時(shí)細(xì)胞呼吸和新陳代謝的類型

1、豐寧一中2011年高考生物總復(fù)習(xí)第30 課時(shí)上課安排三(4)班三(5)班三(6)班9月 日第 節(jié)第 節(jié)第 節(jié)【復(fù)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)】細(xì)胞呼吸和新陳代謝的類型【教材分析】本節(jié)內(nèi)容在高考中常常結(jié)合光合作用，人體營養(yǎng)物質(zhì)的代謝，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)一起綜合運(yùn)用，考查考生的綜合分析應(yīng)用能力。復(fù)習(xí)重點(diǎn)有氧呼吸過程；化能合成作用【教材處理】呼吸作用有氧呼吸無氧呼吸同化作用和異化作用。【復(fù)習(xí)過程】一、 有氧呼吸和無氧呼吸植物體內(nèi)每時(shí)每刻都進(jìn)行著呼吸作用。植物的呼吸作用有兩種類型：有氧呼吸和無氧呼吸。線粒體是植物細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所。1.有氧呼吸是指在有氧的條件下，葡萄糖在酶的作用下徹底氧化分解成為二氧化碳和水的過程：

2、(1) 葡萄糖初步分解成為丙酮酸、H，并且釋放少量的ATP，場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4H+能量（其中轉(zhuǎn)化成2ATP）(2) 丙酮酸徹底水解成為二氧化碳、H，且釋放少量的ATP，場所：線粒體基質(zhì) 2CH3COCOOH+6H2O 酶 6CO2+20H+ 能量（其中轉(zhuǎn)化成2ATP）(3) 前兩步產(chǎn)生的H與氧氣結(jié)合生成水，并釋放大量的ATP，場所：線粒體內(nèi)膜 24H+6O2 酶 12H2O+能量（其中轉(zhuǎn)化成34ATP）總：C6H12O6+6O2+6H2O 酶 6CO2+12H2O+能量（2870KJ/mol其中共轉(zhuǎn)化成38ATP）2.無氧呼吸是指在無氧條件下，葡萄糖

3、在不同酶的作用下，分解成為酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成為乳酸的過程：(1) 生成酒精的無氧呼吸：C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2+能量（225.94KJ/mol其中轉(zhuǎn)化成2ATP）（高等植物）(2) 生成乳酸的無氧呼吸：C6H12O6 酶 2CH3CHOHCOOH+能量（196.65KJ/mol其中轉(zhuǎn)化成2ATP）（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米的胚，人和高等動物）3.有氧呼吸與無氧呼吸的比較：有氧呼吸無氧呼吸進(jìn)行場所先是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，后是線粒體。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是否需氧需游離的氧分子參加不需要游離的氧分子分解產(chǎn)物無機(jī)物（CO2、H2O）簡單的有機(jī)物（酒精、乳酸）放能情況多（2780千焦）合成3

4、8個(gè)ATP少（196.65千焦）合成2個(gè)ATP4.全面理解和認(rèn)識有氧呼吸的過程在有氧呼吸的過程中，葡萄糖分子要經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)逐步氧化分解。全過程可分為三個(gè)階段：如下圖。從物質(zhì)變化、能量變化、發(fā)生場所等方面具體把握每一階段的特點(diǎn)。第一階段：葡萄糖無氧酵解（簡稱為糖酵解）1. 從物質(zhì)變化方面看：一分子葡萄糖（C6H 12O6）分解成2分子丙酮酸（C3H4O3），并且發(fā)生氧化（脫氫），產(chǎn)生4個(gè)H。2. 從能量變化方面看：由于葡萄糖初步分解，故釋放能量少，形成2分子ATP。3. 從上圖可以看出，這一階段不是在線粒體而是在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行。（2ATP）第二階段：丙酮酸氧化（脫氫）脫羧（生成C

5、O2）1. 從物質(zhì)變化方面看：2分子丙酮酸分解（需要6H2O參與反應(yīng)）產(chǎn)生6分子CO2，同時(shí)脫下20個(gè)H。2. 從能量變化看：釋放少量能量，形成2分子ATP。3. 這一步發(fā)生在線粒體的基質(zhì)中，要有大量相關(guān)的酶參與催化。反應(yīng)式如下：第三階段：水的生成1. 從物質(zhì)變化方面看：前兩個(gè)階段脫下的24H經(jīng)過一系列物質(zhì)的傳遞與6分子O2結(jié)合成12分子H2O。2. 從能量變化看：在氧化氫的過程中，釋放大量能量，形成34分子ATP。3. 這一階段發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜。該階段產(chǎn)能多。反應(yīng)式如下：，因此，呼吸作用的總反應(yīng)式為：5. 有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析及比較1. 有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2. 有氧呼吸和

6、無氧呼吸的比較特別提醒：（1）不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。（2）原核生物無線粒體，有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸。（3）微生物的無氧呼吸也稱為發(fā)酵，但動植物的無氧呼吸不能稱為發(fā)酵。在分析有氧呼吸和無氧呼吸物質(zhì)變化的數(shù)量關(guān)系時(shí)有如下規(guī)律（底物為葡萄糖時(shí)）：不消耗O2，釋放CO2只進(jìn)行無氧呼吸；O2吸收量=CO2釋放量只進(jìn)行有氧呼吸；O2吸收量CO2釋放量兩種呼吸方式同時(shí)進(jìn)行，多余CO2來自無氧呼吸；酒精量=CO2量只進(jìn)行無氧呼吸；酒精量CO2量兩種呼吸方式同時(shí)進(jìn)行，多余CO2來自有氧呼吸。6. 影響呼吸速率的因素及實(shí)踐應(yīng)用1. 內(nèi)部因素遺傳因素（決定酶的種類和數(shù)量）（1

7、）不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。（2）同一植物在不同的生長發(fā)育時(shí)期細(xì)胞呼吸速率不同，如幼苗期、開花期細(xì)胞呼吸速率較高，成熟期細(xì)胞呼吸速率較低。（3）同一植物的不同器官細(xì)胞呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官。2. 環(huán)境因素（1）溫度呼吸作用在最適溫度（2535）時(shí)最強(qiáng)，超過最適溫度，呼吸酶的活性降低甚至變性失活，呼吸受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸受抑制。生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。（2）O2的濃度在O2濃度為零時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以下，既

8、進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以上，只進(jìn)行有氧呼吸。生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，減少有機(jī)物消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮時(shí)間。（3）CO2濃度從化學(xué)平衡的角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。（4）含水量在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱。在作物種子的儲藏時(shí)，將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。7.細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用（1）選用“創(chuàng)可貼”、透氣的消毒紗布包扎傷口，為傷口創(chuàng)造透氣的環(huán)境，避免厭氧病原菌的繁殖，利于傷口愈合。傷口過深或被銹釘扎傷后，如不及時(shí)治療，會導(dǎo)致破傷風(fēng)芽孢桿菌進(jìn)行無氧呼吸而大量繁殖，引發(fā)破傷風(fēng)。（2）生產(chǎn)各種酒

9、、味精是利用酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌等的無氧呼吸，然后進(jìn)一步加工形成的。（3）作物栽培時(shí)要及時(shí)松土透氣，利于根系的有氧呼吸，促進(jìn)水和無機(jī)鹽的吸收；稻田需定期排水，否則會因根部進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精對細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根腐爛。（4）提倡有氧運(yùn)動的原因之一是不會因劇烈運(yùn)動發(fā)生的無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹無力。（5）糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風(fēng)干狀態(tài)，使呼吸作用降到最低，以減少有機(jī)物的消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用使貯藏的種子堆中的溫度上升，從而進(jìn)一步促進(jìn)種子的呼吸，使種子品質(zhì)變壞。（6）在果實(shí)和蔬菜的保鮮中，常通過控制呼吸作用以降低它的代謝強(qiáng)度，達(dá)到保鮮的目的。例如，

10、某些果實(shí)和蔬菜可放在低溫下或降低空氣中的氧含量及增加二氧化碳的濃度來減弱呼吸作用，使整個(gè)器官代謝水平降低、延緩老化。儲存水果和儲存糧食的區(qū)別種子和蔬菜、水果在儲藏時(shí)都應(yīng)在低溫、低氧情況下，不同的是種子還應(yīng)該干燥，而蔬菜和水果應(yīng)保持一定濕度。（7）大棚蔬菜進(jìn)行溫度控制，陰天和晚上適當(dāng)降低溫度，降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗。二、新陳代謝的基本類型1.同化作用的兩種類型 自養(yǎng)型：生物體在同化作用的過程中，能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量，這種新陳代謝類型叫做自養(yǎng)型。 利用光能：光合作用6CO2 + 12H2O* 光能、葉綠體 C6H12O6 + 6H2O + 6

11、O2* 利用化學(xué)能：化能合成作用(1) 硝化細(xì)菌：這類細(xì)菌能夠?qū)ⅲ∟H3）氧化成亞硝酸和硝酸，并利用這 一過程中所釋放出來的能量把二氧化碳和水合成有機(jī)物。 2NH3+3O2 硝化細(xì)菌 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 硝化細(xì)菌 2HNO3+能量 6CO2+6H2O 能量 C6H12O6+6O2(2) 硫細(xì)菌：這類細(xì)菌能夠氧化H2S，并且把S積累在體內(nèi)。如果環(huán)境 中缺少H2S，這類細(xì)菌就把體內(nèi)的S氧化成硫酸。 2H2S+O2 2H2O+2S+能量 2S+3O2+2H2O 2H2SO4+能量 6CO2+6H2O 能量 C6H12O6+6O2(3) 鐵細(xì)菌：這是一類能氧化硫酸亞鐵成為硫酸

12、鐵的細(xì)菌。 4FeSO4+2H2SO4+O2 2Fe2(SO4)3+2H2O+能量 6CO2+6H2O 能量 C6H12O6+6O2 異養(yǎng)型：生物體在同化的過程中，不能直接利用無機(jī)物制成有機(jī)物，只能從外界攝取現(xiàn)成的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量，這種新陳代謝類型叫做異養(yǎng)型。（動物和人體）2. 異化作用的兩種類型需氧型（有氧呼吸型）：生物體在異化作用的過程中，必須不斷地從外界環(huán)境中攝取氧氣分解自身的組成物質(zhì)，以釋放能量，并排出二氧化碳，這種新陳代謝類型叫做需氧型。（包括絕大多數(shù)生物）厭氧型（無氧呼吸型）：生物體在異化作用的過程中，在缺氧的條件下，依靠酶的作用使有機(jī)物分解，以獲得進(jìn)行生

13、命活動所需要的能量，這種新陳代謝類型叫做厭氧型。（動物體內(nèi)的寄生蟲和乳酸菌）兼性厭氧型：生物體在異化作用的過程中，在有氧的條件下，將糖類物質(zhì)分解成二氧化碳和水；在無氧的條件下，將糖類物質(zhì)分解成二氧化碳和酒精。（酵母菌）3.新陳代謝的類型每種生物的新陳代謝都包括同化作用和異化作用兩個(gè)方面，回答一種生物的新陳代謝類型時(shí)，既要指出它的同化作用類型，又要指出它的異化作用類型。同化作用和異化作用是同時(shí)進(jìn)行的，因此，生物的新陳代謝類型可以分為以下四種：各種代謝類型的異同點(diǎn)比較代謝類型相同點(diǎn)不同點(diǎn)自養(yǎng)型和異養(yǎng)型都能把外界物質(zhì)合成自身物質(zhì)，并且貯能能否直接利用外界的無機(jī)物光（化）能自養(yǎng)型都能把外界的無機(jī)物合成

14、有機(jī)物，并且貯能合成有機(jī)物時(shí)，能量來源不同需氧型和厭氧型都能分解自身有機(jī)物，釋放能量供生命活動利用有機(jī)物分解中是否有氧氣參與對照實(shí)驗(yàn)的常用方法對照實(shí)驗(yàn)是一種特殊的對比實(shí)驗(yàn)，即設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系。1. 在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)通過采用一定的對照方式以排除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和說服力。常用方法是：(1)空白對照：設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，一組給予該實(shí)驗(yàn)的自變量處理，另一組不作任何處理。(2)自身對照：只設(shè)置一組實(shí)驗(yàn)，通過比較實(shí)驗(yàn)對象在實(shí)驗(yàn)前后現(xiàn)象的變化來說明問題，不再另設(shè)對照實(shí)驗(yàn)。(3)條件對照：設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，除在實(shí)驗(yàn)所要研究的自

15、變量方面，另設(shè)其它有必要的變量處理的對照組（例如甲狀腺抑制劑的使用）。(4)相互對照：通常設(shè)置多組實(shí)驗(yàn)，這些組都給予自變量處理，只是在處理的量或程度方式有所差別，通過它們之間的相互比較來說明問題。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題中要根據(jù)實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目的來確定實(shí)驗(yàn)組和對照組。2. 不同對照類型中實(shí)驗(yàn)組和對照組的確定（1）空白對照實(shí)驗(yàn)中的判定被實(shí)驗(yàn)研究因素所處理的對象組稱為實(shí)驗(yàn)組，未被實(shí)驗(yàn)研究因素處理的對象組為對照組。有時(shí)，依據(jù)是否處于正常狀態(tài)下進(jìn)行判斷，通常將處于正常情況下的對象組稱為對照組。（2）自身對照實(shí)驗(yàn)中的判定自身對照實(shí)驗(yàn)是指對照組和實(shí)驗(yàn)組在同一研究對象上進(jìn)行，是實(shí)驗(yàn)前后之間的對照。自身對照的關(guān)鍵是看實(shí)驗(yàn)處理前后現(xiàn)象變化的差異，其中實(shí)驗(yàn)處理前的對象