第三章 第1节 新陈代谢概述及类型（课件）-《生物基础》（厦门大学出版社）同步精品课堂

第三章 生物的新陈代谢 第一节 新陈代谢概述及类型 《生物基础》（厦门大学出版社） 01 学习目标 02 教学引入 03 知识讲授 CONTENTS 目 录 04 师生互动 05 课堂练习 06 课堂小结 学习目标 01 知识目标：掌握新陈代谢的概念及其含义；掌握物质代谢与能量代谢的区别与联系；掌握同化作用与异化作用的概念及其关系；掌握自养型与异养型的概念、特点与代表生物；掌握需氧型与厌氧型的概念、特点与代表生物；理解四种新陈代谢基本类型的组合方式。 02 技能目标：能准确区分同化作用与异化作用；能判断不同生物的新陈代谢类型；能运用新陈代谢知识解释生活中的生物学现象；能分析具体生物的代谢方式及其适应意义。 视频引入 生物课上，老师问了一个有趣的问题：“我们每天都要吃饭、喝水、呼吸，植物整天站在那里不动，它需要‘吃饭’吗？” 小明说：“植物不需要吃饭，它能自己制造食物！”小红问：“那植物晚上也呼吸吗？它和我们一样要吸入氧气呼出二氧化碳吗？”小丽补充道：“我听说有些细菌在没氧气的条件下也能活，它们是怎么做到的呢？” 教学引入 教学引入 问题： 2 1 3 什么是新陈代谢？为什么说它是生命最基本的特征？ 动物和植物在代谢方式上有什么不同？ 为什么有些生物在有氧条件下反而不能生存？ 教学引入 要回答这些问题，我们需要理解新陈代谢的基本概念和不同类型。今天我们就来学习第三章第一节——新陈代谢概述及类型。 知识讲授 Part 01 新陈代谢概述 知识讲授 一、从分子到细胞——生命的物质基础 核心概念：生物体是由一套复杂性逐步增加的生物分子构成的，新陈代谢是这些分子不断更新的过程。 生物体的结构层次： 生物小分子 → 生物大分子 → 超分子复合物 → 细胞器 → 细胞 层次 组成 举例 生物小分子 基本有机分子 氨基酸、含氮碱基、核糖、葡萄糖、甘油 生物大分子 小分子聚合而成 蛋白质、核酸、多糖、脂质 超分子复合物 大分子聚集缔合 生物膜、核蛋白 细胞器 超分子复合物组织 细胞核、线粒体、叶绿体 细胞 各种细胞器组织 动植物细胞 知识讲授 二、新陈代谢的概念 核心概念：新陈代谢是生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程。 新陈代谢的定义： 新陈代谢（简称代谢）是指生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程。 知识讲授 二、新陈代谢的概念 新陈代谢的地位： 新陈代谢是生命的最基本特征 新陈代谢是生物与非生物最本质的区别 生物的生长、发育、运动等生命活动都是通过新陈代谢来实现的 方面 含义 物质代谢 生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程 能量代谢 生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程 知识讲授 三、同化作用与异化作用 核心概念：新陈代谢由同化作用（合成代谢）和异化作用（分解代谢）组成，二者同时进行、相互联系。 同化作用： 同化作用（又称合成代谢）是指生物从外界吸取所需物质和能量，经过复杂的生物化学变化，转化成自身的物质，并贮存能量。 小分子→大分子（合成） 储存能量 知识讲授 三、同化作用与异化作用 异化作用： 异化作用（又称分解代谢）是指生物分解自身的物质，同时释放能量，是进行生命活动及合成生物大分子所必需的。 大分子→小分子（分解） 释放能量 二者关系： 同化作用为异化作用提供物质基础，异化作用为同化作用提供能量来源。 二者同时进行、相互联系，共同保证机体不断自我更新。 知识讲授 四、新陈代谢组成一览表 核心概念：新陈代谢包括物质代谢和能量代谢，同化作用和异化作用都包含这两个方面。 表3-1 新陈代谢组成: 新陈代谢 同化作用（合成代谢） 异化作用（分解代谢） 物质代谢 生物小分子 → 生物大分子 生物大分子 → 生物小分子 能量代谢 贮存能量 释放能量 知识讲授 四、新陈代谢组成一览表 重点提示： 同化作用和异化作用都包括物质代谢和能量代谢 同化作用：合成物质 + 储存能量 异化作用：分解物质 + 释放能量 记忆口诀： “同化合，异化分，物质能量两相存；合成储能同化做，分解释能异化行。” 知识讲授 例题分析 请对比“同化作用”与“异化作用”在概念定义、物质变化、能量变化、相互关系四个方面的区别。 对比项 同化作用（合成代谢） 异化作用（分解代谢） 概念定义 外界物质→自身物质，贮存能量 自身物质→分解产物，释放能量 物质变化 小分子→大分子（合成） 大分子→小分子（分解） 能量变化 储存能量 释放能量 相互关系 为异化作用提供物质基础 为同化作用提供能量来源 师生互动 知识点背诵 1、什么是新陈代谢？为什么它是生命的最基本特征？ 2、同化作用和异化作用有什么区别和联系？ 【答案】新陈代谢是生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程。它是生命的最基本特征，因为生长、发育、运动等一切生命活动都是通过新陈代谢来实现的，是生物与非生物最本质的区别。 【解析】没有新陈代谢就没有生命。 【答案】区别：同化作用是合成物质、储存能量；异化作用是分解物质、释放能量。联系：同化作用为异化作用提供物质基础，异化作用为同化作用提供能量来源，二者同时进行、相互联系。 【解析】二者是同一过程的两个方面，缺一不可。 师生互动 随机提问： 1、人在剧烈运动后为什么会感到肌肉酸痛？这和新陈代谢有什么关系？ 2、同化作用和异化作用哪个更重要？ 【答案】剧烈运动时肌肉暂时缺氧，细胞进行无氧呼吸，葡萄糖分解产生乳酸，乳酸积累导致肌肉酸痛。这属于异化作用（分解代谢）中的无氧呼吸。 【解析】这体现了新陈代谢在不同条件下的适应性变化。 【答案】同等重要。同化作用为异化作用提供物质基础（被分解的物质），异化作用为同化作用提供能量来源（合成物质所需的能量）。二者缺一不可，共同维持生命活动。 【解析】没有同化作用就没有物质可分解；没有异化作用就没有能量可合成。 课堂练习 1、选择题：下列哪项是生物与非生物最本质的区别？（ ） A. 能运动 B. 能生长 C. 能新陈代谢 D. 能繁殖 2、填空题：同化作用又称 ________，异化作用又称 ________。 【答案】C 【解析】新陈代谢是生物与非生物最本质的区别。A（运动）不是所有生物都能自主移动（植物不能），B（生长）和D（繁殖）也是生物的特征，但都不是最本质的区别。 合成代谢 分解代谢 课堂练习 3、判断题：同化作用为异化作用提供能量来源，异化作用为同化作用提供物质基础。（ ） 【答案】错误 【解析】同化作用为异化作用提供物质基础（被分解的物质），异化作用为同化作用提供能量来源（合成所需的能量）。本题把二者关系说反了。 4、简答题：请简述同化作用和异化作用的区别与联系。 【答案】 区别：同化作用是合成自身物质，储存能量（小分子→大分子）、异化作用是分解自身物质、释放能量（大分子→小分子） 联系： 同化作用为异化作用提供物质基础、异化作用为同化作用提供能量来源、二者同时进行，相互联系，共同维持生命活动、二者都包含物质代谢和能量代谢两个方面 背诵记忆 新陈代谢是生命的最基本特征，是生物与非生物最本质的区别。它由同化作用（合成代谢：合成物质+储存能量）和异化作用（分解代谢：分解物质+释放能量）组成，二者同时进行、相互联系。同化作用为异化作用提供物质基础，异化作用为同化作用提供能量来源。新陈代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面，二者不可分割。 了解了新陈代谢的基本概念，我们知道了生物体内部在不断地进行物质的合成与分解、能量的储存与释放。那么，不同生物在代谢方式上有什么差异呢？有的生物能自己制造有机物，有的只能吃现成的；有的生物离不开氧气，有的在无氧条件下也能生存。下面进入第二段：新陈代谢的类型。 知识讲授 Part 02 新陈代谢的类型 视频引入 知识讲授 一、新陈代谢的分类标准 核心概念：生物新陈代谢的类型可以从同化作用和异化作用两个角度进行分类。 两种分类标准: 分类角度 类型 判断标准 同化作用 自养型 vs 异养型 能否利用无机物合成有机物 异化作用 需氧型 vs 厌氧型 是否需要氧气 知识讲授 二、自养型 核心概念：自养型生物能够直接利用无机物合成自身的有机物。 自养型的定义： 自养型是指生物体在同化作用过程中，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，并贮存能量。 自养型的两种类型： 类型 能量来源 代表生物 特点 光能自养型 光能（光合作用） 绿色植物、藻类 利用光能将CO₂和H₂O合成有机物 化能自养型 无机物氧化释放的化学能 硝化细菌等 利用无机物氧化释放的能量合成有机物 知识讲授 二、自养型 化能自养型详解——硝化细菌： 硝化细菌将氧化过程中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。 类型 氧化反应 意义 亚硝酸细菌 氨（NH₃）→ 亚硝酸（NO₂⁻） 将氨氧化为亚硝酸 硝酸细菌 亚硝酸（NO₂⁻）→ 硝酸（NO₃⁻） 将亚硝酸氧化为硝酸 知识讲授 三、硝化细菌与氮循环 核心概念：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（NO）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。 知识讲授 四、异养型 核心概念：异养型生物不能直接利用无机物生成有机物，必须摄取现成的有机物。 异养型的定义： 异养型是指生物体在同化作用的过程中，不能直接利用无机物生成有机物，只能从外界摄取现成的有机物转变为自身的组成物质，并贮存能量。 异养生物的类型： 类型 特点 代表生物 动物 以摄食方式获取有机物 人、畜禽、鱼类、昆虫等 腐生菌类 从死的有机物中获取营养 蘑菇、多数霉菌 寄生菌类 从活的生物体获取营养 青霉（部分）、各种病原菌 知识讲授 五、需氧型与厌氧型 核心概念：根据生物在异化作用中对氧的需求，分为需氧型和厌氧型。 需氧型（有氧呼吸型）： 需氧型是指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，释放能量和排出二氧化碳。 特点 说明 氧气需求 必须有氧 代表生物 大多数生物（常见的动植物和大多数菌类） 能量释放 彻底氧化，释放大量能量 知识讲授 五、需氧型与厌氧型 厌氧型（无氧呼吸型）： 厌氧型是指生物体在缺氧的条件下，依靠酶的作用使自身的有机物分解，获得进行生命活动所需要的能量。 特点 说明 氧气需求 缺氧条件下生存（有氧时发酵受抑制） 代表生物 动物体内的寄生虫、乳酸菌 能量释放 不彻底氧化，释放少量能量 知识讲授 六、四种新陈代谢类型组合 核心概念：每种生物的新陈代谢类型都是同化作用类型和异化作用类型的组合。 四种基本类型： 序号 新陈代谢类型 同化作用 异化作用 代表生物 1 自养需氧型 自养（无机物→有机物） 需氧（需要O₂） 绿色植物、硝化细菌 2 自养厌氧型 自养（无机物→有机物） 厌氧（不需O₂） 绿色硫细菌（部分厌氧光合细菌） 3 异养需氧型 异养（摄取现成有机物） 需氧（需要O₂） 大多数动物、蘑菇 4 异养厌氧型 异养（摄取现成有机物） 厌氧（不需O₂） 蛔虫、乳酸菌 知识讲授 六、四种新陈代谢类型组合 常见生物的类型判断： 生物 同化作用 异化作用 代谢类型 小麦 自养（光合作用） 需氧 自养需氧型 乳酸菌 异养 厌氧 异养厌氧型 蛔虫 异养 厌氧 异养厌氧型 蘑菇 异养 需氧 异养需氧型 硝化细菌 自养（化能合成） 需氧 自养需氧型 知识讲授 例题分析 请判断下列生物分别属于哪种新陈代谢类型：①绿色植物 ②乳酸菌 ③蛔虫 ④硝化细菌 ⑤蘑菇 生物 同化作用 异化作用 代谢类型 ①绿色植物 自养（光合作用） 需氧 自养需氧型 ②乳酸菌 异养 厌氧 异养厌氧型 ③蛔虫 异养（寄生） 厌氧 异养厌氧型 ④硝化细菌 自养（化能合成） 需氧 自养需氧型 ⑤蘑菇 异养（腐生） 需氧 异养需氧型 师生互动 知识点背诵 1、自养型和异养型有什么区别？ 2、硝化细菌属于什么代谢类型？它在自然界中有什么重要作用？ 【答案】自养型生物能直接把无机物合成自身的有机物并储存能量；异养型生物不能利用无机物生成有机物，必须从外界摄取现成的有机物。 【解析】区别在于能否利用无机物制造有机物。 【答案】硝化细菌属于自养需氧型（化能自养）。它能把氨氧化成亚硝酸，再氧化成硝酸，形成硝酸盐被植物吸收，对自然界氮循环具有重要意义。 【解析】硝化细菌的能量来自无机物氧化（不是光能），是化能自养的代表。 课堂练习 1、选择题：下列生物中，属于自养厌氧型的是（ ） A. 绿色植物 B. 乳酸菌 C. 绿色硫细菌 D. 蘑菇 2、填空题：硝化细菌属于 ________ 型新陈代谢（同化作用类型），在自然界中参与 ________ 循环。 【答案】C 【解析】绿色硫细菌是自养型（通过光合作用制造有机物）且为厌氧型（在无氧条件下进行光合作用）。A绿色植物是自养需氧型，B乳酸菌是异养厌氧型，D蘑菇是异养需氧型。 自养需氧 氮 背诵记忆 序号 核心知识点 关键内容 1 新陈代谢的定义 生物体与外界环境之间物质和能量的交换及体内的转变过程 2 新陈代谢的地位 生命的最基本特征，生物与非生物最本质的区别 3 同化作用 合成自身物质，储存能量（小分子→大分子） 4 异化作用 分解自身物质，释放能量（大分子→小分子） 5 二者关系 同化→异化提供物质基础；异化→同化提供能量来源 6 自养型 无机物→有机物（光能自养/化能自养） 背诵记忆 序号 核心知识点 关键内容 7 异养型 摄取现成有机物 8 硝化细菌 化能自养，参与氮循环（NH₃→NO₂⁻→NO₃⁻） 9 需氧型 需要氧气 10 厌氧型 不需氧气，有氧时受抑制 11 四种类型 自养需氧、自养厌氧、异养需氧、异养厌氧 12 代表生物 绿色植物（自养需氧）/乳酸菌（异养厌氧）/蛔虫（异养厌氧） 师生共同回顾：新陈代谢是生物最基本的特征，包含同化作用（合成、储能）和异化作用（分解、放能）。根据同化方式分为自养型（含光能、化能）和异养型；根据异化方式分为需氧型和厌氧型。各种生物通过不同的代谢方式适应环境，维持生命活动。 课堂小结 拓展提升 为什么中耕松土有利于农作物生长？请从新陈代谢角度分析。 如果你要给畜禽饲料中添加益生菌，应该选择需氧型还是厌氧型？为什么？ 课堂总结 课后作业 2 1 3 梳理本节课知识点 完成同步练习 预习下一节课的内容 结束 新陈代谢是生命的最基本特征——生物体通过同化作用合成自身物质、储存能量，通过异化作用分解物质、释放能量。不同生物在代谢方式上各有特点：有的能自己制造食物（自养型），有的只能吃现成的（异养型）；有的离不开氧气（需氧型），有的在无氧条件下反而活得更好（厌氧型）。理解这些代谢类型，不仅能帮助我们认识生物世界的多样性，还能指导农业生产和畜牧养殖实践。希望大家通过今天的学习，能够从代谢的角度理解生命的本质，做一名“懂代谢、知类型、善应用”的优秀学子！ 感谢观看 $