高中生物 第三单元 细胞的新陈代谢 第二章 细胞能量的来源与转变 第四节 从化学能到生物能素材 中图

从化学能到生物能素材中图版必修1

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学能到生物能

简介

“从化学能到生物能”

我们知道，物质的燃烧需要氧气,发现这一现象的是法国化学家拉瓦锡.拉瓦锡还曾经把生物的呼吸作用比作碳和氢的缓慢燃烧过程。拉瓦锡的这一说法有道理吗？呼吸作用能够像燃料燃烧那样剧烈吗？让学生思考和论。

葡萄糖是细胞中的主要能源物质，在前面的学习中我们已经认识到这一点,细胞的生命活动离不开能量，许多化学反应都需要耗能,葡萄糖作为主要能源物质是怎样被细胞利用的呢?引入新课，发现问题。

如同我们生活的环境一样，细胞要生活在常温、常压下，这就意味着在细胞内葡萄糖不可能通过燃烧释放出能量。在细胞中应该有一个类似葡萄糖燃烧的过程,可以将葡萄糖分子中的能量释放出来，但又不伤及细胞。又由于生命过程是持续不断的,需要葡萄糖将储存的能量逐步地、缓慢地释放,随时地被细胞利用。科学家发现在细胞中的确存在这样的过程,这就是细胞的呼吸作用。

启发学生对比燃烧有机物释放能量和细胞内利用有机物中的能量之间的异同，产生认知冲突，提高思维兴奋性，继续学习。观察现象,思考问题。

附: “呼吸作用"科学发现和研究的一个事例

1. 酒精和乳酸的生成发酵是人类最早研究的现象,五千年前就开始了。18世纪，化学家们开始研究发酵现象。1810年,法国化学家吕萨克（G．Lussac)在前人研究的基础上，对酒精的发酵过程作了如下推导:1个葡萄糖分子通过发酵过程分解为2个乙醇分子和2个二氧化碳分

子.

C6H1206→2C6H50H+2C06+能量

19世纪30年代，德国博物学家施旺证实跟发酵有关的酵母是活的细胞。1857年，法国生物学家巴斯德（L．Pastuer)认为，发酵作用就是“不用空气的生命”.

20世纪初,英国化学家哈登(A．Hardon）和扬(L．J．Young)发现，发酵过程中无机磷酸盐逐渐消失,据此推论，发酵与无机磷酸将糖磷酸化有关，并且第一步是生成6—磷酸葡萄糖。此后经过20年的努力，人们终于搞清了发酵的全过程。

C6H1206→丙酮酸+[H］→2C2H50H+2C02+能量

1933年爱姆勃登(G．Embden）、迈耶霍夫（Q．Meyehof)和帕娜斯（J.K。Parnas)发现,在动物肌肉中也存在着与酵母发酵十分类似的过程。他们称此过程为酵解.后人又把它叫做EMP 途径，以此表彰和纪念这三位科学家对糖酵解所做出的贡献。

C6H1206→丙酮酸+[H]→2C2H603+能量

后来，科学家还发现:高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的类似酒精发酵的过程。高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时能产生乳酸(CH3CHOHCOOH)

由于没有氧的参与，这些生物氧化的过程，后来统称为无氧呼吸。