第三章 第4节 动物的新陈代谢（2）（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 第四节 动物的新陈代谢（2） 《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：掌握能量代谢的概念；掌握气体交换的过程（外呼吸和内呼吸）；掌握能量释放的过程（有氧呼吸和无氧呼吸）；掌握ATP在能量转移中的作用；掌握能量利用的途径；理解能量代谢的全过程。 02 技能目标：能区分外呼吸和内呼吸；能描述能量从有机物到ATP再到生命活动的全过程；能分析剧烈运动时肌肉酸痛的原因；能运用能量代谢知识解释生活中的生物学现象。 视频引入 体育课上，小明跑完800米后气喘吁吁、心跳加快，感觉腿部酸痛。体育老师说这是正常现象，休息一会儿就会缓解。 小明问：“为什么跑步时会气喘吁吁、心跳加快？”小红说：“因为肌肉需要更多能量，需要更多氧气来分解有机物。”小丽补充道：“那肌肉酸痛又是什么原因呢？” 教学引入 教学引入 问题： 2 1 3 动物进行生命活动的能量从哪里来？ 呼吸运动和气体交换是一回事吗？ 剧烈运动时为什么会气喘吁吁？ 教学引入 动物的能量代谢包括气体的交换和能量的释放、转移和利用。今天我们就来学习能量代谢部分。 知识讲授 Part 01 气体交换 知识讲授 一、能量代谢概述 核心概念：能量代谢包括能量的贮存、释放、转移和利用。 能量代谢的定义： 能量代谢是指伴随着物质代谢而发生的能量的贮存、释放、转移和利用的过程。 能量代谢的四个环节： 环节 说明 贮存 合成有机物时储存能量（同化作用） 释放 分解有机物时释放能量（异化作用） 转移 能量从有机物→ATP（高能化合物） 利用 ATP水解供生命活动使用 知识讲授 二、气体交换——外呼吸 核心概念:外呼吸是指外界环境与血液之间的气体交换（肺呼吸）。 呼吸的概念区分: 外呼吸（肺呼吸）是指机体从外界环境吸入氧和排出二氧化碳的过程。 概念 含义 区别 呼吸运动 吸气和呼气（肺的通气） 物理过程 呼吸作用 细胞内有机物氧化分解 化学过程 气体交换 O₂和CO₂的交换 扩散过程 知识讲授 二、气体交换——外呼吸 外呼吸的过程： 结果：静脉血 → 动脉血（含氧丰富的血液） 步骤 过程 结果 ① 空气进入肺泡 肺泡中O₂浓度高 ② O₂从肺泡→肺毛细血管（扩散） 血液中O₂含量增加 ③ CO₂从肺毛细血管→肺泡（扩散） 血液中CO₂含量降低 ④ CO₂呼出体外 — 知识讲授 三、气体交换——内呼吸 核心概念：内呼吸是指血液与组织细胞之间的气体交换。 内呼吸： 内呼吸（组织呼吸）是指机体内的全部细胞从内环境吸入氧和排出二氧化碳，以及氧在细胞内的利用过程。 内呼吸的过程： 步骤 过程 结果 ① 动脉血→组织毛细血管 血液中O₂浓度高 ② O₂从血液→组织细胞（扩散） 组织细胞获得O₂ ③ CO₂从组织细胞→血液（扩散） 血液中CO₂含量增加 ④ 细胞利用O₂进行有氧呼吸 有机物分解，释放能量 知识讲授 四、呼吸的全过程 核心概念：呼吸的全过程包括外呼吸、气体运输和内呼吸三个环节。 呼吸全过程示意图： 知识讲授 四、呼吸的全过程 呼吸全过程三个环节： 呼吸的全过程保证了O₂的供应和CO₂的排出，为有氧呼吸提供了条件，从而保证能量的持续供应。 环节 内容 场所 ①外呼吸 肺泡与肺毛细血管间的气体交换 肺 ②气体运输 O₂和CO₂在血液中的运输 血液循环 ③内呼吸 血液与组织细胞间的气体交换 组织 知识讲授 例题分析 请对比“外呼吸”与“内呼吸”在发生场所、气体交换方向、参与结构、结果四个方面的区别。 对比项 外呼吸（肺呼吸） 内呼吸（组织呼吸） 发生场所 肺（肺泡与毛细血管间） 组织（血液与组织细胞间） 气体交换方向 O₂：肺泡→血液 CO₂：血液→肺泡 O₂：血液→组织细胞 CO₂：组织细胞→血液 参与结构 肺泡、肺毛细血管 组织毛细血管、组织细胞 结果 静脉血→动脉血 动脉血→静脉血 师生互动 知识点背诵 1、外呼吸和内呼吸分别指什么？ 2、呼吸全过程包括哪三个环节？ 【答案】外呼吸是指机体从外界环境吸入O₂和排出CO₂的过程（肺呼吸）；内呼吸是指全部细胞从内环境吸入O₂和排出CO₂，以及O₂在细胞内的利用过程（组织呼吸）。 【解析】外呼吸在肺进行，内呼吸在组织进行。 【答案】①外呼吸（肺呼吸）；②气体运输（血液循环）；③内呼吸（组织呼吸）。 【解析】三者缺一不可，共同构成完整的呼吸过程。 师生互动 随机提问： 1、肺泡有哪些结构特点有利于气体交换？ 【答案】①肺泡壁薄（一层上皮细胞）；②肺泡外有丰富的毛细血管；③毛细血管壁也薄；④肺泡数量多，总表面积大。 【解析】从细胞内消化到细胞外消化是消化方式的进化趋势。 2、为什么血液中的O₂能进入组织细胞？ 【答案】血液中O₂浓度高于组织细胞中O₂浓度，O₂通过扩散作用从高浓度→低浓度进入组织细胞。 【解析】气体交换的动力是浓度差（扩散作用）。 课堂练习 1、选择题：外呼吸发生的场所是（ ） A. 组织细胞 B. 肺 C. 血液 D. 心脏 2、填空题：外呼吸的结果是 ________ 血变成 ________ 血。 【答案】B 【解析】外呼吸（肺呼吸）发生在肺的肺泡与肺毛细血管之间。A组织细胞是内呼吸的场所。 静脉 动脉 课堂练习 3、判断题：内呼吸是指肺泡与血液之间的气体交换。（ ） 【答案】错误 【解析】内呼吸是血液与组织细胞之间的气体交换（组织呼吸）。肺泡与血液之间的气体交换是外呼吸（肺呼吸）。 4、简答题：请简述外呼吸的过程。 【答案】 ① 空气进入肺泡 ② 肺泡中O₂浓度高于肺毛细血管中O₂浓度→O₂从肺泡扩散到肺毛细血管 ③ 肺毛细血管中CO₂浓度高于肺泡中CO₂浓度→CO₂从肺毛细血管扩散到肺泡 ④ CO₂经呼吸运动呼出体外 ⑤ 结果：静脉血变成动脉血 背诵记忆 气体交换保证了O₂的供应，为细胞内有机物的氧化分解创造了条件。但有机物氧化分解释放的能量并不能直接被生命活动利用——必须通过ATP来转移和携带。下面进入第四部分：能量的释放、转移和利用。 知识讲授 Part 02 能量的释放、转移和利用 知识讲授 一、能量的来源及贮存 核心概念：动物体内贮存的能量归根到底来自光能。 能量的最终来源： 绿色植物通过光合作用将光能转化为化学能，储存在有机物中 动物直接或间接以植物为食，获取有机物，也就获取了有机物中的能量 动物体内贮存的能量，归根到底来自光能 知识讲授 二、能量的释放 核心概念：有机物在细胞内氧化分解，释放出其中的能量。 能量释放的两种方式： 方式 条件 产物 能量释放 有氧呼吸 有O₂ CO₂+H₂O 大量（2870kJ/mol葡萄糖） 无氧呼吸 无O₂（或缺O₂） 乳酸（或酒精+CO₂） 少量（196.65kJ/mol葡萄糖） 知识讲授 二、能量的释放 能量释放的特点： 有机物在体内的氧化分解是在酶的作用下，经过许多中间步骤，逐步释放能量的 释放的能量一部分以热能形式散失（维持体温） 另一部分转移到ATP等高能化合物中贮存 知识讲授 三、能量的转移——ATP的作用 核心概念：ATP是生物体内能量转移的核心分子。 ATP在能量转移中的作用： 知识讲授 三、能量的转移——ATP的作用 ATP的特点： 特点 说明 普遍存在 在动物和人体的细胞中普遍存在 含量不高 细胞中ATP含量不多（但转化快） 直接能源 生命活动的直接能源物质 能量货币 ATP是生物体能量流通的“货币” 知识讲授 四、无氧呼吸供能的特殊情况 核心概念：在缺氧条件下，动物可通过无氧呼吸获得少量能量。 动物无氧呼吸： 在缺氧条件下，某些动物组织可通过无氧呼吸获得能量。 动物无氧呼吸的反应式： C₆H₁₂O₆ ——酶→ 2C₃H₆O₃（乳酸）+ 少量能量 动物无氧呼吸的常见情况 情况 说明 剧烈运动 骨骼肌暂时缺氧→无氧呼吸→产生乳酸→肌肉酸痛 进入高原初期 空气稀薄，O₂供应不足→部分组织进行无氧呼吸 知识讲授 五、能量的利用 核心概念：ATP水解时释放的能量直接用于各种生命活动。 能量的利用途径: 利用途径 说明 肌肉收缩 骨骼肌、心肌、平滑肌的收缩 神经传导和生物电 神经冲动的产生和传导 合成代谢 蛋白质、核酸等生物大分子的合成 吸收和分泌 主动运输吸收营养物质、腺体分泌 维持体温 热能散失（维持体温恒定） 各项生命活动所需要的能量，都由ATP水解成ADP时释放出来。 虽然ATP含量不多，但可通过ADP→ATP的快速转化保证持续供能。 知识讲授 五、能量代谢全过程 核心概念：能量代谢是能量的贮存、释放、转移和利用的全过程。 能量代谢全过程图解: 知识讲授 例题分析 请对比“有氧呼吸”与“无氧呼吸”在条件、产物、能量释放、产生ATP、代表情况五个方面的区别。 对比项 有氧呼吸 无氧呼吸 条件 有O₂ 无O₂或缺O₂ 产物 CO₂+H₂O 乳酸（动物） 能量释放 大量（2870kJ/mol） 少量（196.65kJ/mol） 产生ATP 多 少 代表情况 日常生命活动供能 剧烈运动、进入高原初期 师生互动 知识点背诵 1、动物体内贮存的能量归根到底来自什么？为什么？ 2、ATP在能量代谢中起什么作用？为什么说ATP含量不多但能满足需要？ 【答案】归根到底来自光能。因为绿色植物通过光合作用将光能转化为化学能储存在有机物中，动物直接或间接以植物为食，获取了有机物中的能量。 【解析】光能是生物界所有能量的最终来源。 【答案】ATP是能量的携带者和传递者，是生命活动的直接能源物质。虽然ATP含量不多，但通过ADP与ATP的快速转化，可以保证能量的持续供应。 【解析】ATP是“能量货币”——少但流通快。 课堂练习 1、选择题：下列哪项不是ATP在细胞中的作用？（ ） A. 直接能源物质 B. 能量携带者 C. 能量贮存物质 D. 能量传递者 2、填空题：动物无氧呼吸的产物是 ________，产生 ________ 能量。 【答案】C 【解析】ATP是直接能源物质、能量携带者和能量传递者，但不是能量贮存物质。生物体贮存能量的物质是糖原和脂肪。 乳酸 少量 课堂练习 3、判断题：ATP在细胞中含量很高，是储存能量的主要物质。（ ） 【答案】错误 【解析】ATP在细胞中含量不多，但通过快速转化（ADP↔ATP）保证持续供能。生物体储存能量的主要物质是糖原和脂肪。 4、简答题：请简述无氧呼吸在动物体内发生的情况及其意义。 【答案】 发生情况： 剧烈运动时骨骼肌暂时缺氧 进入高原初期O₂供应不足 过程：葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸，释放少量能量（196.65kJ/mol） 意义：在O₂供应不足时暂时提供能量，维持生命活动 后果：乳酸积累→肌肉酸痛（休息后可缓解） 背诵记忆 序号 核心知识点 关键内容 1 能量代谢定义 能量的贮存、释放、转移和利用 2 外呼吸 肺泡↔血液（肺呼吸），静脉血→动脉血 3 内呼吸 血液↔组织细胞（组织呼吸），动脉血→静脉血 4 呼吸全过程 外呼吸→气体运输→内呼吸 5 有氧呼吸产物 CO₂+H₂O + 大量能量 6 无氧呼吸产物 乳酸 + 少量能量 背诵记忆 序号 核心知识点 关键内容 7 无氧呼吸发生 剧烈运动、进入高原初期 8 ATP地位 直接能源物质、能量“货币” 9 ATP含量 含量不多，但转化快 10 能量利用途径 肌肉收缩/神经传导/合成代谢/吸收分泌/维持体温 11 能量最终来源 光能 12 能量贮存物质 糖原、脂肪（不是ATP） 师生共同回顾：动物新陈代谢中的能量代谢包括气体交换（获取氧气、排出二氧化碳）和能量的释放、转移、利用。氧气通过外呼吸和内呼吸进入细胞参与有氧呼吸，释放大量能量合成ATP。在缺氧或剧烈运动时，机体通过无氧呼吸应急供能。ATP作为直接能源物质，驱动着各项生命活动。理解这一过程有助于我们科学运动、保持健康。 课堂小结 拓展提升 如果一个人从平原到高原生活一段时间后，身体会发生哪些适应性变化？从能量代谢角度分析。 为什么恒温动物在寒冷环境中需要消耗更多能量？ 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 同学们，能量代谢的本质是“把食物中的能量转化为生命活动的动力”。外呼吸获取O₂，内呼吸消耗O₂，中间靠血液循环连接——呼吸的全过程就是供氧的接力赛。有机物中的化学能经氧化分解释放，通过ATP这个“能量货币”转移给各项生命活动：肌肉收缩、神经传导、合成代谢……剧烈运动时暂时的无氧呼吸会产生乳酸，休息后自会缓解——这恰恰说明生命活动的精妙调控。希望大家用能量代谢的视角理解动物的生产性能，科学养殖、合理运动，让每一份能量都用在刀刃上！ 感谢观看 $