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(共18张PPT)
第4章 代谢与平衡
第4节 能量的获得
学习目标
1.知道呼吸作用的含义，理解有机物的氧化分解是生命活动所需能量的来源。
2.列举人体及植物进行无氧呼吸的实例，比较其与有氧呼吸的异同点，了解人类应用微生物发酵进行生产的例子。
3.了解常见生物的呼吸器官并举例说明在不同环境中生活的动物获得氧气的方式不同。
知识点1 有氧呼吸
1.呼吸作用的概念
呼吸作用是指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物，并释放出能量的过程。
呼吸作用与呼吸运动的区别
区别 呼吸作用 呼吸运动
过程不同 指将自身有机物分解成无机物归还到无机环境并释放能量的过程 指人体与外界环境进行气体交换的整个过程
场所不同 活细胞 呼吸道和肺部
实质不同 缓慢氧化 呼气和吸气
2.有氧呼吸的概念
定义 表达式
有氧呼吸 在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多能量的呼吸作用方式 有机物 氧气 二氧化碳 水 能量
说明 ①有氧呼吸是自然界中大多数生物进行呼吸作用的主要方式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。
② 一般情况下,人体进行各种生理活动所需的能量大多来自糖类的氧化分解,也有一部分来自脂肪,极少数来自蛋白质。
3.三大供能物质在人体细胞内的有氧呼吸
供能物质 反应表达式 所含元素 占体内能量来源的比重
糖类 糖类 氧气 二氧化碳 水 能量 C、 、 主要
脂肪 脂肪 氧气 二氧化碳 水 能量 C、 、 一部分
蛋白质 蛋白质 氧气 二氧化碳 水 含氮废物 能量 C、 、 、 ,有的还有 极少数
知识点2 无氧呼吸
1.概念
细胞在缺氧的条件下，将糖类等有机物分解成未彻底氧化的产物，释放出少量能量的过程称为无氧呼吸。
2.动物、高等植物及微生物的无氧呼吸
类型 无氧呼吸情况 反应表达式
动物（包括人） 动物组织细胞在缺氧的情况下，糖类会在相关酶的作用下分解为乳酸，并释放出少量的能量。当大量的乳酸在肌肉组织里堆积时，就会有肌肉酸痛的感觉 葡萄糖 乳酸 能量（少量）
类型 无氧呼吸情况 反应表达式
高等植物 高等植物在缺氧（如水淹）的情况下，也能进行短时间的无氧呼吸，糖类被分解为酒精和二氧化碳，并释放出少量的能量 葡萄糖酒精+二氧化碳+能量（少量）
微生物 有些微生物能长期进行无氧呼吸,微生物的无氧呼吸被称为发酵。人们可以利用微生物的发酵作用来生产食品 发酵（产生乳酸）：葡萄糖 乳酸 能量（少量）
发酵（产生酒精）：葡萄糖 酒精 二氧化碳 能量（少量）
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
呼吸类型 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 条件 有氧、有酶 无氧、有酶 物质变化 有机物彻底分解，产生 和 糖类等有机物不彻底分解，产生乳酸或 和酒精 相同点 能量变化 释放大量能量 释放少量能量 典例1 （杭州余杭区期末）某同学利用图中的装置进行酵母菌无氧呼吸实验，步骤为：
①取 葡萄糖溶液 注入锥形瓶中，
置于 水浴中预热；
②取干酵母 ，放入温水中化开后，倒入锥形瓶中，充分振荡摇匀；
③迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡，用带玻璃导管的橡皮塞密封瓶口，使玻璃导管伸入右面试管的溶液底部；
④几分钟后，观察实验结果。
请回答下列问题：
（1） 用液体石蜡密封液面的目的是______________________；锥形瓶中加入葡萄糖溶液的目的是________________________________________________；
为酵母菌提供无氧环境
为酵母菌提供呼吸作用的原料（其他合理答案也可）
[解析] 用液体石蜡密封液面的目的是为酵母菌提供无氧环境，让酵母菌进行无氧呼吸；锥形瓶中加入葡萄糖溶液的目的是为酵母菌提供呼吸作用的原料。
（2） 试管中有气泡出现，石灰水________；打开瓶塞，可以闻到______（填某种物质）的气味。
变浑浊
酒精
[解析] 试管中有气泡出现，石灰水变浑浊，说明酵母菌无氧呼吸能产生二氧化碳；打开瓶塞，可以闻到酒精的气味，说明酵母菌无氧呼吸能产生酒精。
知识点3 多样的呼吸器官
动物要依靠食物和氧气来维持生命。在不同环境中生活的动物, 它们的呼吸系统不同, 获取氧气的方式也不同。
动物类型 呼吸器官或结构
无脊椎动物 低等无脊椎动物 单细胞动物，如草履虫 体表（细胞膜）
高等无脊椎动物 有专门的呼吸器官，如蝗虫、虾 气管（蝗虫），鳃（虾）
脊椎动物 水生脊椎动物 鱼类 鳃
陆生脊椎动物 两栖类 幼体：鳃成体：肺，皮肤（辅助）
动物类型 呼吸器官或结构
脊椎动物 陆生脊椎动物 鸟类 肺和辅助呼吸的气囊气囊不能进行气体交换
爬行类、哺乳类 肺
越高等的动物，器官分化得越精细，动物的呼吸器官也一样。最低等的动物没有专门的呼吸器官;较高等的动物有专门的呼吸器官，但相对简单;高等的动物不但有专门的呼吸器官，而且结构复杂。
典例2 （2023·仙居期末）动物在长期的进化过程中形成了多种不同的呼吸方式和呼吸器官，下列有关动物呼吸器官的叙述正确的是( )
D
A.鱼的呼吸器官是肺 B.青蛙的呼吸器官是鳃
C.鸟的呼吸器官是皮肤 D.狗的呼吸器官是肺
[解析] 鱼终生生活在水中，吸收水中的溶解氧，用鳃呼吸，A错误。青蛙的呼吸器官是肺，皮肤辅助呼吸，B错误。鸟能进行双重呼吸，气体交换的场所是肺，C错误。狗属于哺乳动物，呼吸器官是肺，D正确。
题型 1 获得能量的途径
角度1 直接考查获得能量的途径 ★★
典例3 人在剧烈运动时，处于暂时相对缺氧状态下的骨骼肌可以通过无氧呼吸获得少量的能量，此时葡萄糖变为( )
B
A.酒精 B.乳酸 C.酒精和二氧化碳 D.乳酸和二氧化碳
[解析] 人体在剧烈运动时，产热量显著增加，肌肉组织会处于暂时性缺氧状态，此时肌肉细胞会进行无氧呼吸，并产生乳酸，导致肌肉酸疼。
角度2 无氧呼吸的运用 ★★★
典例4 某生物社团的同学在学习有关发酵的知识时，查阅到以下资料：
葡萄汁中的糖分经过发酵转化成酒精后，酒精能够被醋酸菌进一步转化成醋酸。醋酸菌是一种需氧细菌，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生理活动。
根据资料，同学们设计了如图所示的发酵装置，尝试用葡萄汁来制作葡萄酒和葡萄醋。请分析回答。
（1） 在制作葡萄酒的过程中，将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有1/3的空间，原因是酵母菌进行无氧呼吸产生__________。葡萄酒制作过程中排气口的作用是______________________________。排气口通过一个玻璃弯管与瓶身连接而不用百玻璃管的原因是__________________________________________________________________。
二氧化碳
化碳，避免发酵液外溢
防止空气中的真菌或细菌进入发酵瓶中，以免葡萄酒被空气中的微生物污染
（2） 经过10天，生物社团的同学通过出料口进行检测，发现酒精发酵过程正常，之后接种醋酸菌，进入制作葡萄醋的阶段。为了保证醋酸菌的正常生理活动，同学们持续进行__________操作，经过7～8天,成功制成了葡萄醋。
通入空气
[解析] 醋酸菌是一种需氧细菌，进行有氧呼吸，故为了保证醋酸菌的正常生理活动，同学们应持续向充气口通入空气。
排出二氧
题型 2 多样的呼吸器官 ★★
典例5 呼吸是生物的主要特征之一。下列有关动物与外界进行气体交换的场所的说法，正确的是( )
A
A.蚯蚓湿润的体壁密布毛细血管，能与外界进行气体交换
B.青蛙大多生活在陆地上，只用肺与外界进行气体交换
C.分布在蝗虫腹部的气门是与外界进行气体交换的器官
D.生活在水里的动物都靠鳃来进行气体交换
[解析] 蚯蚓湿润的体壁密布毛细血管，能与外界进行气体交换，A正确。青蛙大多生活在陆地上，用肺和皮肤与外界进行气体交换，B错误；蝗虫是通过气管完成与外界的气体交换的，C错误。不是生活在水里的动物都靠鳃来进行气体交换，如鲸生活在水中，用肺呼吸，D错误。

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