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高二生物同步辅导教材（第8讲）‎ ‎【教学内容与目的要求】‎ 一、 教学内容：高级中学课本《生物》‎ ‎ 第八节 生物的呼吸作用 第九节 新陈代谢的基本类型 二、目的要求 ‎1、掌握有氧呼吸的三个阶段中物质和能量的变化过程。‎ ‎2、了解无氧呼吸的过程和产物。‎ ‎3、了解有氧呼吸与无氧呼峻的联系和区别。‎ ‎4、理解呼吸作用的实质和意义。‎ ‎5、掌握新陈代谢的概念 ‎6、理解同化作用、异化作用、物质代谢和能量代谢之间的关系。‎ ‎7、了解同化作用和异化作用的不同类型的概念和特点。‎ ‎【知识重点与学习难点】‎ ‎1．有氧呼吸的三个阶段中物质和能量的变化过程 ‎2．理解呼吸作用的实质和意义 ‎3、新陈代谢的概念 ‎4、同化作用、异化作用、物质代谢和能量代谢之间的关系 ‎【方法指导与教材延伸】‎ 第八节 生物的呼吸作用 二、 呼吸作用的概念 ‎1、呼吸作用的概念 生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量的总过程，叫做呼吸作用。‎ ‎2、呼吸作用的特点 ‎ 生物氧化与有机物在空气中的燃烧有相似之处，即都消耗氧使有机物氧化，最终生成二氧化碳和水等。两种氧化作用所释放出来的总能量也是相同的。有机物在体外燃烧时，其中的碳和氢直接与氧化合，并释放大量的能量，形成光和热，使温度迅速上升。而生物体内产生的二氧化碳和水是有机物经一系列复杂的变化形成的。由于有酶的催化作用，生物氧化能在比较温和的条件下，和有水的环境中进行。而且能量是逐步释放出来的，这样就不会使温度迅速上升而损害机体，同时使释放的能量得到有效的利用。‎ 二、有氧呼吸 概念：指生物细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出CO2和水，同时释放能量的过程。‎ 场所：先在细胞质的基质，后在线粒体 过程： ①C6H12O6 酶细胞质基质 2丙酮酸+[H]+ATP（少） ‎ ‎ ②2丙酮酸+ 6H2O 酶 线粒体 6CO2+[H]+ATP（少）‎ ‎ ③[H]+ 6O2 酶 线粒体 12 H2O+ATP（多）‎ 总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 酶 12 H2O+6CO2+能量 三、无氧呼吸（有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来）‎ ‎ ‎ 概念：是指在无氧的条件下，通过酶的催化作用，生物细胞把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物。同时释放出少量能量的过程。‎ 场所：始终在细胞质基质 ‎ 过程： C6H12O6 酶 2丙酮酸+[H]+ATP ‎ 2C2H5OH +2CO2+能量 ‎ 2丙酮酸 由不同的酶催化 ‎ 2C3H6O3+能量 ‎ ‎ ‎ 总反应式：C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精） +2CO2+能量 ‎ ‎ ‎ C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+能量 四、有氧呼吸与无氧呼吸的区别和联系 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 先在细胞质的基质中，后在线粒体 始终在细胞质的基质中 O2、酶 第一、二阶段不需O2，需酶；第三阶段：需O2，需酶 不需O2，需酶 产物 无机物2CO2、H2O 有机物C2H5OH（酒精）和CO2或 C3H6O3（乳酸）‎ 氧化分解 彻底 不彻底，还有小分子有机物 能量释放 多（2870千焦）‎ 少（197或222）‎ 生成ATP ‎ ‎38个ATP ‎2个 五、光合作用和呼吸作用的联系和区别 光合作用：无机物 合成 有机物（储存能量）‎ 呼吸作用：有机物 分界 无机物或鉴定有机物（释放能量）‎ 从反应式来看光合作用与呼吸作用正好相反，‎ 为什么光合作用与呼吸作用不是简单的逆转？‎ 对比项目 光合作用 呼吸作用 生物 绿色植物 所有生物 细胞 叶肉细胞或绿茎皮层细胞 所有生活细胞 场所 叶绿体 细胞质、线粒体 能量变化 光能转变为化学能 化学能转变为各种能 六．呼吸作用的意义：‎ ‎1．是所有生物都具有的一项重要生命活动，它能为生物的 生命活动提供能量。‎ ‎2．呼吸过程为其它化合物合成提供原料 呼吸过程产生的一系列中间产物不稳定成为进一步合成植物体内各种重要化合物的原料。由于呼吸作用供能，其中间产物又能转变为其它重要有机物，所以，呼吸作用是代谢的中心。‎ ‎ 易错处：呼吸作用不同于呼吸 第九节 新陈代谢的基本类型 一、新陈代谢的概念 ‎ 1．新陈代谢的概念 新陈代谢是指生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程。生命是一个开放系统，生物在不断地与周围都填进行物质交换和能量交换的过程中得到更新，这是生物与非生物的最根本的区别。正如生物体在结构上产整有序一样，生物体的新陈代谢也是严整有序的过程，是由一系列酶促化学反应所组成的反应网络。只有在新陈代谢的基础上，生物体才能表现出生长、发育、繁殖等各种生命活动。因此，新陈代谢是生物最基本的特征。‎ ‎2．同化作用、异化作用及其相互关系 同化作用是生物体把从外界环境中摄取的物质转变成自身物质，并储存能量的过程。异化作用是生物体把自身的一部分物质分解，释放能量的过程。异化作用所分解的物质是同化作用所积累的，而异化作用所需要的能量，是由异化作用过程释放出来的。所以同化作用和异化作用是新陈代谢过程中既相互联系，又相互矛盾的两个方面。‎ ‎3．能量代谢、物质代谢及其相互关系 物质代谢是生物体内的物质相互转化，而能量代谢是生物体内的能量变化。生物体在新陈代谢过程中，物质变化过程中必然伴随能量的变化，而能量的变化也实际上是物质的变化，所以它们是密不可分的。‎ 二、新陈代谢的基本类型 ‎ 从生物代谢特点这一角度对生物界进行分类，可以对生物新陈代谢有一个比较完整的认识，是对本章内容的归纳、总结和提高，也为今后学习生态学知识作好准备。‎ ‎ 生物都以不同类型的代谢方式去适应不同的外界环境。在同化作用方面可分为自养型和异养型，在异化作用方面可分为需氧型和厌氧型。值得注意的是，自养型和异养型的区别是其营养方式不同，而需氧型和厌氧型的区别是其呼吸作用类型不同。因此，“养”和“氧”要分清楚，不能相在混淆。‎ ‎ 比较项目 代谢类型 不 同 点 相 同 点 能量变化 物质变化 举例 同化类型 自养型 光能自养型 光能→化学能 把无机物合成有机物 绿色植物 藻类等 把外界摄取的营养物质转变成自身的组成物质，并储存能量 化能自养型 环境中无机物氧化释放的化学能→有机物中的化学能 硝化细菌等 异养型 食物中的化学能→有机物中的化学能 把现成的有机物转变成自身的有机物 人及各种动物 异化作用类型 需氧型 有机物氧化分解释放大量的能量 有机物彻底的氧化形成CO2和H2O 绝大多数生物 分解有机物释放能量 厌氧型 有机物在缺氧的条件下分解释放少量的能量 有机物不彻底氧化形成C2H5OH或C3H6O3‎ 动物体内的寄生虫、乳酸菌等。‎ ‎【例题解析】‎ ‎ 例1：生物体通过新陈代谢不断进行自我更新，这主要是指（ ）‎ ‎ A、细胞成分的更新 B、细胞个体的更新 ‎ C、生物个体的更新 D、生物种族的更新 解析：新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称，其物质代谢和能量代谢的场所是在细胞内，如光合作用、呼吸作用、人和动物体内三大营养物质代谢等都是在细胞中进行的。通过细胞内物质的合成和分解、能量的储存和释放，实现细胞成分的更新，从而使细胞不断地分裂和生长，使生物体不断得到更新，种族得以延续。所以生物体在新陈代谢中是通过细胞成分的不断更新而实现自我更新的。‎ 答案：A 例2：有人说植物体的同化作用和异化作用就是光合作用和呼吸作用、是否正确？‎ 解析：这种说法不正确。光合作用和呼吸作用属于植物体同化作用和异化作用的主要方面，但光合作用不等于同化作用，呼吸作用也不等于异化作用。因为光合作用和呼吸作用都包括许多生化反应过程．光合作用中还伴随着物质分解、能量释放的一方面，呼吸作用中也伴随有物质合成、能量储存的过程。因此不能把光合作用和同化作用、同化作用和异化作用等同起来。‎ 例3：硝化细菌进行化能合成作用时，其或能的方式是（ ）‎ A．还原氨 B．氧化氨 C．还原亚硝酸 D．还原硝酸 解析：硝化细菌在化能合成作用时，是将氨氧化为亚硝酸、硝酸，利用释放的能量来进行合成有机物的。‎ 答案：B 例4：在白蚁硝化道里分解纤维素的鞭毛虫的新陈代谢类型属于（ ）‎ A．自养需氧型 B．异养需氧型 C．自养厌氧型 D．异养厌氧型 解析：鞭毛虫生活在白蚁的消化道里，帮助白蚁分解纤维素，同时，自己也获得营养。二者是共生关系，但鞭毛虫不能将无机物制造成有机物，因此属于异养生物，白蚁消化道里缺少氧气，可见，鞭毛虫的异化作用类型是厌氧型。‎ 答案：D ‎ ‎【同步练习】‎ 一、选择题 ‎1、现有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，吸入氧气的体积和放出的二氧化碳的体积比为 ‎3：5，这说明瓶内有 （ ）‎ A．1/4的酵母菌在进行有氧呼吸 B。有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸 C．1/2的酵母菌在进行有氧呼吸 D。2/3的酵母菌在进行有氧呼吸 ‎2、有氧呼吸产物CO2中的氧来自参加反应的（ ）‎ ‎ A、C6H12O6 和H2O B、C6H12O6 和O2‎ C、H2O和O2 D、C6H12O6‎ ‎3、培养单细胞绿藻的培养液和培养酵母菌的培养液。在所含成分上的最大区别是（ ）‎ A．前者必须含有有机成分 B．后者必须含有有机成分 C．前者可以不含无机盐 D．后者可以不含无机盐 ‎4、有氧呼吸和无氧呼吸的区别在于（ ）‎ ‎ A、是否产生丙酮酸 B、有机物分解是否彻底 C、是否产生能量 D、是否有酶的参与 ‎5、酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下，消耗同样的葡萄糖可形成CO2（ ）‎ ‎ A、2.5Amol B、8Amol C、6Amol D、3Amol ‎6、在最适宜的光照、土壤、温度等条件下，为了增加粮食产量，可适当增加（ ）‎ ‎ A、空气中的含氧量 B、空气中的含氮量 C、土壤中的含水量 D、空气中CO2的含量 ‎7、有氧呼吸、无氧呼吸和光合作用中都具有的现象是（ ）‎ ‎ A、分解葡萄糖 B、随时都能进行 C、产生ATP D、在线粒体中进行 ‎8、参与有氧呼吸的氧用18O标记，结果发现含有18O的物质是（ ）‎ ‎ A、H2O B、CO2 C、丙酮酸 D、乳酸 ‎9、下列有关呼吸作用的叙述，不正确的是（ ）‎ ‎ A、生活细胞均可进行 B、释放的能量一部分以热能形式散失 C、需要酶参与反应 D、只有在黑暗条件下才能进行 ‎10、在营养丰富、水分充足、温度适宜、黑暗密闭的环境中，分别培养下列四种生物，过一段时间后，它们仍能存活的是 （ ）‎ A．硝化细菌 B．乳酸菌 C．白菜 D．蘑菇 ‎11、铁细菌在有氧条件下，能将FeSO4氧化为Fe2（SO4）3，并利用这一过程所放出的能量来合成有机物。铁细菌的这一新陈代谢类型属于：‎ ‎ A．自养、需氧型 B．自养、厌氧型 ‎ C．异养、需氧型 D．异养、厌氧型 ‎12、生物体与外界环境之间的物质和能量的交换，以及生物体内的物质和能量的转变过程叫做（ ）‎ ‎ A．合成代谢 B．分解代谢 C．新陈代谢 D．物质代谢 二、简答题 ‎13. 下图表示大气中氧的含量对植物组织内产生CO2‎ 的影响，请根据图回答： 　　　 　　⑴ A点表示植物组织的CO2较多，这些CO2是________的产物。 　　⑵ 由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是________。 　　⑶ 由B到C，CO2的量逐渐增加，其主要原因是________。 　　⑷ 为了有利于储存蔬菜和水果，储藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度________？采取这一措施的理由是________。 14. 把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载物台上进行观察。光线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向移动。水绵附近的细菌密度增加。如果在反光镜上放置一个三棱镜，使7种不同颜色的光束照射水绵的不同部位，这时，看到细菌逐渐聚集成明显的两堆（如图所示）。请回答： 　　　　　　 　　⑴ 实验用细菌的异化作用类型是__________，做出这一判断的依据是________。水绵的同化作用类型是________。 　　⑵ 放置三棱镜后,细菌聚集成两堆的原因是________。 15、 将动物的肝细胞研磨并除去ATP后，放入三只标号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中。实验装置和处理如图a所示。将实验用的3只锥形瓶的瓶口封闭后，放入20 ℃水浴锅中，1 h后的结果如图b所示。请根据实验结果回答： 　　　　　 　　⑴ 实验中可以看到的明显变化是_______。由此可以推断________号瓶发生了 　　　 ________作用。 　　⑵ 该实验的全部结果说明________。 　16．下图①②③④分别是生物体内的生理活动，据图回答：‎ 写出①②③④生理活动的名称。‎ ‎① ； ② ‎ ‎③ ；④ ‎ 答案：‎ ‎⒈B ⒉A ⒊B ⒋B ⒌D ⒍D ⒎C ⒏A ⒐D ⒑B ⒒A ⒓C ‎13．[解析] 高等植物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，但仍保留了无氧呼吸的能力。所以在A点时，氧的含量接近于0，释放较多的CO2，这是无氧呼吸产生酒精和CO2的原故。AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制，CO2的释放量减少。BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新的高峰。贮存水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。‎ ‎14．[解析]藻类植物水绵能够进行光合作用，释放氧气，其新陈代谢的同化作用类型属于自养型。细菌聚集到水绵周围，说明该细菌的异化作用类型属于需氧型。水绵的叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，所以水绵进行光合作用主要利用的光为红光和蓝紫光。在红光和蓝紫光的光带中，水绵光合作用强，释放出更多的氧气，所以聚集更多的好氧细菌。 　15。[解析] Ⅲ号瓶的酒精液滴发生了明显向左移的现象。说明Ⅲ 号瓶肝细胞有氧呼吸消耗了更多的氧气（释放的二氧化碳和氧气的量相等，但被吸收）。有氧呼吸分解有机物释放能量，产生ATP，就像为了使物体燃烧需要先提供能量，要启动细胞内能量释放的过程必须先花费一些能量。所以细胞进行有氧呼吸既需要底物（葡萄糖），也需要ATP。故答案为 ⑴ Ⅲ号锥形瓶的酒精滴液在玻璃管中向左移动；Ⅲ；呼吸（有氧呼吸）。⑵ 肝细胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP。　‎ ‎16．① 光合作用；②化能合成 ③无氧呼吸 ；④有氧呼吸 ‎