能量的释放与利用
教育部参赛_张宏琴_七年级上册第6章第1节能量的释放和利用1
的前提和基础，没有呼吸过程 吸入的氧气，就不进行呼吸作 用；而“呼吸作用”是“呼吸” 的继续。
总之：动物的呼吸为生命提供了能量。
实验一： 探究植物呼吸释放二氧化碳
实验方法
1、取两只塑料袋，里面充 满空气，一个里面装有新鲜 的豆芽，另一个里面装的空 气。 2、放在黑暗处一昼夜。
澄清石灰水遇到 二氧化碳时发生 化学反应,产生沉 淀变浑浊
• 消耗能量的多少与呼吸频率关系如 何？下列正确的是（ ）
问题1：什么是呼吸？
吸入（
）放出（
）
问题2： “呼吸”和“呼吸作
用”有什么区别？
“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气
和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用” 是指细胞内有机物分解释放能量的过程。
问题3： “呼吸”
和“呼吸作用” 有什么联系？
“呼吸”是“呼吸作用”
1、为什么要取一个里面放新鲜的菠菜， 另一个放烫过的菠菜？
起对照作用。
2、为什么要把装置放在黑暗，温暖，密 封的环境中？
不让其进行光合作用，并且避免外界气体的干扰。
3、通过实验现象你得出了什么结论？
新鲜的菠菜吸收了氧气。
结 论
植物呼吸作用消耗氧气
呼吸作用
根茎叶都能进行呼吸
实验二 实验一
消耗了 氧气
1、呼吸频率、呼吸、呼吸作用的定义 2、呼吸作用实质： 呼吸作用 光合作用 吸收氧气，呼出二氧化碳，并释放能量。
场所 条件 所有生活的细胞都能进行 有光无光都能进行 只在含有叶绿体的细胞中进行 在光照下能进行 吸收二氧化碳，放出氧气 把二氧化碳和水合成为有机物 （主要是淀粉），并贮藏能量
气体变化 吸收氧气能放出二氧化碳 实质 把有机物分解为二氧化碳 和水并释放能量
生物物理学中的生物能量传递与利用
生物物理学中的生物能量传递与利用近年来，生物学、物理学、化学等交叉学科的发展引起了人们的高度关注。
其中，生物物理学成为了引领生命科学前沿领域的重要学科之一。
在生物物理学的研究中，生物能量传递与利用成为了一大研究热点。
本文将从生物体内能量传递与利用的基本原理、代表物种与研究进展等方面进行探讨。
1. 生物体内能量传递与利用的基本原理生物能量传递与利用涉及的基本物理原理包括热力学第一定律、热力学第二定律、斯托克斯-爱因斯坦方程、离子通道理论等。
通过这些基本原理的应用，科学家们逐渐了解了生物体内能量传递的机制。
热力学第一定律指出能量守恒原理，即能量不会凭空消失，也不会从空气中获得。
生物体内能量的转化同样遵守这个定律。
在生物体系中，能量来源主要包括光合作用、有机物质的降解、有机物的合成等。
生物体内能量传递的方式主要有两种：一种是光合作用，另一种是细胞呼吸。
光合作用是只有植物、藻类、某些细菌等生物才具有的生理功能。
在光合作用过程中，植物、藻类等绿色生物会利用太阳能合成葡萄糖等有机物，同时释放氧气。
储存的有机物质会参与到植物生长发育等过程中，并成为其生存与生长的重要基础。
另一种能量传递方式是细胞呼吸，这个过程是所有生物体都具有的功能。
由于所有的生物体都需要能量来维持生命活动，因此所有的细胞都要进行呼吸过程，以获得必要的能量。
在这个过程中，有机物质会被分解为CO2和H2O，释放出能量。
这里，氧气充当着电子接受者的角色，接下来，通过“线粒体”中的氧化磷酸化等过程，细胞将能量进一步转化为膜电位和ATP，从而使细胞得以存活和复制。
2. 代表物种生物能量传递涉及到众多的生物物种，这些生物物种均在不同程度上利用自身的能源进行生存与生长。
下面我们将介绍几个代表物种。
2.1 蓝藻蓝藻是一种原生的细胞有机体，是疑似最早开始进行光合作用的微生物之一。
蓝藻的光合作用是通过一系列复杂的电子传递及能量转移过程完成的。
蓝藻的光合膜中含有不同种类的色素分子，其中，叶绿素b、叶黄素和类胡萝卜素等均能够吸收光能，开始光合作用过程。
燃烧是否会产生能量？如何利用燃烧释放的能量？
燃烧是否会产生能量？如何利用燃烧释放的能量？燃烧是一种常见的化学反应过程，它通过氧化物与可燃物相互作用，产生热能、光能和气体等多种形式的能量。
而这些能量的释放和利用在日常生活中有着广泛的应用。
接下来，让我们通过以下几个方面来探讨燃烧产生能量的原理以及如何利用这些能量。
1. 燃烧产生能量的原理燃烧是可燃物与氧化剂反应放出能量的过程，这个过程涉及到化学能的转化。
一般情况下，燃烧反应是通过可燃物与氧化剂之间的氧化还原反应来完成的。
在燃烧反应中，可燃物（如燃料）与氧化剂（一般为氧气）发生反应，氧化剂从分子态转变为离子态，而可燃物则失去电子，从而释放出能量。
这种能量主要来源于反应物分子间化学键的断裂和新化学键的形成。
2. 利用燃烧释放的能量2.1 火焰的利用：当燃烧释放的能量达到一定程度时，可控制火焰的形成和使用。
比如，我们可以利用火焰进行加热、烹饪食物或者提供光线。
2.2 燃料的利用：燃料作为燃烧反应的一方，是我们利用燃烧释放的能量的源头。
燃料可以包括固体、液体和气体等状态，比如，木材、石油、天然气等。
我们可以直接利用燃料进行加热、照明或者发电等。
2.3 动力的利用：燃烧释放的能量也可以用于产生机械动力，如汽车、飞机和火箭的发动机。
这些发动机通过将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为机械能，从而驱动车辆或者飞行器的运行。
2.4 能源的转化：我们可以利用燃烧反应产生的热能，通过热能转换装置将其转化为其他形式的能源。
比如，热能转换器可以将热能转化为电能，这样我们就可以大规模地利用燃烧释放的能量来供电。
通过对燃烧产生能量原理的了解以及如何利用燃烧释放的能量的探讨，我们可以发现燃烧是一种非常重要的能量转化过程。
在人类社会的发展中，对燃烧的认识和利用不断深入，各种燃料和燃烧设备的不断更新和改进也为我们提供了更多更高效的能源利用方法。
当然，我们也需要保护环境、合理利用能源，从而实现可持续发展。
综上所述，燃烧释放的能量不仅是我们日常生活的重要能源，也是推动人类社会进步的重要力量。
知识点5-8：能量的释放、转移、储存和利用过程(即能量的来源.
CP（磷酸肌酸） 储存
• ATP是人体一切生命活动的直接能量来源，是能量
释放、转移、储存和利用过程中的核心物质。
知识点5-8：能量的释放、转移、储存和利用
•P（磷酸肌酸）
直接来源
能量 来源
间接来源
ATP (A-P～P～ P)高能磷酸键 糖、脂肪、蛋白质
知识点5-8：能量的释放、转移、储存和利用
• 提问：人体能量的来源与去路？
CP（磷酸肌酸）
③ ① ②
储存
知识点5-8：能量的释放、转移、储存和利用
• 提问：人体能量的来源与去路？
能量的来源：① 直接来源：ATP ； ② 间接来源：糖、脂肪、蛋白质 。 能量的去路：① 50%以热能的形式散发，以维持正常体温 ；
——比喻花天酒地
② 转化为ATP，供一切生命活动的利用 ； ——比喻为吃、穿、住的正常开销 ③ 以CP的形式储存于体内 。 ——比喻存银行
化学反应中的能量释放
化学反应中的能量释放化学反应是指物质发生转化时，原子、离子或分子之间重新排列和重组的过程。
在这个过程中，伴随着能量的变化，能量可以被吸收或释放。
本文将探讨化学反应中能量释放的相关知识。
一、热能的释放热能是一种常见的能量形式，在化学反应中经常会释放出热能。
当物质发生反应时，如果反应是放热反应，反应物中的化学键被破坏，重新排列和形成新的化学键释放出的能量将以热能的形式传递给周围环境。
例如，燃烧反应就是一种放热反应，燃料与氧气反应时会释放大量的热能。
热能的释放在生活中有许多应用。
例如，火焰的产生就是燃烧反应释放热能的结果。
我们可以利用热能来进行加热、烹饪等活动。
同时，热能也是化学反应中的重要参数，可以用来计算反应的放热量。
二、光能的释放除了热能，化学反应还可以释放光能，这种反应称为发光反应。
在某些情况下，物质发生反应时会放出可见光，产生闪光的效果。
例如，发光指示剂在化学反应中会发出亮光，大家常见的荧光物质和磷光物质就属于这种情况。
发光反应在许多领域具有广泛的应用。
例如，发光指示剂被广泛应用于化学分析、生物医学实验和环境监测等领域。
通过观察物质发光的颜色和亮度，可以判断反应的进行与否以及反应物的浓度等信息。
三、电能的释放化学反应还可以释放电能，这种反应称为电化学反应。
电化学反应是指在电解质溶液中，通过电解质离子在电极上的电荷转移过程来释放电能。
在电池中，化学反应会产生电子，在电路中流动形成电流，从而实现能量的转换和利用。
电化学反应的应用非常广泛。
电池作为储存和释放电能的装置，在日常生活和工业生产中有着重要的地位。
电化学反应也是许多电化学分析和电化学制备方法的基础，如电沉积、电解和电镀等。
四、化学键能的释放在化学反应中，当反应物的化学键被破坏，新的化学键形成时，化学键能的变化将导致能量的释放。
化学键能是分子中原子之间相互连接所需要的能量，当原子重新排列形成新的化学键时，能量的差异将以其他形式转化和释放。
化学键能的释放对于热能的产生至关重要，它决定了反应的放热量和热化学方程式的平衡。
能量产生的方式
能量可以通过多种方式产生，包括但不限于以下几种方式：
化学反应：通过化学反应可以释放出能量，例如燃烧煤、油、气等化石燃料，以及利用电池等。
物理变化：通过物质形态的变化可以释放出能量，例如摩擦、压缩、弯曲等机械能转化的能量。
核反应：通过核裂变、核聚变等核反应可以释放出巨大的能量。
太阳能：利用太阳能可以产生电能，例如太阳能电池板可以将太阳能转化为电能。
地热能：利用地下热能可以产生电能，例如地热发电站可以利用地下热能来发电。
海洋能：利用海洋能可以产生电能，例如潮汐发电站可以利用潮汐能来发电。
总之，能量的产生方式多种多样，不同的能源形式可以相互转化。
在能源利用中，应充分利用可再生能源，减少对不可再生能源的依赖，促进能源的可持续发展。
运动时能量的释放和利用
运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP 的最大速率。
能量利用
最大输出功率 可供运动时间 mmol/kg干肌X秒
ADP+CPAຫໍສະໝຸດ P+P 1.6-3.06-8秒
GnHL
1.0
30-60秒达最大 速率，可维持运 动2-3分钟
GnCO2、H2O 0.5 FFA CO2、H2O 0.25
1.5-2小时 不限时间
长时间低强度运动 有氧代谢为主（FFA、G）
• 运动开始时，ATP、CP被动用，然后糖酵解供能， 最后，糖原、脂肪酸与蛋白质也参与供能。运动 结束后的一段时间骨骼肌内的有氧代谢速率仍高 于安静时水平。
• ——储备的ATP仅能供极量运动之1秒，由于运动 开始时肌肉血流量不能及时增大，故刚启动时以 储备的CP无氧分解为ATP的主要来源，几秒后，不 需氧的糖酵解启动以弥补氧亏空，直到有氧代谢 能力充分调动起来。运动结束后的有氧代谢用于 磷酸原、糖原储备的恢复。
运动时能量的释放和利用
一、运动时供能系统的动用特点
(一)人体骨骼肌细胞的能量储备（70kg体重）
供能物质
ATP CP Gn
甘油三酯
储量 mmol/kg干肌 24.6 76.8 365
48.6
可利用能量 mmol~P/kg干肌 9.8 61.4 10609（无氧） 14200（有氧） 24520
(二)供能系统的输出功率
(三)供能系统的相互关系
1．肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、顺序和 相对比率随运动状况而异，不是同步利用。
2．最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原 系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化， 且分别以近50％的速率依次递减。
能量的释放和利用
第1节能量的释放和利用（一）
第1课时
教学目标
知识目标
（1）从生物体实行生命活动需要能量这个角度了解能量的释放与呼吸的关系。
（2）描述什么叫呼吸作用。了解呼吸释放的能量在生命活动中被利用的问题。
水平目标
（1）学会测定呼吸频率的简单方法，初步学会将测定结果实行分析，尝试得出能量释放与呼吸相关的结论。
[新授]
一、能量的释放需要氧
[设置情境]人体运动，饥饿时需要能量，让我们体验一下剧烈运动时的感觉。
[活动1]体验能量的释放与呼吸的关系。
指导学生4-5人为一小组完成实验
[讨论]1、计算出表中各项平均值，比较这三种状态下的呼吸次数是否ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ差异。
2、这三种状态，哪一种消耗的能量最多？消耗能量的多少与呼吸频率有什么关系？
情感目标
从日常生活中遇到的一些生理现象和生活实际入手，用准确的科学研究发方法，逐渐深入地发现能量的释放与呼吸之间的关系，懂得更进一步地珍爱绿色植物，并能使用所学的能量和呼吸相关的知识解决生活、生产实践中新鲜果品、蔬菜贮存等实际问题。
教学重点
“探究萌发的种子释放能量”的实验
教学难点
指导学生尝试“探究萌发的种子释放能量”实验方案的设计。
教法学法
小组讨论、实验探究
课前准备
不同状态的种子、保温瓶、温度计、铁架台
教学过程
教师活动
学生活动
备注
[复习提问]
1、能量的释放与何种生命活动相关？
2、呼吸过程中气体如何变化？
[小结引入新课]
呼吸是将细胞内有机物氧化分解释放能量的过程，我们能否通过实验来探究呢？
[新授]
二能量的释放
[探究活动]
探究萌发的种子释放热量
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寒 冷 饥 饿
营养物质
？
能量
活动二、体验能量释放与呼吸的关系
活动要求： 1.测量安静时的呼吸频率 2.迅速起蹲1min后的呼吸频率 3.小组汇总数据，将两种状态下 的呼吸频率 取平均值
组别
1 2 3 4 5 6 7 8 9
安静时
起蹲1min
思考： 1.这两种状 态下哪一种 消耗的能量 多？ 2.能量的释 放的多少与 呼吸有关吗？
能量的释放和利用
氧气
二氧化碳
活动一、探究植物呼吸过程中气体的变化
提出问题： 植物呼吸时气体的变化是怎样的？
做出假设：植物呼吸是吸入氧气，呼出二氧化
碳的过程。
或者： 植物呼吸是吸入二氧化碳，呼出氧 气的过程。
二氧化碳、氧气的鉴定方法
二氧化碳具有使澄清石灰水变 浑浊的特性。 氧气可以助燃。
ห้องสมุดไป่ตู้
活动一、探究植物呼吸过程中气体的变化
活动三、分析呼吸作用
讨论
为什么沸水处理 的菠菜无法呼吸 呢？
沸水处理的菠菜 新鲜菠菜
水雾哪 里来的？
萝卜放久长了 为什么会空心呢？
活动三、分析呼吸作用
小结：
生物体的活细胞分解有机物，生成二氧化碳和水， 同时释放能量的过程称为呼吸作用。
活细胞
有机物 + 氧气 二氧化碳 + 水（释放能量）
市民黄女士为 了净化空气， 她将多盆观赏 植物搬进卧室。 近日，黄女士 感觉每晚睡觉 时头晕、呼吸 困难。
病 因
夜晚植物呼吸，会消耗氧气释放 二氧化碳。这样会造成卧室缺氧！
建 议
夜晚将植物移出卧室！
制定计划：
实验材料库
菠 菜 保 鲜 袋
澄 清 石 灰 水
广 口 瓶
蜡 烛
火 柴
橡 皮 管
活动一、探究植物呼吸过程中气体的变化
植物和人一样，在呼吸过程中 需要消耗氧气同时释放出二氧 化碳。
活动一、探究植物呼吸过程中气体的变化
为什么要实验材料放在 黑暗处？
这些材料不需 要放黑暗处！
剧 烈 运 动