第30课时细胞呼吸和新陈代谢的类型.doc

丰宁一中2011年高考生物总复习第30 课时上课安排三(4)班三(5)班三(6)班9月 日第 节第 节第 节【复习内容和目标】细胞呼吸和新陈代谢的类型【教材分析】本节内容在高考中常常结合光合作用，人体营养物质的代谢，内环境稳态一起综合运用，考查考生的综合分析应用能力。复习重点有氧呼吸过程；化能合成作用【教材处理】呼吸作用有氧呼吸无氧呼吸同化作用和异化作用。【复习过程】一、 有氧呼吸和无氧呼吸植物体内每时每刻都进行着呼吸作用。植物的呼吸作用有两种类型：有氧呼吸和无氧呼吸。线粒体是植物细胞进行有氧呼吸的主要场所。1.有氧呼吸是指在有氧的条件下，葡萄糖在酶的作用下彻底氧化分解成为二氧化碳和水的过程：(1) 葡萄糖初步分解成为丙酮酸、H，并且释放少量的ATP，场所：细胞质基质 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4H+能量（其中转化成2ATP）(2) 丙酮酸彻底水解成为二氧化碳、H，且释放少量的ATP，场所：线粒体基质 2CH3COCOOH+6H2O 酶 6CO2+20H+ 能量（其中转化成2ATP）(3) 前两步产生的H与氧气结合生成水，并释放大量的ATP，场所：线粒体内膜 24H+6O2 酶 12H2O+能量（其中转化成34ATP）总：C6H12O6+6O2+6H2O 酶 6CO2+12H2O+能量（2870KJ/mol其中共转化成38ATP）2.无氧呼吸是指在无氧条件下，葡萄糖在不同酶的作用下，分解成为酒精和二氧化碳，或者转化成为乳酸的过程：(1) 生成酒精的无氧呼吸：C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2+能量（225.94KJ/mol其中转化成2ATP）（高等植物）(2) 生成乳酸的无氧呼吸：C6H12O6 酶 2CH3CHOHCOOH+能量（196.65KJ/mol其中转化成2ATP）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚，人和高等动物）3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较：有氧呼吸无氧呼吸进行场所先是细胞质基质，后是线粒体。细胞质基质是否需氧需游离的氧分子参加不需要游离的氧分子分解产物无机物（CO2、H2O）简单的有机物（酒精、乳酸）放能情况多（2780千焦）合成38个ATP少（196.65千焦）合成2个ATP4.全面理解和认识有氧呼吸的过程在有氧呼吸的过程中，葡萄糖分子要经过一系列复杂的化学反应逐步氧化分解。全过程可分为三个阶段：如下图。从物质变化、能量变化、发生场所等方面具体把握每一阶段的特点。第一阶段：葡萄糖无氧酵解（简称为糖酵解）1. 从物质变化方面看：一分子葡萄糖（C6H 12O6）分解成2分子丙酮酸（C3H4O3），并且发生氧化（脱氢），产生4个H。2. 从能量变化方面看：由于葡萄糖初步分解，故释放能量少，形成2分子ATP。3. 从上图可以看出，这一阶段不是在线粒体而是在细胞质的基质中进行。（2ATP）第二阶段：丙酮酸氧化（脱氢）脱羧（生成CO2）1. 从物质变化方面看：2分子丙酮酸分解（需要6H2O参与反应）产生6分子CO2，同时脱下20个H。2. 从能量变化看：释放少量能量，形成2分子ATP。3. 这一步发生在线粒体的基质中，要有大量相关的酶参与催化。反应式如下：第三阶段：水的生成1. 从物质变化方面看：前两个阶段脱下的24H经过一系列物质的传递与6分子O2结合成12分子H2O。2. 从能量变化看：在氧化氢的过程中，释放大量能量，形成34分子ATP。3. 这一阶段发生在线粒体的内膜。该阶段产能多。反应式如下：，因此，呼吸作用的总反应式为：5. 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较1. 有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解2. 有氧呼吸和无氧呼吸的比较特别提醒：（1）不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。（2）原核生物无线粒体，有些原核生物仍可进行有氧呼吸。（3）微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。在分析有氧呼吸和无氧呼吸物质变化的数量关系时有如下规律（底物为葡萄糖时）：不消耗O2，释放CO2只进行无氧呼吸；O2吸收量=CO2释放量只进行有氧呼吸；O2吸收量CO2释放量两种呼吸方式同时进行，多余CO2来自无氧呼吸；酒精量=CO2量只进行无氧呼吸；酒精量CO2量两种呼吸方式同时进行，多余CO2来自有氧呼吸。6. 影响呼吸速率的因素及实践应用1. 内部因素遗传因素（决定酶的种类和数量）（1）不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。（2）同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。（3）同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。2. 环境因素（1）温度呼吸作用在最适温度（2535）时最强，超过最适温度，呼吸酶的活性降低甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸受抑制。生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。（2）O2的浓度在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸。生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。（3）CO2浓度从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。（4）含水量在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。在作物种子的储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。7.细胞呼吸原理的应用（1）选用“创可贴”、透气的消毒纱布包扎伤口，为伤口创造透气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖，利于伤口愈合。伤口过深或被锈钉扎伤后，如不及时治疗，会导致破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风。（2）生产各种酒、味精是利用酵母菌、谷氨酸棒状杆菌等的无氧呼吸，然后进一步加工形成的。（3）作物栽培时要及时松土透气，利于根系的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根部进行无氧呼吸产生大量酒精对细胞产生毒害作用，使根腐烂。（4）提倡有氧运动的原因之一是不会因剧烈运动发生的无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力。（5）粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，使呼吸作用降到最低，以减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用使贮藏的种子堆中的温度上升，从而进一步促进种子的呼吸，使种子品质变坏。（6）在果实和蔬菜的保鲜中，常通过控制呼吸作用以降低它的代谢强度，达到保鲜的目的。例如，某些果实和蔬菜可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度来减弱呼吸作用，使整个器官代谢水平降低、延缓老化。储存水果和储存粮食的区别种子和蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是种子还应该干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。（7）大棚蔬菜进行温度控制，阴天和晚上适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗。二、新陈代谢的基本类型1.同化作用的两种类型 自养型：生物体在同化作用的过程中，能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量，这种新陈代谢类型叫做自养型。 利用光能：光合作用6CO2 + 12H2O* 光能、叶绿体 C6H12O6 + 6H2O + 6O2* 利用化学能：化能合成作用(1) 硝化细菌：这类细菌能够将（NH3）氧化成亚硝酸和硝酸，并利用这 一过程中所释放出来的能量把二氧化碳和水合成有机物。 2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 硝化细菌 2HNO3+能量 6CO2+6H2O 能量 C6H12O6+6O2(2) 硫细菌：这类细菌能够氧化H2S，并且把S积累在体内。如果环境 中缺少H2S，这类细菌就把体内的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) 铁细菌：这是一类能氧化硫酸亚铁成为硫酸铁的细菌。 4FeSO4+2H2SO4+O2 2Fe2(SO4)3+2H2O+能量 6CO2+6H2O 能量 C6H12O6+6O2 异养型：生物体在同化的过程中，不能直接利用无机物制成有机物，只能从外界摄取现成的有机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量，这种新陈代谢类型叫做异养型。（动物和人体）2. 异化作用的两种类型需氧型（有氧呼吸型）：生物体在异化作用的过程中，必须不断地从外界环境中摄取氧气分解自身的组成物质，以释放能量，并排出二氧化碳，这种新陈代谢类型叫做需氧型。（包括绝大多数生物）厌氧型（无氧呼吸型）：生物体在异化作用的过程中，在缺氧的条件下，依靠酶的作用使有机物分解，以获得进行生命活动所需要的能量，这种新陈代谢类型叫做厌氧型。（动物体内的寄生虫和乳酸菌）兼性厌氧型：生物体在异化作用的过程中，在有氧的条件下，将糖类物质分解成二氧化碳和水；在无氧的条件下，将糖类物质分解成二氧化碳和酒精。（酵母菌）3.新陈代谢的类型每种生物的新陈代谢都包括同化作用和异化作用两个方面，回答一种生物的新陈代谢类型时，既要指出它的同化作用类型，又要指出它的异化作用类型。同化作用和异化作用是同时进行的，因此，生物的新陈代谢类型可以分为以下四种：各种代谢类型的异同点比较代谢类型相同点不同点自养型和异养型都能把外界物质合成自身物质，并且贮能能否直接利用外界的无机物光（化）能自养型都能把外界的无机物合成有机物，并且贮能合成有机物时，能量来源不同需氧型和厌氧型都能分解自身有机物，释放能量供生命活动利用有机物分解中是否有氧气参与对照实验的常用方法对照实验是一种特殊的对比实验，即设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系。1. 在实验设计时通过采用一定的对照方式以排除无关变量对实验结果的干扰，从而保证实验结果的准确性和说服力。常用方法是：(1)空白对照：设置两组实验，一组给予该实验的自变量处理，另一组不作任何处理。(2)自身对照：只设置一组实验，通过比较实验对象在实验前后现象的变化来说明问题，不再另设对照实验。(3)条件对照：设置两组实验，除在实验所要研究的自变量方面，另设其它有必要的变量处理的对照组（例如甲状腺抑制剂的使用）。(4)相互对照：通常设置多组实验，这些组都给予自变量处理，只是在处理的量或程度方式有所差别，通过它们之间的相互比较来说明问题。在实验设计题中要根据实验所要达到的目的来确定实验组和对照组。2. 不同对照类型中实验组和对照组的确定（1）空白对照实验中的判定被实验研究因素所处理的对象组称为实验组，未被实验研究因素处理的对象组为对照组。有时，依据是否处于正常状态下进行判断，通常将处于正常情况下的对象组称为对照组。（2）自身对照实验中的判定自身对照实验是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。自身对照的关键是看实验处理前后现象变化的差异，其中实验处理前的对象