擇學(xué)說(shuō)的實(shí)質(zhì)。

在一個(gè)種群中符合以下5個(gè)條件：①種群極大②種群個(gè)體間的交配是隨機(jī)的③無(wú)基因突變④無(wú)新基因加入⑤無(wú)自然選擇的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，保持平衡。用數(shù)學(xué)方程式可表示為：(p+q)2=1,p2+2pq+q2=1，p+q=l。其中p代表一個(gè)等位基因的頻率，q代表另一個(gè)等位基因的頻率。運(yùn)用此規(guī)律，已知基因型頻率可求基因頻率;反之，已知基因頻率可求基因型頻率。

2.生物進(jìn)化歷程和彼此間的親緣關(guān)系是進(jìn)化論的重要內(nèi)容，能夠提供生物進(jìn)化和親緣關(guān)系的證據(jù)有多方面，要學(xué)會(huì)運(yùn)用已有知識(shí)去尋找證據(jù)：

(1)古生物學(xué)研究提供的證據(jù)：化石。通過(guò)對(duì)地層中化石的研究表明：生物進(jìn)化與自然條件的改變密切相關(guān);生物的進(jìn)化有許多中間過(guò)渡類型連接。

(2)胚胎學(xué)研究提供的證據(jù)：重演律——生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，重現(xiàn)其祖先的重要發(fā)育階段。通過(guò)對(duì)動(dòng)物胚胎發(fā)育的研究，可推測(cè)生物之間的親緣關(guān)系和各種生物的起源。(3)比較生理學(xué)研究的證據(jù)：如血清鑒別法，注射了異種動(dòng)物血清后根據(jù)沉淀情況，測(cè)定各種生物的親緣關(guān)系。若沉淀反應(yīng)愈強(qiáng)，說(shuō)明血清蛋白差異越小，親緣關(guān)系越近;反之，則越遠(yuǎn)。

(4)分子生物學(xué)研究的證據(jù)：測(cè)定不同生物的同種蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，差異越小，親緣關(guān)系越近;不同生物的核酸分子雜交，雜交程度越高，親緣關(guān)系越近。

[例4]某人群中每10000人中有一白化病患者(aa)，問(wèn)該人群中帶有a基因的雜合體概率是

[解析]已知基因型aa的頻率為1/10000則基因a的頻率q=

=0.01，基因a的頻率p=1-0.01=0.99，，則基因型aa的頻率為2pq=2×0.99×0.01=0.0198

[答案]0.0198

[特別提示]熟練運(yùn)用遺傳的基本定律，結(jié)合“哈代-溫伯格”基因平衡定律計(jì)算基因頻率這是定量描述自然選擇的基礎(chǔ)。

[同類變式]人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因控制。如果群體的發(fā)病率是1/10000，表現(xiàn)型正常的個(gè)體與苯丙酮尿癥患者婚配，生出患苯丙酮尿癥小孩的概率約為

[解析]本例是[例4]的拓展。依基因的平衡定律，雜合體基因頻率為2×1/100×(1-1/100)≈1/50≈雜合體占表型正常個(gè)體的機(jī)率，故表型正常個(gè)體婚配子女患病機(jī)率為1/4×1/50=1/200

[答案]1/200

[例5]研究表明魚(yú)和蝌蚪的排泄物主要是氨，兩棲類的排泄物主要是尿素，飛行類和鳥(niǎo)類的排泄物主要是尿酸。經(jīng)測(cè)定，在雞胚的發(fā)育過(guò)程中，含氮化合物的排泄情況如圖。

該圖說(shuō)明：

①

②

[解析]據(jù)圖可知，第4天的雞胚，氮排泄物主要是氨，其排泄功能與魚(yú)類相似;第7天的雞胚主要排泄尿素，與兩棲類相當(dāng);第10天的雞胚主要排泄尿素，與鳥(niǎo)類相當(dāng)。由此可見(jiàn)，雞胚發(fā)育簡(jiǎn)單而迅速地重演其祖先進(jìn)化的歷程，這是胚胎學(xué)為生物進(jìn)化及生物間親緣關(guān)系提供的證據(jù)。

[答案](1)動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育簡(jiǎn)單而迅速地重演其系統(tǒng)發(fā)育的過(guò)程(2)進(jìn)化歷程：魚(yú)類→兩棲類→鳥(niǎo)類

[特別提示]無(wú)論采用何種方法、何種指標(biāo)比較各種生物的親緣關(guān)系：相似(近)程度越多則親緣關(guān)系越近。

[例6]1977年，科學(xué)家在深海中的火山口周?chē)l(fā)現(xiàn)熱泉。熱泉噴出的海水溫度超過(guò)300℃，并且富含硫化氫和硫酸鹽。令人驚奇的是，在這樣的海水中，竟發(fā)現(xiàn)大量的硫細(xì)菌。這些細(xì)菌通過(guò)氧化硫化物和還原二氧化碳來(lái)制造有機(jī)物，在熱泉口周?chē)€發(fā)現(xiàn)多種無(wú)脊椎動(dòng)物，如大海蛤、蟹、管水母、沒(méi)有口也沒(méi)有消化道的管居環(huán)節(jié)動(dòng)物等。近年來(lái)，人們不斷在深海發(fā)現(xiàn)這樣的熱泉生態(tài)系統(tǒng)。有些科學(xué)家認(rèn)為熱泉口的環(huán)境與地球上早期生命所處的環(huán)境類擬。請(qǐng)根據(jù)以上材料回答：(1)上述硫細(xì)菌的同化作用類型是

(2)與一般生態(tài)系統(tǒng)相比，深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)有哪些特殊之處

(3)研究深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)有什么意義

[解析]本題考查了生物代謝、進(jìn)化和生態(tài)的知識(shí)，旨在闡

明生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)，更為重要的是引導(dǎo)考生解放思想，不要被傳統(tǒng)觀念所束縛，只有批判地繼承，大膽創(chuàng)新，才能攀登科學(xué)的高峰，為人類和社會(huì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。(1)根據(jù)題目材料信息：這些細(xì)菌通過(guò)氧化硫化物和還原二氧化碳來(lái)制造有機(jī)物。以h2s為例，則：

h2s+o2so2+能量(化學(xué)能)

co2+h2o(ch2o)

可見(jiàn)硫細(xì)菌為化能自養(yǎng)型生物。(2)深海熱泉生態(tài)系的特殊之處可從無(wú)機(jī)環(huán)境、生產(chǎn)者類群和生態(tài)系的能源等三個(gè)方面進(jìn)行描述。(3)閱讀完題干，給人的第一印象是生物的適應(yīng)性和多樣性超出我們的預(yù)料，進(jìn)而對(duì)熱泉生態(tài)系生物的抗高溫、高壓能力感到迷惑，還有“有些科學(xué)家認(rèn)為熱泉生態(tài)系的環(huán)境與地球上早期生命所處的環(huán)境類似”，這難道不是生命起源和生物進(jìn)化的鮮活材料嗎

[答案](1)化能自養(yǎng)型(2)①能源是化學(xué)能，不是太陽(yáng)能②生產(chǎn)者是化能自養(yǎng)細(xì)菌，不是綠色植物

③無(wú)機(jī)環(huán)境是高溫、高壓、無(wú)光環(huán)境，不是常溫、常壓、有光環(huán)境

(3)①豐富人們對(duì)生物適應(yīng)性或多樣性的認(rèn)識(shí);②對(duì)研究生物抗高溫、抗高壓的機(jī)理有重要價(jià)值;③對(duì)研究生命的起源和生物的進(jìn)化有一定意義。

三、基礎(chǔ)能力測(cè)試

1.右圖為某一群體基因頻率變化圖(樟坐標(biāo)表示基因型，縱坐標(biāo)表示頻率)，則與這一現(xiàn)象相符的事實(shí)是

a.克格倫島上殘翅昆蟲(chóng)和強(qiáng)翅昆蟲(chóng)的形成

b.人類新生兒體重過(guò)重或過(guò)輕死亡率較高

c.育種學(xué)家選育某抗病品種

d.工業(yè)(尺蛾)黑化

2.下列敘述中正確的是

①自然選擇是通過(guò)生存斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的②生存斗爭(zhēng)是通過(guò)自然選擇實(shí)現(xiàn)的③適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果④自然選擇是適應(yīng)的結(jié)果

a.①②b.①③c.②③d.②④

3.若讓某雜合體連續(xù)自交，那么能表示自交代數(shù)和純合體比例關(guān)系的是

4.在進(jìn)化過(guò)程中，有關(guān)生物類型出現(xiàn)的幾種描述，可能性的是

a.自養(yǎng)、厭氧異養(yǎng)、需氧異養(yǎng)b.需氧異養(yǎng)、厭氧異養(yǎng)、自養(yǎng)

c.厭氧自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)、光能自養(yǎng)d.厭氧異養(yǎng)、光能合成自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)

5.在1.5×108a前(用150mabp表示)的沉積物中發(fā)現(xiàn)了已滅絕的劍尾動(dòng)物。對(duì)每個(gè)個(gè)體背甲的長(zhǎng)寬比都進(jìn)行了測(cè)量。長(zhǎng)寬的比值用s值表示。在下圖中，p曲線表示150mabp時(shí)該動(dòng)物s值的分布，在100mabp的沉積物中，在3個(gè)不同地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了3個(gè)不同劍尾動(dòng)物的群體。

選項(xiàng)abcd

新種形成bccb

環(huán)境不變acab

圖中a、b、c分別表示3種動(dòng)物群體中s值的分布情況。那么，在a、b、d個(gè)群體中，哪一群體最可能出現(xiàn)了新種在發(fā)現(xiàn)劍尾動(dòng)物的3個(gè)地區(qū)中，哪一地區(qū)的環(huán)境最可能保持不變

請(qǐng)從下表a、b、c、d選項(xiàng)中選擇正確的一項(xiàng)。6.對(duì)細(xì)胞中某些物質(zhì)的組成進(jìn)行分析，可以作為鑒別真核生物的不同個(gè)體是否為同一物種的輔助手段，一般不采用的物質(zhì)是

a.蛋白質(zhì)b.dnac.rnad.核苷酸

7.用現(xiàn)代生物技術(shù)能制造出新的生物品種，這主要是由于①現(xiàn)代技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)完成高頻率的基因突變或基因重組②現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因技術(shù)可迅速改變生物的基因組成③現(xiàn)代生物技術(shù)可迅速使新品種形成種群④現(xiàn)代技術(shù)可使新品種的產(chǎn)生不需要經(jīng)過(guò)地理隔離

a.①②③④b.①②③c.②③④d.①③④

8.圖表示最早生活在這個(gè)區(qū)域同種生物的群體由于屏障(水)的阻礙，已經(jīng)分離為兩個(gè)獨(dú)立的群體。如果群體a經(jīng)歷了長(zhǎng)期的生活環(huán)境劇烈的變化，而群體b的環(huán)境無(wú)大變化，則群體a的進(jìn)化速度將可能是

a.比群體b快b.比群體b慢c.與群體b相同d.停止進(jìn)化

9.下圖表示4種不同森林環(huán)境的樹(shù)于樣品，在一個(gè)大城市附近的森林環(huán)境中釋放了1000只白色的和1000只黑色的飛蛾。三周后重新捕捉到778只白飛蛾和135只黑飛蛾。該城市附近的樹(shù)干很可能類似于

abcd

四、潛能挑戰(zhàn)測(cè)試

10.假設(shè)一對(duì)等位基因a、a的頻率為a=0.9，a=0.1，那么aa、aa、aa三種基因型的頻率分別是、、

;若環(huán)境的選擇使用使a的率由0.9降為0.7，選擇后第二代基因型知aa、aa的頻率分別是、;若選擇作用保持變，后代基因型頻率變化是

11.右圖為人、豬、鼠、野山羊、鴨嘴獸的胰島素分子同源性分析統(tǒng)計(jì)曲線(縱標(biāo)表示氨基酸序列相同的百分率)?；卮穑?/p>

⑴曲線中代表豬的點(diǎn)是

⑵分子進(jìn)化速率為每改變1%氨基酸需p年,若人和豬胰島素同源序列，在總共m個(gè)氨基酸中有n個(gè)氨基酸不同，則可推知人和豬的祖先在距今年

前開(kāi)始分道揚(yáng)鑣。

⑶請(qǐng)你運(yùn)用鴨嘴獸作為材料，說(shuō)明一種生物學(xué)觀點(diǎn)。

12.所謂“雜種優(yōu)勢(shì)”，是指雜合體的生活力(繁殖力、抗逆性及產(chǎn)量和品質(zhì))高于親本的平均值，甚至超出親本范圍的現(xiàn)象，雜種優(yōu)勢(shì)常見(jiàn)于種間雜種的子一代

(1)試運(yùn)用“雜種優(yōu)勢(shì)”原理解釋近親繁殖的壞處

(2)生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)是環(huán)境對(duì)不利基因的淘汰及對(duì)有利基因的保留和放大過(guò)程。為模擬自然選擇過(guò)程，假定基因型為aa、aa個(gè)體全部能生存并繁殖后代，而基因型為aa的個(gè)體全部致死，若不考慮基因突變，試求基因型為aa個(gè)體自交，fn代各基因型的比例先猜想，再用數(shù)學(xué)歸納法證明。

五、參考答案與提示

1.a(由圖可知基因型頻率向兩個(gè)方向發(fā)展,最終將導(dǎo)致兩個(gè)不同物種或不同性狀生物形成，這種現(xiàn)象稱為分裂性選擇)

2.d(自然選擇是通過(guò)生存斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的;通過(guò)自然選擇形成物種多樣性、生物的適應(yīng)性和實(shí)現(xiàn)生物進(jìn)化)

3.a(用“歸納法”得雜合體的比率為(1/2)n-1，故純合體(aa和aa)比率值域亦為(0，1))

4.d(

原始生命結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒(méi)有自養(yǎng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，同時(shí)原始海洋有機(jī)營(yíng)養(yǎng)十分豐富，異養(yǎng)條件充分;而且因環(huán)境中無(wú)氧，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。隨后出現(xiàn)原始的光合自養(yǎng)型生物，同時(shí)生成o2，形成“第二代大氣”。環(huán)境有o2后，生物經(jīng)變異產(chǎn)生的有氧呼吸類生物能量利用效率高，經(jīng)自然選擇逐漸演變?yōu)樾柩跣?

5.c(

c種群的s值有2個(gè)峰值，表明自然選擇已造成種群分異，只要這種“過(guò)程”持續(xù)下去，就有可能形成在s值上有明顯差異的新種。相反地，a種群中的s值近乎恒定，表明a種群所處的自然環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定)

6.d(各種生物具有不同dna→不同mrna→不同蛋白質(zhì)，因而各種生物的dna、mrna、蛋白質(zhì)具有特異性)

7.a(“克隆技術(shù)”只用于“復(fù)制”)

8.a(環(huán)境選擇適應(yīng)環(huán)境的生物物種。群體b所處環(huán)境穩(wěn)定，自然選擇相對(duì)穩(wěn)定)

9.a(黑蛾重捕數(shù)少，表明環(huán)境選擇白飛蛾)

10.選擇前各基因型頻率為aa=(0.9)2=0.81，aa=2×0.9×0.1=0.18，aa=(0.1)

2=0.01。選擇后各基因型頻率為aa(0.7)2=0.49，aa=2×0.7×0.3=0.42，aa=(0.3)

2=0.09。由此可見(jiàn)若選擇作用繼續(xù)保，后代中aa將減少，aa將增加)

11.(1)①b②(n/m)÷1/100×p÷2=50np/m③鴨嘴獸是一種過(guò)渡型生物的“活化石”，可以作為生物進(jìn)化的證據(jù)

12.⑴近親繁殖，基因雜合率下降，雜種優(yōu)勢(shì)喪失;同時(shí)隱性致病基因的純合率上升，患病幾率增大

⑵f1：aa→1/4aa+2/4aa+1/4aa→1/3aa+2/3aa;f2：f1→1/3aa+2/3(1/4aa+2/4aa+1/4aa)→3/5aa+2/5aa……猜想fn：[1-2/(2n+1)]aa+2/(2n+1)aa

證明：①當(dāng)n=1時(shí)，成立

②假定當(dāng)n=k時(shí)成立，即fk：[1-2/(2k+1)]aa+2/(2k+1)aa那么fk+1：[1-2/(2k+1)]aa+2/(2k+1)(

1/4aa+2/4aa+1/4aa)→[1-2/(2k+1+1)]aa+2/(2k+1+1)aa③綜合①②知原猜想成立

湘教版高三下期生物教案4

第一節(jié)一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能(B)

板書(shū)

教學(xué)過(guò)程

(二)細(xì)胞膜的主要生理功能

1.物質(zhì)出入細(xì)胞膜的幾種方式:

(1)自由擴(kuò)散:

特點(diǎn):從高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè);不消耗能量。例如:O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。

(2)主動(dòng)運(yùn)輸:

①特點(diǎn):從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè);需要載體;需要消耗能量。

②意義:(略)

2.細(xì)胞膜的生理特點(diǎn):選擇透過(guò)性

(第二課時(shí))

引言:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是與它的功能密切相關(guān)的,那么,細(xì)胞膜有哪些重要功能呢

講述:科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞膜有多種生理功能。比如說(shuō),物質(zhì)交換、細(xì)胞識(shí)別、分泌、排泄、免疫,等等。其中,與周?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換是細(xì)胞膜的重要生理功能。

活細(xì)胞不停地進(jìn)行新陳代謝活動(dòng),就必須不斷地與周?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換,而物質(zhì)交換必須通過(guò)細(xì)胞的“門(mén)戶”——細(xì)胞膜來(lái)完成。離子和小分子物質(zhì)是通過(guò)自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)入細(xì)胞的,而大分子和顆粒性物質(zhì)主要是通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞的。首先,我們學(xué)習(xí)一種比較簡(jiǎn)單的運(yùn)輸方式。

(教師展示事先制作好的自由擴(kuò)散活動(dòng)圖板,對(duì)照活動(dòng)圖板作簡(jiǎn)要說(shuō)明:圖中黃色表示細(xì)胞膜,紅色球狀物表示某物質(zhì)。紅色球狀物多的部分為膜外,少的部分為膜內(nèi)。接著教師演示紅色球狀物不斷由膜外通過(guò)膜進(jìn)入到膜內(nèi)的情況。)

提問(wèn):如果紅色球狀物的多少代表某種物質(zhì)濃度大小的話,那么,這物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞是由濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)運(yùn)輸,還是由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)運(yùn)輸

(回答:略。)

講述:對(duì)了,是從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)運(yùn)輸,而且在運(yùn)輸過(guò)程中,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)新陳代謝所釋放的能量。上邊這種運(yùn)輸方式叫做自由擴(kuò)散。自由擴(kuò)散相對(duì)于主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)說(shuō),又叫做被動(dòng)運(yùn)輸。符合這種方式運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)僅限于小分子物質(zhì)。

另外,還有一些物質(zhì)在進(jìn)入細(xì)胞時(shí),不同于自由擴(kuò)散方式,例如:輪藻細(xì)胞中的K+濃度比它所生存的環(huán)境中K+多63倍,海帶細(xì)胞中的I-

比海水高出40倍,人的紅細(xì)胞中的K+比血漿高30偌,而紅細(xì)胞中的Na+濃度卻是血漿中Na+

的濃度的1/6。由此可見(jiàn),以上細(xì)胞具有不斷積累K+、I-的能力和運(yùn)出Na+的能力,以致不使膜內(nèi)外的Na+、K+、I-達(dá)到平衡。上述這些物質(zhì)是怎樣進(jìn)行運(yùn)輸?shù)哪?教師展示事先制作好的主動(dòng)運(yùn)輸活動(dòng)圖板,在做簡(jiǎn)要說(shuō)明后演示物質(zhì)由膜外進(jìn)入到膜內(nèi)的過(guò)程,同時(shí)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行觀察和思考。)

提問(wèn):上述這種運(yùn)輸方式具有哪些特點(diǎn)

(回答:略。)

講述:當(dāng)物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)移動(dòng)時(shí),就像物體沿斜坡上移一樣,必須由外部提供能量,在對(duì)上述Na+、K+、I-等物質(zhì)的運(yùn)輸中,所需要的能量是由細(xì)胞來(lái)供給的。通過(guò)上面的學(xué)習(xí),我們可以總結(jié)出主動(dòng)運(yùn)輸主要有以下兩個(gè)特點(diǎn):①是從濃度低的一側(cè)運(yùn)輸?shù)綕舛雀叩囊粋?cè);②需要消耗細(xì)胞內(nèi)新陳代謝所釋放的能量。

提問(wèn):物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸方式在生物學(xué)上有什么意義呢

(請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文并討論,最后請(qǐng)一位同學(xué)回答,略。)

講述:由物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的兩種運(yùn)輸方式可以看出,細(xì)胞膜可以讓O2、CO2、水分子等小分子自由通過(guò),細(xì)胞要選擇吸收的離子或小分子也可以通過(guò),而另一些離子,小分子和大分子則不能通過(guò)。這一現(xiàn)象說(shuō)明細(xì)胞膜在生理功能上有什么特點(diǎn)呢

回答:具有選擇性

講述:對(duì),細(xì)胞膜是一種選擇透過(guò)性膜。關(guān)于細(xì)胞的內(nèi)吞作用和外排作用,請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本中小字部分。

小結(jié):今天我們學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的生理功能,了解到細(xì)胞結(jié)構(gòu)與它的生理作用是相統(tǒng)一的,尤其是物質(zhì)出入細(xì)胞膜時(shí)具有選擇透過(guò)性的特點(diǎn),對(duì)于細(xì)胞完成正常生命活動(dòng)具有十分重要的意義。下面,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)今天所學(xué)的內(nèi)容,填寫(xiě)下表。

出入細(xì)胞物質(zhì)舉例

物質(zhì)出入細(xì)胞的方式

細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)濃度高、低

是否需載體蛋白質(zhì)

是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量

甘油

進(jìn)入紅細(xì)胞的K+

湘教版高三下期生物教案5

教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)方面

1、使學(xué)生了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。

2、使學(xué)生了解葉綠體中色素的種類、顏色及其吸收的光譜;初步學(xué)習(xí)光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布。

3、掌握光合作用的概念、實(shí)質(zhì)、總反應(yīng)式、光反應(yīng)、暗反應(yīng)的具體過(guò)程、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及光合作用的意義。

4、應(yīng)用所學(xué)的光合作用的知識(shí),了解植物栽培與合理利用光能的關(guān)系。

二、能力方面

1、通過(guò)葉綠體色素的提取與分離實(shí)驗(yàn),初步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室操作技能及相關(guān)儀器、藥品的使用能力。

2、通過(guò)探討光合作用的氧來(lái)源,初步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

3、通過(guò)分析、討論光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)具體過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)。

三、情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面

1、通過(guò)學(xué)生對(duì)綠色植物的光合作用意義的理解,增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)。

2、通過(guò)學(xué)生討論“如何利用光合作用的原理提高作物產(chǎn)量”這一問(wèn)題,加強(qiáng)對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)(STS)的關(guān)注。

教學(xué)建議

教材分析

因?yàn)楣夂献饔迷诰G色植物的新陳代謝以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中,具有十分重要的意義,所以本節(jié)是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。教材這一節(jié)主要講述了光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程、葉綠體和其中的色素(并且安排了葉綠體中色素的提取和分離的學(xué)生實(shí)驗(yàn))、光合作用的過(guò)程、光合作用的重要意義以及植物栽培與光能的合理利用。義務(wù)教育初中生物教材已經(jīng)講述了光合作用的基礎(chǔ)知識(shí),安排了綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn)。本節(jié)在此基礎(chǔ)上,更加深入地從產(chǎn)物和場(chǎng)所等方面講述了光合作用發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)著名的實(shí)驗(yàn);講述葉綠體和其中的色素、讓學(xué)生學(xué)會(huì)提取和分離葉綠體色素。

一、教材首先向?qū)W生展示了人類研究光合作用這種地球上最重要的生理過(guò)程的艱苦歷程,同時(shí)介紹了在研究光合作用過(guò)程中的幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn),如:1771年,英國(guó)科學(xué)家普利斯特利證明植物可以更新空氣實(shí)驗(yàn);1864年,德國(guó)科學(xué)家薩克斯證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn);1880年,德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,并從葉綠體放氧的實(shí)驗(yàn);20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究證明光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水的實(shí)驗(yàn)。介紹這些實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)是探究生物科學(xué)的基本方法,從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、不斷探求新知識(shí)的創(chuàng)新精神。

二、葉綠體中的色素是本節(jié)的重點(diǎn),實(shí)驗(yàn)是本節(jié)的難點(diǎn)。

學(xué)生必須在搞清楚葉綠體中色素的種類及其吸收光譜,基粒片層結(jié)構(gòu)的垛疊形式、色素在片層上的分布、基粒和基質(zhì)的關(guān)系基礎(chǔ)上,才有可能深刻理解光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)及其相互關(guān)系。

教材在介紹葉綠體中的色素時(shí),設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),即《葉綠體中色素的提取和分離》,使學(xué)生易于對(duì)葉綠體色素有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。本實(shí)驗(yàn)可以在講授完葉綠體色素后作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)處理,也可用于葉綠體色素的探究實(shí)驗(yàn);另外教材中葉綠體中各色素的吸收光譜也可作為課上學(xué)生討論葉綠體色素生理作用的探究課題處理。

三、教材中光合作用的過(guò)程是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容,也是本節(jié)的難點(diǎn)。

1、其中光合作用的總反應(yīng)式,即

概括出了光合作用的場(chǎng)所、條件、原料、產(chǎn)物及氧氣的來(lái)源,但是,該反應(yīng)式不足以表示光合作用的具體過(guò)程。因此,教材以圖解的形式簡(jiǎn)明扼要地介紹了光合作用的兩個(gè)重要過(guò)程,即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。

2、光反應(yīng)階段

教材中光反應(yīng)階段可概括為光反應(yīng)場(chǎng)所和光反應(yīng)過(guò)程兩個(gè)方面。

(1)光反應(yīng)場(chǎng)所:葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜(類囊體)上進(jìn)行。

(2)光反應(yīng)過(guò)程:光反應(yīng)的本質(zhì)是由可見(jiàn)光引起的光化學(xué)反應(yīng),可分為兩方面內(nèi)容:

①水的光解反應(yīng):通過(guò)光合色素對(duì)光能的吸收、傳遞,在其中部分光能作用下把水分解為氫和氧,氧原子結(jié)合形成氧氣釋放出去,氫與NADP結(jié)合形成NADPH,用[H]表示,叫做還原性氫,作為還原劑參與暗反應(yīng)。

②ATP的合成反應(yīng):另一部分光能由光合色素吸收、傳遞的光能轉(zhuǎn)移給ADP,結(jié)合一個(gè)磷酸形成ATP,也就將光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在高能磷酸鍵上。

3、暗反應(yīng)階段

教材中暗反應(yīng)階段也可概括為暗反應(yīng)場(chǎng)所和暗合應(yīng)過(guò)程兩個(gè)方面。

(1)暗反應(yīng)場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。

(2)暗反應(yīng)過(guò)程:暗反應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)由多種酶的催化才能完成的酶促反應(yīng),光對(duì)暗反應(yīng)沒(méi)有影響。主要包括三個(gè)步驟:

①二氧化碳的固定:一個(gè)二氧化碳分子與一個(gè)五碳化合物分子結(jié)合形成兩個(gè)三碳化合物分子,這個(gè)反應(yīng)的作用在于使反應(yīng)活性不高的二氧化碳分子活化。

②三碳化合物的還原:在有關(guān)酶的催化下,一些三碳化合物接受光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP分解時(shí)釋放的能量并被光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]還原,經(jīng)一系列復(fù)雜的變化,形成糖類,一部分氨基酸和脂肪也是由光合作用直接產(chǎn)生的。

③五碳化合物的再生:另一些三碳化合物則經(jīng)復(fù)雜的變化,又重新生成五碳化合物,從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。

4、教材中光合作用的意義可從以下幾個(gè)方面歸納:光合作用是生物界有機(jī)物的來(lái)源;