第三章 第五节 新陈代谢的类型（课件）-《生物基础》（高教版）同步精品课堂

第三章 生物的新陈代谢 第五节 新陈代谢的类型（2课时） 高等教育出版社第1版 《生物基础》 教学目标 一 了解生物新陈代谢类型的分类依据 掌握自养型与异养型、需氧型与厌氧型的特点 理解化能合成作用的过程及硝化细菌的生态意义 教学重难点 二 化能合成作用的过程；生物新陈代谢类型的综合判断。 自养型与异养型的区别；需氧型与厌氧型的特点。 重点 难点 导入新课 三 提问：“绿色植物能自己制造有机物，而动物必须吃食物才能生存，这是为什么？乳酸菌能在密封的酸奶瓶中生存，而我们却离不开氧气，这又体现了生物的什么差异？” 展示多样化生物的图片（植物、动物、细菌、真菌），引出“生物新陈代谢存在不同类型”的话题。 新知讲授 四 生物在长期的发展过程中，不断地与所处的环境相互发生关系，在这种关系的作用下，逐渐在代谢方式上形成了不同的类型，以适应不同的外界环境。 按照生物体同化作用方式的不同，即根据生物体在同化过程中能不能利用无机物制造有机物来维持自身的生命活动，将生物新陈代谢的基本类型分为自养型和异养型两种。 新知讲授 四 各种绿色植物，包括各种树木花草和水中的藻类，利用光能，通过光合作用来制造有机物、贮存能量，用以进行各种生命活动。这种生物体在同化作用的过程中，能够直接把从外界摄取的无 机物转变成为自身组成的有机物质，并贮存了能量，这种新陈代谢类型称自养型。 一、自 养 型 新知讲授 四 新知讲授 四 硝化细菌将这个氧化过程中所 放出的能量大部分转移给 ATP, 用于将 CO₂ 和 H₂O合成自身的有机物。图解如下： 新知讲授 四 硝化细菌对自然界中的氮循环有着重要意义。自然界中异养微生物使动物、植物残迹遗尸中的含氮有机物如蛋白质分解成氨，以铵盐(NH)形式存在于土壤中。但植物不能吸收氨态氮。而硝化细菌把氨逐步转化成硝酸后，硝酸又可以形成硝酸盐(NO3) 被植物吸收，用于合成 蛋白质、核酸等物质。通过食物链，氮元素得以在自然界中循环，因此，硝化细菌对氮循环具有重要的意义。 新知讲授 四 异养型包括人在内的各种动物，不像绿色植物和硝化细菌那样，能直接利用无机物合成自身的有机组成物质，它们只能摄取其他生物中现存的有机物来维持自身的生命活动。 一、异养型 新知讲授 四 项目 具体内容 同化作用特点 不能直接利用无机物生成有机物，需摄取外界现成有机物，将其转变为自身组成物质并贮存能量 代表生物 各类动物；营腐生生活的菌类（如蘑菇）；营寄生生活的菌类（如青霉）；人类 新知讲授 四 微生物的生长需要多种营养物质，包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。在人工培养细菌 时要根据细菌的营养需要而选择多种原料配制培养基，不仅要含有这种细菌生长繁殖所需要的各种营养物质，还要有适宜的pH。 配制好的培养基必须经过灭菌。灭菌是指杀死一定环境中所有微生物的细胞、芽孢和孢子。对不同材料应当采取不同的灭菌方法。培养基灭菌一般采用高压蒸气灭菌锅，通过加热使锅内的水沸腾并产生水蒸气。当水蒸气将锅内的冷空气排尽以后， 关闭排气阀并继续加热，这时锅内的压力就会升高，最终使菌体蛋白质凝固变性，从而达到灭菌的目的。接种环灭菌通常是用火焰烧灼灭菌的。 【相关链接】 新知讲授 四 异化作用有两种不同类型。可以根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况不同，将生 物新陈代谢的异化作用分为需氧型和厌氧型两种。 生物体必须不断地从外界环境中摄取氧来氧化分解自身的有机物 质，并释放能量和排出二 氧化碳，这种新陈代谢类型称需氧型， 又称有氧呼吸型。大多数生物属于需氧型，因为大多数生物生活 在有氧气的环境中，如常见的动植物和大多数菌类植物。 1.需氧型 新知讲授 四 生物体在异化作用的过程中，在缺氧的条件下，依靠酶的作用使自身的有机物分解，以获得 进行生命活动所需要的能量，这种新陈代谢类型称厌氧型，又称无氧呼吸型。包括动物体内的寄生虫、乳酸菌等。乳酸菌可以在葡萄糖分解成为乳酸的过程中获得能量。此外，酵母菌在缺氧条件下，也可以在使葡萄糖分解成为酒精和二氧化碳的过程中获得能量。厌氧型生物的一个主要特征是，在有氧存在时，发酵作用就会受到抑制。 2.厌氧型 新知讲授 四 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是微生物， 为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某 些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制 造啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛 奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技 术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种，提高其产量；利用微生物发酵生产基因工程药品，如重组的人胰岛素、干扰素和生长素等。 【相关链接】 新知讲授 四 生物体的新陈代谢，按照生物体同化作用方式不同分为自养型和异养型；异养型中又按照生物体异化作用中对氧的要求方式不同，分为需氧型和厌氧型。 由于新陈代谢包括同化作用和异化作用两个方面，因此，每种生物新陈代谢的基本类型都属于自养型和异养型中的1种以及需氧型和厌氧型中的1种，即自养需氧型、自养厌氧型、异养需氧型和异养厌氧型。 生物的类型 新知讲授 四 师生互动 五 1.基础题： 判断下列生物的代谢类型（硝化细菌、蘑菇、乳酸菌） 2.拓展题： 分析硝化细菌在氮循环中的作用，说明其代谢类型与生态功能的关系。 3.巡视指导，针对共性错误进行讲解。 问 题 课堂小结 六 1. 师生共同回顾：同化作用分为自养型（光能自养、化能自养）和异养型，异 化作用分为需氧型和厌氧型； 2. 强调：生物的新陈代谢类型是同化作用和异化作用的组合，且代谢类型与生 存环境相适应。 布置作业 七 作业 1. 基础作业：完成教材课后习题，整理不同代谢类型的生物实例清单； 2. 拓展作业：查阅资料，分析酵母菌在酿酒和制作面包过程中的代谢类型变化，撰写简短分析报告。 巩固练习 八 作业 硝化细菌的化能合成作用中，能量的直接来源是（ ） A. 氨氧化释放的能量 B. 光能 C. 葡萄糖分解的能量 D. 硝酸分解的能量 【答案】A 【解析】硝化细菌将氨逐步氧化为亚硝酸、硝酸，该过程释放的能量转移到ATP中，用于合成有机物。 巩固练习 八 作业 需氧型生物的异化作用特点是（ ） A. 缺氧时才能分解有机物供能 B. 有氧时发酵作用会增强 C. 发酵作用是主要供能方式 D. 必须摄取氧氧化分解有机物 【答案】D 【解析】需氧型生物必须不断从外界摄取氧，氧化分解有机物释放能量；缺氧时无法正常供能，发酵作用是厌氧型生物的供能方式。 巩固练习 八 作业 下列生物中，异化作用类型为厌氧型的是（ ） A. 蛔虫 B. 人类 C. 绿色植物 D. 硝化细菌 【答案】A 【解析】蛔虫寄生在动物肠道内，缺氧环境下进行无氧呼吸，属于厌氧型；绿色植物、人类、硝化细菌均为需氧型。 巩固练习 八 作业 自养型生物和异养型生物的根本区别是（ ） A. 是否需要氧气 B. 能否利用无机物制造有机物 C. 能否进行细胞呼吸 D. 能否合成ATP 【答案】B 【解析】同化作用方式的核心区别是能否直接利用无机物合成自身有机物，需氧/厌氧是异化作用的区别。 巩固练习 八 作业 关于化能合成作用的叙述，正确的是（ ） A. 利用光能合成有机物 B. 只有绿色植物能进行 C. 利用无机物氧化的能量合成有机物 D. 不需要酶的参与 【答案】C 【解析】化能合成作用是化能自养生物利用无机物氧化释放的化学能合成有机物，该过程需要酶的催化，并非绿色植物的专属代谢。 巩固练习 八 作业 某生物能利用CO₂和H₂O合成有机物，且在有氧条件下才能正常生活，其代谢类型是（ ） A. 自养需氧型 B. 自养厌氧型 C. 异养需氧型 D. 异养厌氧型 【答案】A 【解析】能利用无机物合成有机物为自养型，依赖氧气生存为需氧型，因此该生物为自养需氧型。 巩固练习 八 作业 简述自养型生物中光能自养和化能自养的异同点。 【答案】相同点：均能利用无机物合成自身有机物，属于自养型生物。 不同点：①能量来源不同：光能自养生物（如绿色植物、藻类）利用光能；化能自养生物（如硝化细菌）利用体外无机物氧化释放的化学能。②生物类群不同：光能自养主要是绿色植物和部分藻类，化能自养多为细菌。③代谢场所不同：光能自养的光合作用在叶绿体（或光合片层）进行，化能合成作用在细菌的细胞质中进行。 巩固练习 八 作业 为什么硝化细菌对自然界的氮循环具有重要意义？ 【答案】①自然界中异养微生物会将动植物遗体中的含氮有机物分解为氨（铵盐），但植物无法直接吸收氨态氮。②硝化细菌能将氨逐步氧化为亚硝酸、硝酸，硝酸进一步形成硝酸盐，硝酸盐可被植物吸收利用，用于合成蛋白质、核酸等含氮有机物。③植物中的氮元素通过食物链传递给动物，完成氮在生物群落和无机环境之间的循环，因此硝化细菌是氮循环的关键环节。 感谢观看 $