生物专题复习：生命中的能量

“生命中的能量”专题复习一、“生命中的能量”整合知识要素分析

二、构建知识体系

三、重、难点知识解析

可从分子水平、细胞水平、个体水平和系统水平展开，其基本方法是以解析光合作用、呼吸作用、能量代谢、生态系统内能量流动等过程图解为主，深入地分析生命系统中能量的输入、传递、利用和输出的过程，全面把握能量转换的方式，树立能量守恒的观点。

1、分子水平的能源物质：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。⑴、重点分析：直接能源物质ATP的结构和功能；ATP 与ADP相互转化的生理意义；动、植物体内ATP生成的基本途径；ATP与磷酸肌酸的异同。

⑵、结合实例辨别：能源物质、主要能源物质、直接能源物质、最终能源、储能物质、高能化合物。⑶、根据功能把握3类有机物在动物体内供能的先后顺序：糖类—脂肪—蛋白质。

2、细胞水平的能量变化：光合作用和呼吸作用过程中蕴含着细胞水平的能量变化，二者构成了能量代谢的细胞学基础。以绿色植物叶肉细胞中的能量变化为例，利用光合作用与呼吸作用整合图解分析如下：

⑴明确两个过程中物质变化与能量变化的具体过程。分别就光反应与暗反应、有氧呼吸与无氧呼吸、光合作用与呼吸作用进行比较，深刻理解有关的命题性知识，强化光合作用与呼吸作用过程中的能量变化。⑵深入领会光合作用和呼吸作用在细胞与生命活动，乃至生态系统维持等方面的重要地位。

3、个体水平的能量代谢：重点分析生物个体能量的来源、在体内的储存，以及释放和利用，领会能量代谢与物质代谢相伴随。⑴、辨别动、植物体能量的来源及其获得过程的区别与联系。⑵、明确生物体内能量释放、转移和利用的具体过程，领会能量代谢与物质代谢相伴随。例如：有机物的氧化分解过程，必然伴随着能量的释放。所释放的能量，一部分以热能形式散失，另一部分用于形成ATP。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，同进也是能量利用的过程。⑶、结合实例解释生物体内不同能量形式的转化。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热能；而在萤火虫发光器内，化学能可转化为光能。

⑷、理解与能量代谢相关的调节机制及其生理意义。例如人的体温调节，不但通过神经调节而实现（皮肤等处的感受器→传入神经→下丘脑中枢→传出神经→皮肤血管及汗腺等效应器），而且还涉及到肾上腺素、甲状腺激素等共同参与。

4、系统水平的能量流动：能量流动是生态系统的重要功能之一，它与生态系统的物质循环紧密联系。⑴、归纳能量流动的起点，流经生态系统的总能量，能量流动的渠道和形式及最终去向。⑵、分析流入下一营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的能量，一般用于4个方面：一是呼吸消耗，其中包括用于生长、发育、繁殖等各项自身生命活动；二是流入下一营养级的生物体内；三是死亡的遗体、残落物、排泄物等被分解者分解；四是暂时未被利用，形成地层中的化石燃料。⑶、总结能量流动的特点和能量传递的效率。从能量金字塔可以分析出：某一生态系统的营养级越多，在能量流动过程中损耗的能量就越多；营养级越高，生物所获得的能量就越少。在食物链中，营养级一般不超过5个，这是能量流动规律决定的。⑷、明确研究能量流动的意义在于帮助人类合理调整能量流动关系，使之流向对人类最有益部分。⑸、领会生态系统能量流动逐级递减规律与自然界中的能量守恒定律并非相悖。

四、内化联系

1、4个层次能量变化之间的关系：生态系统中的能量源于太阳光能，正是绿色植物通过光合作用实现了这种极其重要的能量变化过程，使得各种生物直接或间接地获得了生命能源。而生物体内的能源物质又通过呼吸作用释放能量，并可发生能量形式的多元转化，提供给形形色色的生命活动。丰富多彩的生物又构成了生态系统的主体。因此，系统能量流动和个体能量代谢均是以细胞内的能源物质为分子基础，而以光合作用和呼吸作用为生理基础。

2、归纳相关的定量计算问题：⑴光合作用和呼吸作用中不同物质的量的换算。

⑵有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放能量值的计算。⑶系统净产量等于光合总产量与呼吸消耗量之差值的问题。⑷生态系统各营养级生物获得能量的计算。

3、3类营养物质氧化时释放能量与耗氧量的分析：⑴糖类（或脂肪）在体外燃

烧和体内氧化的过程，都生成CO

2和H

2

O，产生的能量是相等的；而蛋白质则不同，它在体

内氧化产生的能量则小于体外燃烧所释放的热量，这是因为蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，其中一部分主要以尿素形式从尿中排泄的缘故。⑵由于3类物质分子内各种元素所占比例不同，决定了它们在相同质量、相同条件下，氧化分解过程中的耗氧量不同，所释放的能量也不同。糖类分子中含氧量最高，含氢量最低，分解时耗氧量最少，所释放的能量也最少；而脂肪分子中含氧量最低，含氢量最高，因而分解时耗氧量最多，所释放的能量也最多。

4、人体剧烈运动过程中能量的供应：人体细胞内ATP的贮存量是有限的，在人体剧烈运动时只能维持2—3秒的供能。但ATP可以通过不同途径不断地再生：首先是依

赖于磷酸肌酸中高能磷酸键的快速转移，生成ATP，一般可维持供能十几秒；随后是依靠无氧呼吸释放少量能量来维持运动的需要；如果运动持续进行，人体内则通过神经和体液调节作用，促进细胞的有氧呼吸，有氧呼吸则成为供能的主要途径。

5、地球的能量资源与利用：⑴太阳能的绝大部分被直接反射或以热能形式离开，并未被地球所利用，地球对太阳能的利用率约为23.3﹪⑵绿色植物通过光合作用对光能的利用率仅为0.02﹪,但其每年可将1.26×1018KJ的太阳能转化为化学能，这正是生物圈内全部的生命赖以生存的重要基础。

五、例题

1．叶绿体和线粒体都是重要细胞器，下列叙述中错误

．．的是

A．两者都具有能量转换的功能B．两者都具有双层膜结构

C．所含酶的功能都相同 D．都不存在于原核细胞中

2．生物体内既能贮存能量,又能为生命活动直接提供能量的物质是

A．葡萄糖 B．糖原 C．三磷酸腺苷 D．脂肪3．运动员在进行不同项目运动时，机体供能方式不同。对三种运动项目的机体总需氧量、实际摄入氧量和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下：

运动项目总需氧量（升）实际摄人氧量（升）血液乳酸增加量

马拉松跑600 589 略有增加

400米跑16 2 显著增加

100米跑8 0 未见增加根据以上资料分析马拉松跑、400米跑、100米跑运动过程中机体的主要供能方式分别是

A．有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸分解

B．无氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解

C．有氧呼吸、无氧呼吸、无氧呼吸

D．有氧呼吸、磷酸肌酸分解、无氧呼吸

4．在下列生理活动中,要消耗ATP的是

A．植物细胞发生质壁分离 B．根毛细胞吸收水分

C．肌肉细胞从内环境中吸收K+ D．叶片蒸腾水分