高二生物生物的呼吸作用以及新陈代谢的基本类型人教版知识精讲.docx
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高二生物生物的呼吸作用以及新陈代谢的基本类型人教版知识精讲
高二生物生物的呼吸作用以及新陈代谢的基本类型人教版
【同步教育信息】
生物的呼吸作用以及新陈代谢的基本类型
一.学习内容：
本周首先讲述了什么是呼吸作用，比较了有氧呼吸、无氧呼吸，总结了几种呼吸作用的意义。
有氧呼吸是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式，通常说的呼吸作用就是指的有氧呼吸，有氧呼分为三个阶段，各阶段的反应场所和产物都不一样。
无氧呼吸在什么条件下发生，主要内容是什么，高等植物无氧呼吸产生酒精，高等动物、人体进行无氧呼吸时产生乳酸，部分高等植物也可无氧产生乳酸。
本节还介绍了新陈代谢的概念和新陈代谢的基本类型两部分。
明确了新陈代谢中的物质代谢、能量代谢、同化作用、异化作用以及它们之间的关系。
关于新陈代谢的类型，通过对同化作用的两种不同类型（自养型、异样型）和异化作用的两种不同类型（需氧型、厌氧型）的分别讲述，将生物界的代谢方式进行概括。
二.重点与难点：
（一）学习重点：
1.有氧呼吸、无氧呼吸的概念（识记）。
2.有氧呼吸、无氧呼吸过程（理解）。
3.呼吸作用的意义（理解）。
4.新陈代谢的基本类型（理解）。
（二）学习难点：
1.有氧呼吸和无氧呼吸的知识。
掌握该过程中的能量变化，物质转换，无论是那种呼吸作用都是生物体内的氧化还原反应。
2.新陈代谢的概念。
生物体内任何物质变化都伴随着能量变化，同化作用和异化作用是相互依存的，同化作用中有异化作用，异化作用中包含同化作用，所有的反应都离不开酶的催化及内环境的稳态。
三.学习内容及疑难解析：
生物的呼吸作用
（一）呼吸作用的概念与类型：
1.呼吸作用的概念：
生物体内的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物质的过程。
在这里请同学们注意：
呼吸作用=生物氧化
2.呼吸作用的类型：
（二）有氧呼吸：
1.有氧呼吸的概念：
细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程
2.有氧呼吸的特点：
（1）是活细胞的代谢过程。
（2）有氧的参与，需要酶的催化。
（3）物质氧化彻底，终产物是水和二氧化碳。
（4）能产生大量的能量。
3.有氧呼吸的主要场所：
线粒体。
4.有氧呼吸的常用底物：
葡萄糖是细胞内有氧呼吸最常用的物质。
5.有氧呼吸的过程：
可以分为三步：
（1）第一阶段：
在细胞质基质中进行。
（2）第二阶段：
在线粒体中进行。
（3）第三阶段：
在线粒体中进行。
6.有氧呼吸的能量变化：
氧化后葡萄糖中的化学能释放出来，一部分以热能的形式散失，一部分储存在ATP分子中。
（三）无氧呼吸：
1.无氧呼吸的概念：
细胞在无氧条件下通过酶的催化作用把葡萄糖等有机物质分解为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程
2.无氧呼吸的特点
（1）活细胞的代谢过程
（2）没有氧的参与，需要酶的催化
（3）物质氧化不彻底，终产物是不完氧化产物（酒精、乳酸）
（4）能产生少量的能量
3.无氧呼吸的场所：
细胞质基质
4.无氧呼吸的反应过程：
分为两阶段：
（1）第一阶段：
与有氧呼吸第一阶段过程完全相同
（1）第二阶段：
丙酮酸在不同的酶的作用下，生成酒精或乳酸
5.无氧呼吸的能量变化
氧化后葡萄糖中的化学能释放出来，一部分以热能的形式散失，一部分储存在ATP分子中，大部分能量在未完全氧化产物中。
在这里请同学们注意：
若产生酒精，因为其氧化的程度更高，因该释放的能量大于196.65kJ，但储存在ATP中的能量还是2个APT的能量，为61.08kJ，两过程释放的可利用能量一样。
6.生物进行无氧呼吸举例：
（1）人和高等动物剧烈运动，尽管呼吸运动和血液循环大大加强，但还是不能满足骨骼肌对氧的需求，骨骼肌会出现无氧呼吸——产生乳酸。
（2）高等植物某些器官无氧呼吸也产生乳酸，如：
马铃薯块茎、甜菜块根等。
（3）一般情况下高等植物无氧呼吸产生酒精，如：
植物水淹时、组织缺氧时。
（四）有氧呼吸与无氧呼吸比较：
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
呼吸场所
主要在线粒体
（第一阶段在细胞质基质）
细胞质基质
是否需氧
需要分子氧
不需要分子氧
分解产物
二氧化碳和水
CO2、C2H5OH（酒精）
或者是C3H6O3（乳酸）
释放能量
较多
较少
举例
活细胞正常呼吸时
马铃薯块茎、甜菜块根
动物骨骼肌缺氧时
（五）呼吸作用的意义
1.能为生物的生命活动提供能量。
2.为其他化合物的合成提供原料：
呼吸作用产生的中间产物是合成体内的重要化合物的原料。
如：
丙酮酸是合成氨基酸的原料。
在这里请同学们注意：
（1）呼吸作用是所有生物和活细胞的重要生理作用，不是宏观的气体交换过程，而是发生在每一个细胞中的有机物氧化分解、能量释放并且生成高能化合物ATP的过程。
（2）糖类、脂肪、蛋白质等有机物都富含能量，这些能量来自光合作用中固定下来的太阳能，只有在这些有机物被氧化为更简单的一些有机物或者是被彻底氧化分解为水和二氧化碳时，才能部分地或者是全部地将储存的能量释放出来。
（3）释放的能量或者是以热能的形式散失，或者是用来维持体温的恒定，更重要的是有一部分能量储存在了ATP的高能磷酸键中，成为生命活动的“能量货币”。
完成能量的转化和转移的场所是线粒体和细胞基质。
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1：
新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称。
2.新陈代谢的概念2：
新陈代谢包括物质代谢、能量代谢两个方面。
（1）物质代谢：
生物体与外界之间的物质交换和生物体内的物质转变过程。
（2）能量代谢：
生物体与外界之间的能量交换和生物体内的能量转变过程。
3.新陈代谢的概念3：
同化作用物质代谢
储存能量
新陈代谢
异化作用能量代谢
释放能量
（二）新陈代谢的基本类型：
1.同化作用两种类型：
根据在同化作用过程中能否利用无机物制造有机物可以将生物分为：
（1）自养型：
在同化作用过程中，能够将从外界环境摄取的无机物转变成自身组成物质，并且储存能量的生物。
①光能自养：
绿色植物，光合作用制造有机物储能。
②化能自养（化能合成作用）：
A.生物举例：
少数种类的细菌：
硝化细菌、硫细菌、铁细菌等。
B.硝化细菌：
硝化细菌能将土壤中的氨（
）转化成亚硝酸（
）和硝酸（
），并且利用这个氧化过程所释放出的能量合成有机物。
（2）异养型：
①在同化作用过程中，能够将从外界环境中摄取的现成有机物转变成自身组成物质，并且储存能量的生物。
②生物举例：
人、动物、腐生真菌、寄生真菌等。
在这里请同学们注意：
红螺菌——光能异养型。
其体内具有光合色素，能利用光能，在缺氧条件下，以有机酸、醇等有机物作为营养物质，使自身迅速繁殖。
应用：
净化高浓度的有机废水
2.异化作用两种类型
根据异化作用过程中对氧的需求情况分
（1）需氧型：
①绝大多数动物和植物都需要生活在氧充足的环境中，在异化过程中必须不断从环境中摄取氧气来氧化分解体内有机物，释放其中的能量，以便维持自身各项生命活动的进行。
②生物举例：
几乎所有的动、植物。
（2）厌氧型：
①乳酸菌和寄生在动物体内的寄生虫等少数动物，它们在无氧条件下，仍能能将体内的有机物氧化，从中获取维持自身生命活动所需能量。
②生物举例：
蛔虫、绦虫、乳酸菌等
（3）兼性厌氧型——酵母菌：
①形态：
单细胞真菌，真核生物。
②生活环境：
蔬菜、瓜果等的表面，菜园、果园的土壤中。
③特点：
有氧条件有氧呼吸产生
和
无氧条件无氧呼吸产生
和
（酒精）
④应用：
酿酒、发面、生产有机酸、提出多种酶。
在这里请同学们注意：
在生命起源和发展的早期，异样型是先出现的，随着自养型的出现，又使异样型得以长足发展。
在生态系统中，两者相互依存，但自养型是基础。
在生命起源和发展的早期，厌氧型是先出现的，随着能够进行光合作用的自养型的生物的出现和发展，才有需氧型的蓬勃发展，并以其较高的能量利用率而成为地球上生物的主体。
中间类型生物，如食虫植物、寄生植物为典型的例子，既可自养又可异养；原生动物中的绿眼虫更是兼自养异样于一身，反映了生命早期的一种形态。
【典型例题及分析点评】
[例1]用酵母菌酿酒，正确的方法是（）
A.先通气后密封B.先密封后通气C.通气D.密封
分析：
先通气使酵母菌在有氧条件下大量繁殖，然后密封使其在无氧条件下发酵产生酒精。
答案：
A
[例2]高等植物在浸水和不浸水的情况下进行呼吸，都能产生（）
A.酒精B.二氧化碳C.乳酸D.丙酮酸
分析：
丙酮酸是有氧和无氧呼吸的共同中间产物。
答案：
D
[例3]酵母菌无氧呼吸时，产生A摩尔的
，人体在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成
的量是（）
A.A/12摩尔B.2A摩尔C.3A摩尔D.6A摩尔
分析：
酵母无氧呼吸产生A摩尔的CO2，消耗葡萄糖1/2A摩尔，人进行有氧呼吸消耗这些葡萄糖会产生二氧化碳为6×1/2A摩尔=3A摩尔。
答案：
C
[例4]有氧呼吸的三个阶段中，第一、三阶段的特点是（）
A.都在线粒体内进行B.都需要氧的参与
C.都能产生[H]D.都能产生ATP
分析：
有氧呼吸的第一、三阶段都能产生ATP。
答案：
D
[例5]贮存水果常常采用低温条件下控制空气流动的方发，其原理是（）
A.抑制酶的活性和有氧呼吸B.促进酶的活性和有氧呼吸
C.抑制酶的活性和无氧呼吸D.促进酶的活性和无氧呼吸
分析：
水果的保存要求不能发生无氧呼吸，以免无氧呼吸产生的酒精使果肉变质腐烂，因此，通过低温降低其内部的酶的活性，以降低有氧呼吸，减少养分的消耗，通过通氧气来抑制无氧呼吸，防止变质。
答案：
C
[例6]一运动员在运动过程中消耗了12mol的氧气分解葡萄糖，释放的能量用于生命活动代谢的有（）
A.2870kJB.1161kJC.5740kJD.2322kJ
分析：
一摩尔葡萄糖有氧呼吸产生的能量中，有1161kJ贮存在ATP中，其他的1709kJ全部以热能的形式散发出去了，12摩尔氧需要消耗葡萄糖为2摩尔，所以，产生能用于代谢的能量是2322Kj，即是ATP中的能量。
答案：
D
【模拟训练】
一.选择题：
1.在同化作用的方式上，硝化细菌与衣藻的主要区别在于合成有机物的：
A.种类不同B.能源不同C.碳源不同D.速度不同
2.铁细菌在有氧条件下，能将FeSO4氧化成Fe2（SO4）3，并利用这一过程所放出的能量合成有机物，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.异样需氧型D.异样厌氧型
3.在人体肌肉细胞缺氧时，细胞内PH值变化情况和引起变化的主要物质分别是：
A.降低，
B.升高，乳酸C.升高，
D.降低，乳酸
4.下列关于新陈代谢的叙述中，错误的是：
A.新陈代谢包括合成代谢和分解代谢
B.先有物质合成，才有物质分解
C.生物体内，时刻以新合成的物质取代旧物质
D.能量代谢总是伴随着物质代谢的发生
5.血浆中的水来自：
A.组织液B.血浆、消化道
C.淋巴、组织液D.消化道、组织液、淋巴
6.人体中占体液总重量百分比最大的是：
A.细胞内液B.细胞外液C.血液D.淋巴液
7.动物体的新陈代谢主要发生在：
A.消化道内B.小肠内C.细胞内D.内环境内
8.图1所示氧气浓度对培养液中的乳酸菌、酵母菌、草履虫呼吸作用的影响（纵轴为呼吸速度，横轴为）则曲线①、②、③分别代表：
A.酵母菌、草履虫、乳酸菌B.乳酸菌、酵母菌、草履虫
C.酵母菌、乳酸菌、草履虫D.草履虫、乳酸菌、酵母菌
图1
9.无氧呼吸和有氧呼吸的相同点有：
A.都能产生B.都有水生成
C.中间产物都有丙酮酸D.都在基质中进行
10.在饥饿或冬眠时，能量底物的消耗依下列顺序发生：
A.脂肪→蛋白质→葡萄糖B.脂肪→葡萄糖→蛋白质
C.葡萄糖→脂肪→蛋白质D.蛋白质→葡萄糖→脂肪
11.在贮藏水果时需充加或抽取空气，其目的：
A.促进有氧呼吸B.促进无氧呼吸
C.抑制有氧呼吸D.抑制无氧呼吸
12.要检验绿色植物在呼吸过程中放出，以下哪一项实验条件是必要的：
A.要用一株叶子多的植物B.要在暗黑条件下实验
C.把植物淹没在水中D.用一株幼小植株
13.甲酵母菌进行有氧呼吸，而乙酵母菌进行发酵，若它们消耗了等量的葡萄糖，问它们放出的和吸入的的体积之比是：
A.
B.
C.
D.
14.在原始地球上，随着生命的起源和进化，代谢最早出现的顺序最可能是：
A.异养、厌氧→光合作用，需氧B.光合，厌氧→异养，厌氧
C.厌氧、自养→需氧，异养D.需氧、光合→异养，厌养
15.从太阳来的光能最终转变成人体股四头肌肌肉收缩的机械能的主要过程是：
A.光能→有机化合物中的化学能→ATP中的化学能→肌肉收缩的机械能
B.光能→有机化合物中的化学能→肌肉收缩的机械能
C.光能→植物体内的化学能→动物体内的化学能→肌肉收缩的化学能
D.光能→ATP中的化学能→肌肉收缩的机械能
16.在营养丰富、水分充足、气温适宜、黑暗密闭的环境中，分别培养下列各种生物，经过一段时间后，它们中仍能生存的是：
A.乳酸菌B.白菜C.蚯蚓D.蘑菇
17.让一只白鼠吸入有放射性的，该白鼠体内最先出现含的化合物是：
A.二氧化碳B.水C.丙酮酸D.乳酸
18.在有氧呼吸过程中，生成大量ATP的阶段和生成水的阶段分别是：
A.第二阶段、第二阶段B.第二阶段、第三阶段
C.第三阶段、第二阶段D.第三阶段、第三阶段
19.在有氧呼吸过程中，葡萄糖被分解为丙酮酸是发生在细胞的：
A.细胞核里B.细胞质基质里C.线粒体里D.高尔基体里
20.蘑菇适宜生长在通风良好，含腐殖质的培养基上，由此分析，蘑菇的新陈代谢类型是：
A.异养需氧型B.自养厌氧型C.自养需氧型D.异养厌氧型
21.要在温室内培育出又大又甜的哈蜜瓜，对室内温度的控制是：
A.白天适当降温度B.夜间适当降低温度
C.昼夜温度保持平衡D.与室外温度保持一致
22.在大小两个容器内加入等量的乳酸菌和葡萄糖的混合液，然后密封瓶口，过一段时间后进行定量分析，应得到的结果是：
A.小容器的乳酸比大容器的多B.小容器的乳酸比大容器的少
C.大容器的葡萄糖比小容器的少D.大容器与小容器内乳酸的数量相等
23.合成代谢和分解代谢分别应指：
①吸收营养物质②合成自身物质③分解自身物质④贮存能量
⑤释放能量⑥排出代谢废物
A.①②④、③⑤⑥B.②③④、①⑤⑥
C.③②、④⑤D.③⑤⑥、①②
24.兔子的代谢类型属于：
A.自养需氧型B.自养厌氧型C.异养需氧型D.异养厌氧型
25.高等动物细胞产生的，排出体外的途径是：
①细胞②内环境③呼吸系统④循环系统⑤体外
A.①②③④⑤B.①③②④⑤
C.①②④③⑤D.①④③②⑤
26.人体在剧烈运动时，骨骼肌收缩所需要的能量直接来自于：
A.葡萄糖氧化分解释放的能量B.肌糖元分解成葡萄糖释放的能量
C.肌糖元分解成乳酸释放的能量D.ATP水解成ADP时释放的能量
27.肌肉细胞在缺氧时，葡萄糖能分解成：
A.二氧化碳和水B.乳酸C.酒精和二氧化碳D.乳酸和二氧化碳
28.肥肉在人体内消化后的最终产物主要是：
A.B.C.D.甘油和脂肪酸
二.非选择题：
1.下面是人体糖类、脂类、蛋白质代谢过程的关系图解，据图回答。
（1）①和②过程是通过_____________作用
（2）③过程是通过呼吸作用的中间产物__________，再经__________作用而实现的。
（3）①②③过程是在____________器官中完成的。
（4）④过程中产生的脂肪主要储藏在_______________________________________。
（5）氨基酸的来源_______________________________________。
（6）⑤过程是在_________________（细胞器）中进行。
2.图4表示大气中氧的浓度对植物组织内产生的影响，根据图回答（横坐标表氧百分比，纵坐标表释放量）
（1）A点表示植物组织释放量较多，这些是_________________产物。
（2）由A到B，的释放量急剧减少，其原因是_________________________。
（3）由B到C，的释放量又不断增加，其主要原因是_____________________。
（4）为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮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_______________________________。
3.从平原地区初到高原的人，刚开始都会对高原空气稀薄不太适应，有时会感到腰酸腿疼，其原因是：
（1）由于空气稀薄，含氧量太低，人体内_____________携带的_____________无法满足人体对氧的需要，部分组织进行___________获得能量，产生____________造成腰酸腿疼。
（2）人体进行上述代谢活动时，1个葡萄糖分子分解成____________，释放出来的能量先转变成____________中的能量再由它们向肌肉提供活动所需能量
4.将酵母菌研磨，离心分离后，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器），把等量的上清液，沉淀物和未经离心的匀浆分别放入甲、乙、丙3个试管中（如图5），分别进行下列四项的独立实验，请回答：
图5
（1）实验一：
向三支试管中分别滴加等量的葡萄糖溶液，3支试管中的最终产物是：
甲_______________乙_______________丙_______________。
（2）实验二：
向3支试管中分别滴加等量的丙酮酸，3支试管的最终产物是：
甲______
_____________乙________________丙______________。
（3）实验三：
在隔绝空气的条件下，重复实验一3支试管中的最终产物是：
甲______
____________乙_________________丙________________。
（4）实验四：
向3支试管中分别加入等量的荧光素（荧火虫发光物质）重复实验一和实验二，从理论上，发光最强的是_____________中的_____________试管。
【习题答案】
一.选择题：
1.B2.A3.D4.B5.D6.A7.C8.A
9.C10.C11.C12.B13.D14.A15.A16.A
17.B18.D19.B20.A21.B22.A23.A24.C
25.C26.D27.B28.D
二.非选择题：
1.
（1）脱氨基作用
（2）丙酮酸氨基转换
（3）肝脏
（4）皮下肠系膜大网膜等处
（5）小肠吸收组织蛋白的分解氨基转换作用形成的新的氨基酸
（6）核糖体
2.
（1）无氧呼吸
（2）氧气增加无氧呼吸受到抑制
（3）氧气充足时有氧呼吸加强释放量增多
（4）B点所对应的浓度这时有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸
水果蔬菜组织糖类等有机物分解得最慢
3.
（1）血红蛋白无氧呼吸乳酸
（2）2分子乳酸ATP
4.
（1）酒精和葡萄糖
（2）酒精和
（3）酒精和葡萄糖酒精和
（4）实验一丙号
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