/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
5.2.2 人体的生命活动需要能量
1.通过“探究不同食物能量的差异”活动，说明食物中含有能量，且不同食物热价不同（重、难点）。
2.通过分析相关资料，理解人体内能量的释放过程以及影响能量消耗的因素（重、难点）。
3.通过本堂课学习，认识到食物可以为人体提供能量，认同健康的饮食习惯（难点） 。
【教学重点】
食物的热价；
呼吸作用为生命活动提供能量；
【教学难点】
食物的热价；
1．人体需要的能量来源于食物
食物所含的营养物质中，糖类、脂质和蛋白质都可以为人体提供能量。据测定，糖类和蛋白质的热价均为 17.15 kJ/g，脂肪的热价为 38.91 kJ/g。
由于各种食物中有机物的种类和含量不同，它们所贮存的能量也不相同
2．呼吸作用为生命活动提供能量
呼吸作用反应式： 有机物（贮存能量）+ 氧气→二氧化碳＋水＋能量 。
细胞中的有机物在氧气的参与下分解，释放出能量，用于进行各项生命活动和维持体温。
呼吸作用不断消耗氧气并产生二氧化碳，所消耗的氧气由呼吸系统不断进行补充，所产生的二氧化碳也要经过呼吸系统排出。
人体的生命活动需要能量来维持。每个人维持生存所需要的能量因性别、年龄和体质的差异而有所不同。
一、探究活动→探究不同食物能量的差异
1）提出问题：不同食物的热价相同吗？
2）做出假设：___不同的食物热价不同。____
3）制订计划：
4）实施计划：分组实验操作。
5）得出结论：___不同的食物热价不同。____
6）表达交流。
【探究】
1. 实验步骤中“用锡箔纸把加热与受热部分围起来”的目的是什么？
减少热量的散失，使样品燃烧所释放的热量尽可能多地传给大试管。
2. 不同食物的热价为什么有很大的差异？
不同食物中所含的能量不同，含脂肪多的食物含能量较多，含蛋白质和淀粉多的食物含能量较少。
3. 你所测得的食物的热价与它的实际热价相同吗？为什么？
不相符，比实际热量低。
因为有相当一部分热量散失到周围的环境中，还有少量热量加热了试管，操作过程中也有少量热量的散失，另外食物也可能燃烧不完全，有些热量没有完全释放出来。
4. 怎样改进实验装置，才能尽量减少食物燃烧时的热量散失？
①在燃烧装置周围使用保温材料，减少热量向周围环境的散失。
②在燃烧装置周围设置风挡，减少自然风对实验的影响。
③在燃烧前对装置进行预热，减少装置本身吸收的热量，提高实验的准确性。
④使用高效的燃烧器，确保食物完全燃烧，减少未燃烧部分的热量损失。
二、阅读聚焦——生命活动所需要的能量是如何获得的？
人体内的有机物氧化分解是一个消耗氧气和产生二氧化碳的过程，所消耗的氧气可以由呼吸系统不断地进行补充，所产生的二氧化碳也要经过呼吸系统排出体外。在有机物分解的过程中，能量被释放出来，用于进行各项生理活动和保持体温。
三、合作讨论
【讨论】1. 几种常见食物的热价，探究反映的问题。
各种食物中有机物的种类和含量不同，它们所贮存的能量也不相同。
糖类和蛋白质的热价均为 17.15 kJ/g，脂肪的热价为 38.91 kJ/g。
【讨论】2. 运动、讲话和思维等一切活动，，都需要消耗能量。即使在安静睡眠时，人也需要足够的能量。人在一天中消耗的能量多少与哪些因素有关
(1)人体的一切生命活动都需要能量。活动强度不同，消耗的能量也不相同。合理选择活动类型和强度，可以有效提高能量消耗，促进健康。
(2) 每个人维持生存所需要的能量因性别、年龄和体质的差异而有所不同。适当调整每天摄取的食物数量，以维持能量摄取与消耗之间的平衡。
1．人体进行生命活动消耗的能量是从食物中获得的。下列同等重量的食物中，热价最高的是（ ）
A．大米 B．花生 C．豆腐 D．白菜
【答案】B
【分析】食物所含的六类营养物质中，能为人体提供能量的是糖类、脂肪和蛋白质，热价是指每克食物在体外充分燃烧时释放出的能量。食物的热价反映出食物中贮存能量的多少。
【详解】由于不同食物的营养成分及含量不同，所以贮存能量的数量也有所不同。据测定糖类是17.15千焦/克，蛋白质是17.15千焦/克，脂肪是38.91千焦/克。可见热价最高的是脂肪。花生富含脂肪、大米中富含糖类、豆腐富含蛋白质，白菜富含维生素，因此热价最高的是花生，A、C、D都不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．某小组利用如图所示装置进行“测定花生种子所含能量”的实验。他们称量一粒干燥花生仁的质量为2克，其充分燃烧后，锥形瓶中的50毫升水从15℃升高到67℃（1毫升水每升高1℃，需要吸收4.2焦的热能），这粒花生仁实际所含的能量最可能是（ ）
A．等于10920焦 B．大于10920焦
C．小于21840焦 D．等于21840焦
【答案】B
【分析】可以通过测量食物燃烧放出的热能来测定食物中能量的多少，选用的食物应该是容易燃烧的。
【详解】资料提示：1mL水每升高1℃需要吸收4.2J的热量，因此，一粒花生米燃烧，使50mL水由15℃上升到67℃放出的热量是：4.2×50×（67﹣15）═10920（J）。在实验过程中，尽管对实验装置进行了改进，由于条件所限，还是会有一部分热量散失掉，因此，实际上种子全部燃烧产生的热量比上述热量多，B正确。
3．食物中所含的能量在动物体内释放，不需要经过的生理过程是（ D ）
A．呼吸作用 B．消化吸收 C．物质运输 D．排遗
【答案】D
【分析】食物中所含能量的物质为有机物，这些物质不能直接被动物体直接吸收，需要经过消化吸收这个过程，变成溶于水的物质后才被吸收进行血液循环的，这些物质进入血液循环后，被运输到组织细胞，在组织细胞的线粒体内，通过呼吸作用释放出能量。
【详解】ABC．食物中所含能量的物质为有机物，这些物质不能直接被动物体直接吸收，需要经过消化吸收这个过程，变成溶于水的物质后才被吸收进行血液循环的，这些物质进入血液循环后，被运输到组织细胞，在组织细胞的线粒体内，通过呼吸作用：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量，把能量释放出来的，ABC不符合题意。
D．排遗又称排便，是把食物残渣和废物排出体外的过程，是能量释放后才有的过程，所以不需要经过，D符合题意。
故选D。
4．猎豹捕食、足球比赛、苍鹰翱翔都需要能量。动物运动所需能量都直接源于（ C ）
A．太阳 B．食物 C．细胞的呼吸作用 D．周围环境的能量
【答案】C
【分析】动物具有发达的运动能力，有利于觅食和避敌，以适应复杂多变的环境，动物的运动需要能量，能量来源于细胞的呼吸作用。
【详解】A．猎豹、人类、苍鹰等动物体内没有叶绿体不能将光能转变成能量利用，A不符合题意。
B．食物中的能量需要经过转换才能利用，并不能直接利用，B不符合题意。
C．猎豹捕食、足球比赛、苍鹰翱翔所需要的能量来源细胞的呼吸作用分解有机物所释放的能量维持各项生命活动，C符合题意。
D．动物不能利用周围环境的能量来维持各项生命活动，D不符合题意。
故选C。
5．在“双减”课后服务活动中，某生物兴趣小组利用如图所示装置，对大米、花生仁、核桃仁和黄豆四种食物中的能量进行了测定，记录并计算数据如下表。请据此回答问题：
食物名称 大米 花生仁 核桃仁 黄豆
质量（克） 20 20 20 a
水（毫升） 50 B 50 50
温度上升(℃) 13 22 30 14
(1)人体食物中获取的营养物质中，能提供能量的有：
(2)该兴趣小组探究的问题是： ？
(3)表格中a应为 克，b应为 毫升，原因是需要遵循 原则，本实验的变量是 。
(4)为减少实验误差，实验应重复多次求 。
(5)因为实验过程中通常有能量损失，所以实验测定的能量比食物实际所含能量 （填“低”或“高”）。
(6)从实验结果可以看出，四种食物中，含能量最多的是 。
【答案】(1)糖类、脂肪、蛋白质
(2)哪种食物含有的能量多
(3) 20 50 单一变量 食物种类
(4)平均值
(5)低
(6)核桃仁
【分析】科学探究的过程：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。为了使实验有说服力，实验中一定要设置对照组。在设计对照实验时，要遵循单一变量的原则。
对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，这个不同的条件，就是唯一变量。
一般的对实验变量进行处理的，就是实验组，没有对实验变量进行处理的就是对照组。
为确保实验组、对照组实验结果的合理性，对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态，这样做的目的是控制单一变量，便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。
【详解】（1）人体从食物中获取的营养物质主要包括糖类、脂肪、蛋白质、维生素、水和无机盐这六大类。其中糖类、脂肪、蛋白质能提供能量。
（2）某班同学为了了解核桃仁、花生仁、黄豆和大米中谁含有的能量多，可知该实验探究的问题是哪种食物含有的能量多？
（3）在对照实验中，除了研究的变量（这里是不同种类的食物）外，其他条件必须保持一致，遵循单一变量原则。实验中，核桃仁、花生仁和黄豆的质量都是20克，因此黄豆的质量a应该为20克，花生仁用的水应该为50毫升。该实验的变量是食物的种类。
（4）重复实验并求平均值可通过多次操作使偶然因素导致的偏高或偏低结果相互抵消，从而让数据更接近真实值，有效避免偶然性、减少实验误差。
（5）在实验过程中，能量损失可能发生在以下几个方面： 燃烧不完全，部分能量未被释放。 热量散失到空气中，未完全被水吸收。 测量过程中存在误差。 因此，实验测定的能量通常低于食物实际所含的能量。
（6）从实验结果可以看出，四种食物燃烧后，核桃仁使水温上升了30℃，是四种食物中最高的。这说明核桃仁燃烧释放的能量最多，因此，核桃仁里含能量最多。
【强记口诀】
（一）食物热价顺口溜
食物热价要知道，能量多少有不同。
糖类蛋白十七点一五，脂肪三八点九一。
糖类是能量快来源，米饭面包都含有。
蛋白质是身体的砖，鸡肉鱼肉不能少。
脂肪能量最丰富，坚果油类热量高。
合理搭配很重要，健康饮食身体好。
（二）呼吸作用为生命活动提供能量巧记
呼吸作用：细胞呼吸，有机物分解，释放能量。
有氧呼吸：氧气充足，线粒体，二氧化碳 + 水，能量多。
无氧呼吸：氧气不足，细胞质，乳酸或酒精，能量少。
呼吸意义：提供能量，维持体温，支持生命活动。
影响因素：氧气、温度、水分、营养，合理调节保健康。
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5.2.2 人体的生命活动需要能量
1.通过“探究不同食物能量的差异”活动，说明食物中含有能量，且不同食物热价不同（重、难点）。
2.通过分析相关资料，理解人体内能量的释放过程以及影响能量消耗的因素（重、难点）。
3.通过本堂课学习，认识到食物可以为人体提供能量，认同健康的饮食习惯（难点） 。
【教学重点】
食物的热价；
呼吸作用为生命活动提供能量；
【教学难点】
食物的热价；
1．人体需要的能量来源于食物
食物所含的营养物质中， 、 和 都可以为人体提供能量。据测定，糖类和蛋白质的热价均为 kJ/g，脂肪的热价为 kJ/g。
由于各种食物中有机物的种类和含量不同，它们所贮存的 也不相同
2．呼吸作用为生命活动提供能量
呼吸作用反应式： 。
细胞中的有机物在 的参与下分解，释放出 ，用于进行 和 。
呼吸作用不断消耗 并产生 ，所消耗的氧气由 不断进行补充，所产生的二氧化碳也要经过 排出。
人体的生命活动需要 来维持。每个人维持生存所需要的能量因 、 和 的差异而有所不同。
一、探究活动→探究不同食物能量的差异
1）提出问题：不同食物的热价相同吗？
2）做出假设：__ ____
3）制订计划：
4）实施计划：分组实验操作。
5）得出结论：__ ____
6）表达交流。
【探究】
1. 实验步骤中“用锡箔纸把加热与受热部分围起来”的目的是什么？
2. 不同食物的热价为什么有很大的差异？
3. 你所测得的食物的热价与它的实际热价相同吗？为什么？
4. 怎样改进实验装置，才能尽量减少食物燃烧时的热量散失？
二、阅读聚焦——生命活动所需要的能量是如何获得的？
三、合作讨论
【讨论】1. 几种常见食物的热价，探究反映的问题。
【讨论】2. 运动、讲话和思维等一切活动，，都需要消耗能量。即使在安静睡眠时，人也需要足够的能量。人在一天中消耗的能量多少与哪些因素有关
1．人体进行生命活动消耗的能量是从食物中获得的。下列同等重量的食物中，热价最高的是（ ）
A．大米 B．花生 C．豆腐 D．白菜
2．某小组利用如图所示装置进行“测定花生种子所含能量”的实验。他们称量一粒干燥花生仁的质量为2克，其充分燃烧后，锥形瓶中的50毫升水从15℃升高到67℃（1毫升水每升高1℃，需要吸收4.2焦的热能），这粒花生仁实际所含的能量最可能是（ ）
A．等于10920焦 B．大于10920焦
C．小于21840焦 D．等于21840焦
3．食物中所含的能量在动物体内释放，不需要经过的生理过程是（ D ）
A．呼吸作用 B．消化吸收 C．物质运输 D．排遗
4．猎豹捕食、足球比赛、苍鹰翱翔都需要能量。动物运动所需能量都直接源于（ C ）
A．太阳 B．食物 C．细胞的呼吸作用 D．周围环境的能量
5．在“双减”课后服务活动中，某生物兴趣小组利用如图所示装置，对大米、花生仁、核桃仁和黄豆四种食物中的能量进行了测定，记录并计算数据如下表。请据此回答问题：
食物名称 大米 花生仁 核桃仁 黄豆
质量（克） 20 20 20 a
水（毫升） 50 B 50 50
温度上升(℃) 13 22 30 14
(1)人体食物中获取的营养物质中，能提供能量的有：
(2)该兴趣小组探究的问题是： ？
(3)表格中a应为 克，b应为 毫升，原因是需要遵循 原则，本实验的变量是 。
(4)为减少实验误差，实验应重复多次求 。
(5)因为实验过程中通常有能量损失，所以实验测定的能量比食物实际所含能量 （填“低”或“高”）。
(6)从实验结果可以看出，四种食物中，含能量最多的是 。
【强记口诀】
（一）食物热价顺口溜
食物热价要知道，能量多少有不同。
糖类蛋白十七点一五，脂肪三八点九一。
糖类是能量快来源，米饭面包都含有。
蛋白质是身体的砖，鸡肉鱼肉不能少。
脂肪能量最丰富，坚果油类热量高。
合理搭配很重要，健康饮食身体好。
（二）呼吸作用为生命活动提供能量巧记
呼吸作用：细胞呼吸，有机物分解，释放能量。
有氧呼吸：氧气充足，线粒体，二氧化碳 + 水，能量多。
无氧呼吸：氧气不足，细胞质，乳酸或酒精，能量少。
呼吸意义：提供能量，维持体温，支持生命活动。
影响因素：氧气、温度、水分、营养，合理调节保健康。
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