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2019-2020年高三生物高考復(fù)習(xí)教案：第14講 新陳代謝的類型新人教版 一、考點(diǎn)內(nèi)容全解 （一）本講考什么 1.新陳代謝的概念與基本類型 新陳代謝是生物最基本的特征，按不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的劃分方式。 2.光能合成細(xì)菌和化能合成細(xì)菌的比較 自然界中光能合成細(xì)菌和化能合成細(xì)菌在生物進(jìn)化過程中有重要作用，兩者間也存在較大的區(qū)別。 3.兼性厭氧型生物---酵母菌 酵母菌既可在有氧情況下生存，也可在無氧狀態(tài)下活動，此類生物的生命活動比較特殊，也有較高的實用價值，如釀酒。 （二）考點(diǎn)例析 [例1] 下列有關(guān)人體新陳代謝的敘述中，正確的一組是： ①人的異化作用方式是需氧型，所以人體細(xì)胞只能進(jìn)行有氧呼吸 ②人體細(xì)胞一般只有通過細(xì)胞外液才能與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換 ③人體的消化道不是都能吸收營養(yǎng)物質(zhì)的，主要吸收部位是小腸 ④血液中的葡萄糖一部分合成糖元主要貯存在肝臟和肌肉中供生命活動利用 ⑤人體攝取的營養(yǎng)物質(zhì)中除水和無機(jī)鹽外，其他都要經(jīng)過消化才能被吸收 A、①②③ B、②③④ C、③④⑤ D、②④⑤ [解析]本題綜合考查人體新陳代謝。人體從物質(zhì)代謝角度看，屬于異養(yǎng)型，從能量代謝的角度看是需氧型。但人體在氧不足的條件下也可以進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生乳酸。而細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收則必須通過內(nèi)環(huán)境獲得，細(xì)胞的直接內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞外液。進(jìn)入人體內(nèi)環(huán)境的營養(yǎng)物質(zhì)則必須經(jīng)過消化道的吸收。對營養(yǎng)物質(zhì)的理解必須準(zhǔn)確，水就不能稱為營養(yǎng)物質(zhì)。 [答案] B [同類變式]下述生物中，哪一種是自養(yǎng)型生物 A．硝化細(xì)菌 B．大腸桿菌 C．青霉菌 D．酵母菌 [解析]本題屬基本概念的判斷。按照生物體同化作用的方式不同,生物的新陳代謝類型可分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型兩種。自養(yǎng)型生物可自己合成有機(jī)物，依據(jù)自養(yǎng)生物在制造有機(jī)物的過程中利用能源不同又可分為光能自養(yǎng)型(如綠色植物)和化能自養(yǎng)型(如硝化細(xì)菌)。異養(yǎng)型只能利用現(xiàn)成有機(jī)物。異養(yǎng)生物包括動物、人、營寄生或腐生生活的菌類。 [答案]A [例2]細(xì)菌冶金是利用某些細(xì)菌的特殊代謝功能開采金屬礦石。例如，氧化亞鐵硫桿菌在溶液中能將黃鐵礦氧化為硫酸鐵，并能使溶液酸性增強(qiáng)，其過 程如下： (1)從生物的新陳代謝看，(b)過程屬于____作用。 (2)氧化亞鐵硫桿菌的合成代謝類型屬于________型，分解代謝類型屬于________型。 (3)氧化亞鐵硫桿菌和綠色植物都能利用無機(jī)物制造有機(jī)物，但它們在制造有機(jī)物的過程中所利用的________來源是不同的。 [解析] 本題是一個實際生產(chǎn)問題，但涉及的知識是關(guān)于化能合成細(xì)菌的相關(guān)問題。氧化亞鐵硫桿菌利用黃鐵礦氧化過程中釋放的能量將CO2和H2O合成為有機(jī)物，利用的能量和植物不同。 [答案] （1）同化 （2）自養(yǎng) 需氧 （3）能量 [特別提示] 圖象觀察往往帶來很多信息，本題中能量來源就是解題的關(guān)鍵。 [同類變式] 已知下列單細(xì)胞生物，它們都具有細(xì)胞壁，但沒有核膜和核仁，在研究它們生活所需條件的實驗中，得出下面的結(jié)果(√表示需要)。這三種生物依次是 生物 必需的生活條件 水 氧 CO2 葡萄糖 氨 光 A √ √ √ √ B √ √ C √ √ √ √ A．衣藻、乳酸菌、變形蟲 B．衣藻、酵母菌、變形蟲 C．固氮藍(lán)藻、酵母菌、硝化細(xì)菌 D．固氮藍(lán)藻、乳酸菌、硝化細(xì)菌 [解析] 在了解新陳代謝類型的基礎(chǔ)上，通過各種生物所需條件的差異可判斷：需葡萄糖的一定為異養(yǎng)型生物；需水和CO2并且還需光的為綠色植物；需氨，并能以CO2和H2O合成有機(jī)物的為化能合成細(xì)菌。需氧與否是判斷是否是需氧或厭氧型生物的指標(biāo)。 [答案] D [解題警示] 乳酸菌和酵母菌是兩類不同的生物，前者是細(xì)菌，后者是真菌。此點(diǎn)需要記憶，以免混淆。 [例3] 為驗證酵母菌能在氧充足時進(jìn)行有氧呼吸，又能在缺氧時進(jìn)行無氧呼吸（一般來說，乙醇發(fā)酵是衡量它的一個標(biāo)準(zhǔn)）。做了如下實驗：第一瓶經(jīng)過滅菌的葡萄糖溶液充氧，接入酵母菌菌種進(jìn)行培養(yǎng)，測定其單位時間內(nèi)的吸氧物質(zhì)的量和產(chǎn)生二氧化碳物質(zhì)的量。據(jù)此回答與這個實驗有關(guān)的問題，分別從所列選項中選出它們的正確答案。 （1）在酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸時，試比較吸氧物質(zhì)的量和產(chǎn)生二氧化碳物質(zhì)的量的大小 A.吸氧量大 B.C02發(fā)生量大 C.兩者相等 D.無法確定 （2）若酵母菌同時進(jìn)行有氧呼吸和乙醇發(fā)酵，假如在有氧呼吸和乙醇發(fā)酵過程中有等量的葡萄糖被消耗掉，這時吸氧物質(zhì)的量與產(chǎn)生二氧化碳物質(zhì)的量之比是______。 A.1：2 B.2：3 C.4：3 D.3：4 （3）若酵母菌同時進(jìn)行有氧呼吸和乙醇發(fā)酵，如果有氧呼吸和乙醇發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳物質(zhì)的量相等，這時吸氧物質(zhì)的量與二氧化碳發(fā)生物質(zhì)的量之比是______。 A.1：1 B.1：2 C.2：1 D.1：12 （4）若檢測的結(jié)果是吸氧物質(zhì)的量與產(chǎn)生二氧化碳物質(zhì)的量之比為3：5，其原因是______。 A.有1/4的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸 B.有1/3的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸 C.有1/2的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸 D.有2/3的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸 （5）若無氧呼吸消耗了360mg的葡萄糖，可生成______mol的乙醇。 A.0.004mol B.0.03mol C.0.25mol D.4mol [解析] 本題考查酵母菌的無氧呼吸和有氧呼吸，但必須明確這兩種反應(yīng)的反應(yīng)式及化學(xué)計算方法。 無氧呼吸的反應(yīng)式為： C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量（少） 有氧呼吸的反應(yīng)式為： C6H12O6+6O2+6H2O→6 CO2+12 H2O+能量（多） 計算時以摩爾量進(jìn)行，具體計算過程可完全參照化學(xué)計算方法進(jìn)行，這里就不重復(fù)。至于為什么吸氧量和產(chǎn)生的二氧化碳量不等，由有氧呼吸反應(yīng)式可斷定一定不全是有氧呼吸，其間還有無氧呼吸，計算方法略。 [答案] .（1）C （2）D （3） B （4） B （5）A [延伸拓展] 本題實際上是一個化學(xué)計算問題，但問題又出自生物學(xué)方面，由此可知現(xiàn)代生物學(xué)與其它學(xué)科間有密切的關(guān)系，已經(jīng)發(fā)展成一門綜合性學(xué)科?；镜幕瘜W(xué)計算在生物學(xué)中也是經(jīng)常應(yīng)用的，需要掌握。 [同類變式]下圖的實驗裝置中將氣球安裝于含有混合物的試管口，以下關(guān)于使用氣球的理由敘述中最不重要的是 A.看有多少氣體離開試管 B.如果需要，可以測定氣體的量 C．為試管內(nèi)物質(zhì)保溫 D．能比較兩試管釋放氣體的量 [解析] 酵母菌既可進(jìn)行有氧呼吸，也可進(jìn)行無氧呼吸，但它們共同的能量來源都是有機(jī)物，如葡萄糖等。在進(jìn)行呼吸時需要一定的溫度，這的酶所必須的條件。在本實驗中，左側(cè)裝置可作右側(cè)裝置的對照，檢驗呼吸作用的條件和原料，氣球的作用就是測量兩者放出的氣體量的差異，由于二者都是在同一環(huán)境中進(jìn)行，所以不存在保溫的問題。 [答案] C [解題警示] 圖文觀察能力是生物學(xué)的基本能力之一，通過過程發(fā)現(xiàn)差異是思維縝密度的體現(xiàn)，本題中要發(fā)現(xiàn)兩裝置的區(qū)別是什么——有無糖原料。 二、能力提升技巧 （一）考試技巧在哪里 1.新陳代謝類型劃分的標(biāo)準(zhǔn)可以同化作用或異化作用的條件進(jìn)行分類，而異化作用又可以是否需氧進(jìn)行分析，因此在解答此類問題時一定要注意具體問題情景。 2.兼性厭氧型細(xì)菌在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用注意有氧和無氧的環(huán)境，而化能合成細(xì)菌在生物界的物質(zhì)循環(huán)中有重要作用，特別是某些具有固氮或細(xì)菌冶金功能的生物要注意其能量的來源。 [例4] 如圖為氮循環(huán)的部分示意圖，a～f分別代表不同的生理過程，據(jù)圖分析回答： （1）完成［a］的生物的新陳代謝類型是 ，該生物在生態(tài)系統(tǒng)中屬 者。 （2）完成［b］的生物的同化作用方式是 。 （3）完成［c］ 的生物的新陳代謝類型是 。該生物在生態(tài)系統(tǒng)中屬于 者。 （4）完成［d］ 的生物的新陳代謝類型是 。 （5）完成［e］ 的生物的新陳代謝類型是 。 （6）完成［f］的生物的新陳代謝類型是 。該生物在生態(tài)系統(tǒng)中屬于 者。 [解析]本題是一道綜合題，涵蓋的內(nèi)容包括氮循環(huán)和蛋白質(zhì)代謝。自然界的氮循環(huán)主要依賴微生物的固氮作用和分解作用。固氮菌將N2轉(zhuǎn)化為含N的化合物，進(jìn)而由硝化細(xì)菌將其轉(zhuǎn)化為NO3-，在合成蛋白質(zhì)的過程中被利用。而蛋白質(zhì)被分解為尿素一般是在動物體利用后形成的代謝產(chǎn)物，尿素再被分解則由分解者實現(xiàn)。 [答案]（1）異養(yǎng)需氧型 消費(fèi)者（2）異養(yǎng)。（3）硝化作用 化能合成作用 分解者。（4）固氮作用 異養(yǎng)需氧型。（5）反硝化作用 異養(yǎng)厭氧 （6）自養(yǎng)需氧 生產(chǎn)者 三．基礎(chǔ)能力測試 1.蘑菇必須生活在有機(jī)質(zhì)豐富的環(huán)境里，根據(jù)這一特點(diǎn)可以推知蘑菇的細(xì)胞中不可能含有 A、葉綠體 B、線粒體 C、核糖體 D、高爾基體 2．可以作為硝化細(xì)菌碳源、氮源、能源的物質(zhì)依次是： A．含碳有機(jī)物、氨、光 B．含碳無機(jī)物、氮、氮 C．含碳有機(jī)物、氨、氨 D．含碳無機(jī)物、氨、氨 3．不具備核,且能夠在生命活動過程中將CO2等無機(jī)物合成為有機(jī)物的是 A.玉米 B.細(xì)菌 C.鐵細(xì)菌和硫細(xì)菌 D.水綿 4. 自生和共生固氮微生物可以將 A．大氣中的N2轉(zhuǎn)化為NH3 B．大氣中的N2轉(zhuǎn)化為NO3－ C．土壤中的NH3轉(zhuǎn)化為NO3－ D．土壤中的NO3－轉(zhuǎn)化為N2 5.人在受傷時，若傷口較深則傷口深處的破傷風(fēng)桿菌在密閉環(huán)境中將大量繁殖而導(dǎo)致受傷者患破傷風(fēng)病，若傷口較淺則傷口處的破傷風(fēng)桿菌暴露在空氣中無法大量繁殖，傷者一般不會有感染破傷風(fēng)的危險，你認(rèn)為下列哪組生物與破傷風(fēng)桿菌的代謝類型相同 A.蘑菇和根瘤菌 B.蛔蟲和乳酸菌 C.大腸桿菌和硝化細(xì)菌 D.酵母菌和藍(lán)藻 6. 酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時，投放的原料及生產(chǎn)酒精階段要控制的必要條件分別是： A.玉米粉和有氧 B.大豆粉和有氧 C.玉米粉和無氧 D.大豆粉和無氧 7. 醫(yī)學(xué)上用氧氣驅(qū)除蛔蟲所依據(jù)的原理是： A.阻止蛔蟲對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 B.抑制蛔蟲體內(nèi)有機(jī)物的合成 C.抑制蛔蟲體內(nèi)有機(jī)物的分解 D.促進(jìn)蛔蟲體內(nèi)有機(jī)物的分解 8.右圖表示種哺乳動物代謝速率與體形大小的關(guān)系。據(jù)圖分析，哪一結(jié)論是錯誤的 A.鼠和兔比馬和象每克體重消耗的能量多 B.狗與兔相比單位體積釋放的熱量要多 C.圖中所有動物都能通過輻射散熱 D.在缺乏食物時，大型動物比小型動物存活時間長 四.潛能挑戰(zhàn)測試 9.某?？萍蓟顒有〗M的同學(xué)在考察被嚴(yán)重污染的地表水體時發(fā)現(xiàn)兩類景觀：有機(jī)型污染水體是變黑 發(fā)臭，無機(jī)型污染水體一般是變綠。前者、后者生活著的主要生物依次是 A．光能自養(yǎng)生物、異養(yǎng)厭氧生物 B．異養(yǎng)厭氧生物、光能自養(yǎng)生物 C．化能自養(yǎng)生物、異養(yǎng)需氧生物 D．異養(yǎng)需氧生物、化能自養(yǎng)生物 10.下圖中的A、B、C、D、E分別表示不同的生理過程，請據(jù)圖回答： （1）圖中B表示的生理過程是________。 （2）鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌和硝化細(xì)菌都進(jìn)行B過程。硝化細(xì)菌進(jìn)行B過程是利用________氧化成______時所釋放的化學(xué)能，把無機(jī)物合成儲存能量的有機(jī)物。 （3）人體劇烈運(yùn)動時，骨骼肌所消耗的能量來自圖中的_______過程。 （4）硝化細(xì)菌進(jìn)行C過程的場所是_______。 11. 呼吸作用的本質(zhì)是對底物的脫氫氧化過程，實驗研究3種碳水化合物(葡萄糖、蔗糖、乳糖)作為底物對于酵母細(xì)胞呼吸作用速率的影響。亞甲基藍(lán)是一種人造氫受體，氧化態(tài)時呈藍(lán)色，還原態(tài)時呈無色。比色計是用以測定光源通過溶液后的光強(qiáng)度變化的儀器。本實驗中藍(lán)光100%透過，說明亞甲基藍(lán)處于完全氧化狀態(tài)。在試管內(nèi)加入10ml酵母菌懸浮液、0.5%葡萄糖溶液若干和lml的0.1%亞甲基藍(lán)溶液，封口后置于30℃水浴中維持20min，這段時間內(nèi)，每隔2min用比色計測量一次藍(lán)光通過試管的百分率。測定完成后，再分別用0.5%蔗糖和0.5%乳糖及等量酵母菌重復(fù)上述實驗。結(jié)果如右圖所示： (1)實驗過程中，使亞甲基藍(lán)失去了藍(lán)色的是 。 (2)指出酵母菌在蔗糖溶液中的呼吸速率與葡萄糖溶液中的一項不同點(diǎn)。 (3)為什么實驗中試管要封口? (4)實驗結(jié)果表明：實驗室培養(yǎng)酵母菌不能用哪一種糖? 五．標(biāo)答與點(diǎn)撥 1.A.（葉綠體能進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物）2.D（硝化細(xì)菌利用的能源是氨氧化釋放的）3.C（化能合成細(xì)菌沒有細(xì)胞核）4.A（固氮菌能將N2轉(zhuǎn)化為NH3）5.B （破傷風(fēng)桿菌為厭氧型細(xì)菌）6.C（酒精發(fā)酵的原料是糖類，玉米粉含糖高）7.C（蛔蟲為厭氧型生物）8.B（體積越小代謝越快，消耗的能量越多）9.B（有機(jī)物多的水體中氧含量低，反之高） 10.自然界中的生物利用的能量主要有光能和化學(xué)能，B顯然是化學(xué)合成作用，以此為能量來源的生物為化能合成細(xì)菌。答案：（1）化能合成作用 （2）NH3 NO3－ （3）E （4）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 11.酵母菌在有氧和無氧條件下的產(chǎn)物及能量的多少可依據(jù)相關(guān)反應(yīng)式計算。答案：(1)呼吸作用脫下的氫還原了處于氧化狀態(tài)的亞甲基藍(lán) (2)能夠持續(xù)穩(wěn)定、勻速地利用蔗糖；對于葡萄糖的利用則表現(xiàn)為先快后慢最后穩(wěn)定 (3)防止微生物污染試管，增加了微生物的種類，導(dǎo)致實驗結(jié)果不可靠 (4)乳糖