名师导学——4.4 能量的获得

4.4能量的获得
学习指要
一、知识要点
1．食物中的各种有机物是人体进行生命活动所需物质和能量的来源。
2．细胞呼吸：细胞氧化葡萄糖等有机物以获取能量并产生二氧化碳的过程。细胞呼吸根据是否需要氧气，分为有氧呼吸和无氧呼吸。
(1)氧化供能(有氧呼吸)：指在氧气的参与下把有机物彻底氧化分解成二氧化碳和水，同时释放酶能量的过程，即糖类+氧气 二氧化碳+水+能量。
(2)无氧呼吸：指在无氧的条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量酶的过程。如人体细胞无氧呼吸时：葡萄糖 乳酸+能量(少量)；高等植物无氧呼吸时：葡萄旅糖 酒精+二氧化碳+能量(少量)。
3．动物体可以通过不同的方式获得氧气。如人和哺乳动物通过肺的呼吸获得氧气，鱼类通过鳃的呼吸获得氧气，青蛙通过肺和皮肤获得氧气，蝗虫和蚱蜢等昆虫通过气门获得氧气，单细胞的原生动物(如草履虫)直接通过细胞膜从外界获得氧气等。
二、重要提示
1．细胞是进行呼吸作用的主要场所。有氧呼吸和无氧呼吸的共同特点都是分解有机物、释放能量。有氧呼吸是生物体能量供给的主要形式，无氧呼吸是对能量需求的一种暂时补充。
2．无氧呼吸释放的能量相对有氧呼吸释放的能量要少得多，其原因是无氧呼吸生成的产物乳酸和酒精内还贮藏着大量能量。
3．有氧呼吸和无氧呼吸的区别
有氧呼吸
无氧呼吸
条件
氧气、酶
酶
产物
水和二氧化碳
酒精、二氧化碳(或乳酸)
放出的能量
多
少(有机物反应不彻底)
科学广场
森林浴、有氧运动和高压氧治疗
森林浴就是沐浴森林里的新鲜空气。氧气不充足的、污浊的空气容易引发呼吸道疾病，还可能加重心脏负担。森林中的空气清洁、湿润，氧气充裕。某些树木散发出的挥发性物质具有刺激大脑皮层、消除神经紧张等诸多妙处。有的树木，如松、柏、柠檬和桉树等，还可以分泌能杀死细菌的物质。此外，有人还提出，对人体健康有益的负氧离子，在森林中的含量要比室内高得多。上午，阳光充沛，森林含氧量高，尘埃少，是进行森林浴的好时机。
对人体健康来说，科学有效的运动方式之一是有氧运动。它的特点是：强度较低、持续时间较长、节奏较缓。那些在高强度和短时间内完成的运动，人体吸入的氧气量远不能满足机体的消耗，体内的氧气处于入不敷出的状态。而在有氧运动过程中，机体所消耗的氧气量大致等于机体吸入的氧气量，这样可使身体的肌肉细胞在运动过程中不致缺氧，从而起到更好的增进健康的作用。常见的有氧运动有散步、慢跑、做操等。
高压氧治疗是一种新兴的、特殊的治疗手段，临床应用较广，特别是对有害气体中毒的治疗非常有效。患者在高压环境下吸入氧气，可以改变体内缺氧的状况、促进机体的自我更新、增强细胞活力。对于一氧化碳中毒、氨气中毒、脑栓塞等疾病患者来说，在采取其他治疗方式的同时，采用高压氧治疗，能够较快地恢复健康。
解题指导
【例题】运动员在进行不同项目的运动时，机体供能方式不同。对三种运动项目的机体总需氧量、实际摄人氧量和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下表：
运动项目
总需氧量(升)
实际摄人
氧量(升)
血液中乳
酸增加量
马拉松跑
600
589
略有增加
400米跑
16
2
显著增加
100米跑
8
0
显著增加
根据以上资料分析，可知马拉松跑、400米跑、100米跑运动过程中机体的主要供能方式分别是 ( )
A．有氧呼吸、无氧呼吸、有氧呼吸
B．无氧呼吸、有氧呼吸、有氧呼吸
C．有氧呼吸、无氧呼吸、无氧呼吸
D．有氧呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸
【解析】本题一是考查无氧呼吸和有氧呼吸的不同特征，二是考查对数据的分析能力。有氧呼吸中摄入的氧气量肯定满足了要求且无乳酸产生。无氧呼吸摄入的氧气量肯定远远不能满足要求且乳酸大量产生。
从上表数据可知，马拉松跑中总需氧量为600升，实际摄人589升，基本上满足了运动所需，另外乳酸产生很少，所以主要供能方式应属于有氧呼吸。400米跑中需氧16升，实际摄入只有2升，而100米跑中需氧8升，实际几乎元摄入。两个项目的乳酸大量增加，因此这两个项目的主要供能方式属于无氧呼吸。
【答案】C
同步训练 A组
1．为了实现可持续发展，利用可再生资源，我国正式开展实施“玉米转化汽油醇”工程。汽油醇主要是由汽油与乙醇按一定比例配制而成的。下列反应与“玉米转化汽油醇”这项技术直接相关的是 ( )
A．水+二氧化碳 有机物+氧气
B．糖类+氧 二氧化碳+水+能量
C．葡萄糖 乳酸+能量
D．葡萄糖 酒精(乙醇)+二氧化碳+能量
2．与无氧呼吸相比，有氧呼吸的特点是 ( )
A．需要酶的参与 B．分解有机物 C．释放能量 D．有机物彻底氧化
3．为延长水果的贮藏时间，常向贮藏室中通人N2和CO2，其目的是 ( )
A．抑制有氧呼吸，减少有机物的消耗
B．抑制无氧呼吸，减少有机物的消耗
C．促进有氧呼吸，保持一定的贮藏温度
D．促进无氧呼吸，保持一定的贮藏温度
4．在激烈的篮球比赛中，人体骨骼肌细胞获取能量的方式是 ( )
A．只有无氧呼吸
B．主要是无氧呼吸
C．无氧呼吸和有氧呼吸并重
D．主要是有氧呼吸
5．某同学在体育课上参加1000米长跑，在长跑过程中对他腿部肌肉组织内的化学物质进行检测，其含量如图所示。
(1)请写出A、B、C三条曲线分别代表的物质：A． ；B． ；C． 。
(2)在长跑过程中所需要的能量都来源于有机物 的分解。
(3)产生C物质的过程叫 呼吸。
同步训练 B组
6．测量3种细菌类型对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，如图所示为细菌的生长层。据此判断：只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是 ( )
A．3、1、2 B．3、2、1 C．1、2、3 D．1、3、2
7．如图所示是水螅和乳酸菌的呼吸情况与氧浓度的关系，其中表示水螅的曲线是 ，它所进行的呼吸方式为 ；表示乳酸菌的曲线为 ，它所进行的呼吸方式为 ，判定依据是 。
8．甘薯和马铃薯都富含淀粉，但甘薯吃起来比马铃薯甜。为探究其原因，某科学兴趣小组做了下列探究工作。
【查阅资料】通过上网获得以下信息：淀粉是无甜味的，淀粉在酶的作用下能初步分解成有甜味的麦芽糖。
【做出猜想】甘薯中可能含有淀粉酶，把淀粉初步催化分解为具有甜味的麦芽糖，而马铃薯中则不含淀粉酶。
【实验操作】把甘薯、马铃薯放置在不同温度下，控制其他条件相同，处理30分钟，测定麦芽糖含量。结果表明马铃薯处理后不含麦芽糖，甘薯处理后的麦芽糖含量如下表。
处理温度
(℃)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
甘薯中麦
芽糖含量
(毫克／克)
22.1
23.3
25.8
37.6
40.5
47.4
54.7
68.9
45.3
28.6
(1)实验结果 (填“支持”或“不支持”)该小组的猜想。
(2)由表可知， ℃时，甘薯中的淀粉酶催化效率最高。
(3)不同温度处理后的马铃薯虽然不含麦芽糖，但吃起来也略带甜味，这是由于 的作用。食用马铃薯后消化分解成的葡萄糖，被小肠吸收后，在体内彻底氧化分解成 ，并释放能量；
参考答案
4.4能量的获得
1．D 2．D 3．A 4．D 5．(1)二氧化碳氧气乳酸 (2)葡萄糖 (3)无氧[解析：由于该同学参加1000米长跑，刚开始有足够的氧气供应，体细胞进行有氧呼吸，消耗了氧气，产生了二氧化碳。因此A曲线含量一直上升，指的是二氧化碳，B曲线含量下降，指的是氧气。经过一段时间后，体细胞因缺氧进行无氧呼吸，乳酸含量上升，因此较符合的是C曲线。] 6．A 7．乙有氧呼吸甲无氧呼吸-氧浓度越高，呼吸效率反而越低 8．(1)支持 (2)70 (3)唾液淀粉酶二氧化碳和水