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浙教版9年级上册第四章第4节能量的获得
【知识梳理】
1.氧化供能(有氧呼吸)
(1)食物中的糖类、脂肪和蛋白质等有机物都富含能量,它们是动物体获得能量的来源。
(2)呼吸作用:食物中的这些有机物只有在被氧化为更简单的一些物质或者是被彻底氧化为水和二氧化碳时,才能部分或者全部地把贮存的能量释放出来,供生命活动需要,这一过程就是所谓的呼吸作用。
(3)分类:细胞的呼吸作用根据是否需要氧气,分为有氧呼吸和无氧呼吸。贮存在食物中的能量主要通过有氧呼吸的方式释放出来,无氧呼吸只是作为一种暂时补充,它释放的能量比有氧呼吸要少得多。
(4)有氧呼吸:指在氧气的参与下把糖类、蛋白质、脂肪等有机物彻底氧化分解成CO2和H2O,同时释放能量的过程。有氧呼吸是生物体获得能量的主要方式。
食物中的营养物质经消化吸收,空气中的氧气经呼吸,通过循环系统传送到每一个细胞,然后营养物质在细胞中的酶的作用下发生氧化分解作用,释放出能量。如:
糖类+氧气二氧化碳+水+能量
(5)糖类是人体最主要的能量来源。在一般情况下,人体每天进行各种生理活动所需的能量大多来源于糖类,也有一部分来源于脂肪,极少数来源于蛋白质。
2、无氧呼吸
(1)无氧呼吸的概念
无氧呼吸是指在无氧条件下,通过酶的作用,细胞把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物,同时释放少量能量的过程。剧烈运动时,肌肉细胞急需大量的能量,但仅靠呼吸运动和血液循环不能满足肌肉组织对氧的需求,所以细胞就会进行无氧呼吸。
(2)无氧呼吸的实例
实例一:人的肌肉在暂时缺氧的情况下会进行无氧呼吸,释放出一些能量。
反应式:葡萄糖乳酸+能量(少量)。
实例二:高等植物在水淹的情况下,也可进行短时间的无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,并产生少量的能量。反应式:葡萄糖酒精+二氧化碳+能量(少量)。
(3)有氧呼吸与无氧呼吸的关系
①地球上最早的生物的呼吸形式是无氧呼吸,原因是原始大气中没有氧气。
②有氧呼吸是高等植物和动物呼吸作用的主要形式。
③无氧呼吸只提供少量能量,不能满足生命活动的需要,因此无氧呼吸不是生命活动获得能量的主要途径。它只是对能量需求的一种暂时补充。
(4)微生物获得能量的方式:微生物获得的能量有有氧呼吸、无氧呼吸两种呼吸类型。其中微生物的无氧呼吸被称为发酵。
举例:如酵母菌在有氧的情况下进行有氧呼吸,在无氧的情况下则进行无氧呼吸。
3.多样的呼吸器官
动物需要依靠氧气和食物维持生命,在不同环境中生活的动物,获取氧气的方式也不同。生物的呼吸方式与它们的生活环境相适应。低等水生动物无特殊呼吸器官,它们依靠水中气体的扩散和渗透进行气体交换。在较高等的水生动物中,鳃成为主要的呼吸器官。陆生无脊椎动物以气管或书肺(即肺囊)交换气体。而陆生脊椎动物中,肺成了唯一进行气体交换的器官。哺乳类的呼吸系统除肺以外还有一套通气结构,即呼吸道。各种动物呼吸器官的情况总结如下:
动物名称
呼吸器官
无脊椎动物
(原生动物)草履虫
表膜(细胞膜)
(环节动物)蚯蚓
湿润的体壁
(节肢动物)蝗虫
气管
脊椎动物
(鱼纲)鱼类
鳃
(两栖纲)青蛙
幼体用鳃呼吸,成体用肺呼吸,皮肤辅助呼吸
(爬行纲)蜥蜴
肺
(鸟纲)鸟类
肺,气囊具有辅助呼吸的作用
(哺乳纲)牛
肺
5、.有氧呼吸与无氧呼吸
项目
内容
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
反应物
有机物
有机物
反应条件
需氧气、酶
不需要氧气,但需要酶
物质变化
有机物彻底分解产生CO2和H2O
有机物分解不彻底,生成酒精、CO2或乳酸
能量变化
释放大量能量
释放少量能量
联系
实质上都是分解有机物,释放能量
呼吸作用的实质:氧化分解有机物,并释放出能量,供生命活动需要。大多数生物均以这种有氧呼吸作为呼吸作用的主要方式。有氧呼吸是指在氧气的参与下,有机物的分解较为彻底,并释放出较多的能量。人体在剧烈运动时,肌肉细胞急需大量能量的供应,这时,虽然呼吸运动和血液循环都大大增加了,但仍不能满足肌肉组织对氧的需求,以致肌肉处于暂时相对缺氧的状态,于是细胞就会进行无氧呼吸,产生乳酸,并产生少量的能量。
6.无氧呼吸和发酵的比较
(1)发酵是仅指微生物的无氧呼吸,动物的无氧呼吸不能称为发酵。如乳酸菌无氧呼吸产生乳酸叫做乳酸发酵;酵母菌无氧呼吸产生酒精,称为酒精发酵。二者不是同一概念。
过程:酵母菌在无氧条件下通过无氧呼吸把葡萄汁中的糖类物质发酵成酒精和二氧化碳。
(2)无氧呼吸产物的判断
①并不是所有植物的无氧呼吸都产生酒精,像马铃薯块茎。甜菜的根进行无氧呼吸产生的是乳酸。
②如果有乳酸产生,那么一定没有二氧化碳产生;如果有酒精产生,那么一定有二氧化碳产生。
③植物无氧呼吸产生酒精大量积累对植物有毒害作用。
【同步训练】
一、单选题
1.四川泡菜,以其味道咸酸,口感脆生,色泽鲜亮,香味扑鼻,开胃提神,醒酒去腻,老少适宜而深受人们喜爱,制作四川泡菜需要用到的微生物是(???
)
A.?酵母菌??????????????????????????????????B.?乳酸菌??????????????????????????????????C.?真菌??????????????????????????????????D.?霉菌
2.人体内组织细胞在氧的参与下,可将有机物分解,从中获得了生理活动所需要的(?
)
A.?能量????????????????????????????????B.?有机物????????????????????????????????C.?无机物????????????????????????????????D.?二氧化碳
3.酸奶是利用乳酸菌发酵制成的,乳酸菌需要生活在无氧的环境中.小华同学准备自制酸奶,他将新鲜牛奶加入适量蔗糖煮沸后装入消毒的大口玻璃瓶中,再将适量酸奶倒入其中.你认为最可能成功制成酸奶的操作是(
)
A.?煮沸后立即倒入酸奶并密封????????????????????????????????B.?煮沸后立即倒入酸奶不密封
C.?煮沸冷却后再倒入酸奶并密封?????????????????????????????D.?煮沸后冷却再倒入酸奶不密封
4.贮藏水果和粮食时,充加二氧化碳或抽取空气,能延长贮藏时间,主要是用于(?
)
A.?抑制有氧呼吸??????????????????B.?促进有氧呼吸??????????????????C.?抑制无氧呼吸??????????????????D.?促进无氧呼吸
5.制作泡菜时密封的主要目的是:(??
)
A.?防止营养物质的流失???????????B.?防止其它细菌的进入???????????C.?防止空气进入???????????D.?防止水分散失
6.人体肌肉细胞无氧呼吸时,可产生( )
A.?二氧化碳和水
???????????????????????B.?乳酸?????????????????????C.?酒精和二氧化碳????
???????????????????????D.?二氧化碳
7.酵母菌在有氧和无氧时,分别将葡萄糖分解为(??
)
A.?酒精??????????????????????????????B.?二氧化碳??????????????????????????????C.?水??????????????????????????????D.?二氧化碳和酒精
8.一些低强度、不间断、长时间的运动,人体可在不缺氧的状态下进行,并保持适度的呼吸和心跳频率,这样的运动方式叫做有氧运动.下列不属于有氧运动的是(
)
A.?110米跨栏????????????????????????????????B.?跳长绳????????????????????????????????C.?慢跑????????????????????????????????D.?步行
9.人在剧烈运动后,为什么会感觉到肌肉酸痛?( )
A.?人在剧烈运动时需要大量的氧气,此时有氧呼吸停止,细胞就只进行无氧呼吸
B.?人肌肉在暂时缺氧的情况下会进行无氧呼吸,产生乳酸
C.?人肌肉在暂时缺氧的情况下会进行无氧呼吸,产生酒精
D.?人在剧烈运动时,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,并释放能量
10.为了研究运动员参加诸项田径运动时机体的供能方式,有人对400米跑和马拉松跑的机体总需氧量、实际摄氧量和血液中乳酸的增加量进行了测量,测得结果如下表:
田径项目
总需氧量(L)]
实际摄氧量(L)
血液乳酸增加量
400米跑
16
3
明显增加
马拉松跑
590
570
略有增加
根据以上测得的数据,我们可以得出结论:400米跑和马拉松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???????????B.?均为有氧呼吸???????????C.?无氧呼吸,有氧呼吸???????????D.?均为无氧呼吸
11.人体内多余的水分,排出到体外的途径有(?
)
①皮脂腺?
②汗腺?
③表皮?
④真皮?
⑤肾脏?
⑥肺
A.?①②③④⑤⑥???????????????????????????B.?①②⑤⑥???????????????????????????C.?②⑤⑥???????????????????????????D.?①②⑤
12.下列连线能正确表示生物及其进行气体交换的器官的一项是( )
①河蚌﹣鳃?
②蝗虫﹣气门?
③鲫鱼﹣鳃?
④青蛙﹣肺?
⑤蛇﹣肺.
A.?①②③??????????????????????????????B.?②③④??????????????????????????????C.?①③④⑤??????????????????????????????D.?②③④⑤
13.(2019·德清模拟)科学课本上“食物与能量”的教学内容中,为了比较体内不同种类的有机物在呼吸作用中释放的能量多少,通过分别燃烧花生仁、大米、牛肉干来加热试管中的水,并比较水的温度变化的实验来推测三种食物所含能量的高低。下列选项与这个实验的科学原理、方法无直接关系的是(????
)
A.?能量转化与守恒定律???????????????????B.?变量控制???????????????????C.?氧化反应程度???????????????????D.?同化作用
14.如图所示,在适宜的温度条件下,下列装置中都放入干酵母(内有活酵母菌),其中适于产生酒精的装置是( )
A.??????B.??????C.??????D.?
15.在用酵母菌家庭酿酒的过程中,从密闭的发酵盆中检测出三种化合物,其浓度变化如图所示。图中P,Q,R依次代表( )
A.?酒精、二氧化碳、氧气???????????????????????????????????????B.?酒精、氧气、二氧化碳
C.?二氧化碳、氧气、酒精???????????????????????????????????????D.?二氧化碳、酒精、氧气
二、填空题
16.(2018九上·吴兴期末)某同学为了能在初中毕业生体育考试1000米测试中取得好成绩,每天进行长跑训练。
(1)刚开始几天,该同学有这样一种感受,跑了一段时间后感受到肌肉开始酸痛,这是因为肌肉细胞
________(填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”)产生了乳酸。
(2)在运动期间,我们建议该同学早饭可以多吃粥和馒头,因为他们富含________(填“糖类”、“蛋白质”或“脂肪”),
能给人体提供能量。
(3)在该同学的食物中,蔬菜也是必不可少的。植物吸收了含放射性同位素氮-15的氮肥合成的蛋白质被人体吸收之后,通过代谢,氮-15最终会出现在代谢废物??
????中。
A.蛋白质
B.脂肪
C.氨基酸
D.尿素
17.下图是几种常见的动物,据图回答下列问题:
(1)A动物的呼吸结构是________,B动物的呼吸器官是________。
(2)有辅助呼吸器官的生物是________(请填图中字母代号)。
18.低等动物没有专门的呼吸器官,草履虫依靠表膜呼吸、蚯蚓依靠________进行渗透呼吸.高等动物中适应水生的动物类群一般用________呼吸;适应陆地生活的动物主要用________呼吸,但蝗虫的呼吸器官是________.
19.(2018·浙江模拟)小李同学早晨吃了一个面包后在第一节课后进行800米晨跑。晨跑后,他感到头晕乏力,双腿酸胀。请回答下列问题:
(1)同学摄取面包内的淀粉至体内并转化为骨骼肌中的葡萄糖,该过程属于生物代谢活动中的________作用。
(2)晨跑后人体感到头晕乏力、双腿酸胀的最可能原因是________。
三、实验探究题
20.家庭制作甜酒有如下工序:
?
①将酒曲粉末与糯米饭拌匀?
②将糯米饭放人容器中盖好,用毛巾包裹起来置人温暖的地方?
③用凉开水将糯米饭冲淋一次,冷却到30。C?
④将糯米用水淘洗干净后浸泡一昼夜?
⑤将糯米倒入蒸锅煮熟。(以上容器、毛巾等均要求消毒)
?
请对照制作工序,回答下列问题:
(1)请写出制作甜酒的操作步骤________?(用工序中的序号表示)。
(2)酒曲粉末里含有的主要菌种是________?。
(3)用凉开水冲淋糯米饭使米饭冷却到30℃的目的是________?。
(4)酿好的甜酒表面有气泡出现,这是发酵过程中产生的________?气体造成的。发酵过
程中除了产生气体,还产生了________?。
(5)有一位同学按工序制作甜酒,几天后,发现糯米饭发霉了,甜酒没制出来。没有成功的原因可能是________?(答出一条即可)。
21.合理储藏有利于水果保鲜。科研人员为了探究某因素对蓝莓保鲜的影响,测定了蓝莓在密闭容器内产生CO2的速率,结果见图甲和图乙。
试回答下列问题:
(1)上述实验的假设是________会影响蓝莓储藏的呼吸作用,从而影响水果的保鲜。
(2)分析图甲或图乙可知,随着蓝莓储藏时间的增加,产生CO2速率均有下降。原因是密闭容器内的CO2浓度会逐步________,从而抑制了蓝莓细胞的呼吸作用。
(3)某同学欲验证上述实验结果,设计如下方案:
①将两等份同一品种、成熟度相同的蓝莓分别装入甲、乙两只相同的烧杯中;
②将甲、乙两烧杯分别置于25
℃和-5
℃条件下观察,每隔一段时间测定CO2浓度;
③重复上述过程,记录实验数据并分析。
有同学认为他的实验方案不合理,请你指出其中的一处________。
22.青蛙的一生中有三种呼吸器官:鳃、肺和皮肤。张浩同学为了研究青蛙的生活习性,从菜场买来与青蛙生活习性类似的牛蛙来进行实验。将两只大小基本相同的牛蛙,分别放在干燥的木桶里和盛满水的木桶里(木桶的大小相同,木桶用带小孔可透气的盖盖住),投放相同的饲料,结果三天后,发现两只牛蛙都死了,请回答:
(1)你认为,两只牛蛙死亡最有可能的原因是________。
(2)如果有第三只牛蛙让张浩再增加一组实验,那么他应该怎么做?
(3)在张浩的实验设计中,还存在什么主要缺陷?
(4)青蛙的呼吸器官是________。
四、解答题
23.(2019九上·秀洲期末)某兴趣小组成员为了探究酵母菌在呼吸作用过程中气体体积的变化,在装有酵母菌和足量葡萄糖溶液的气球中通入O2和CO2直到饱和,再注入一定量的氧气,扎紧后放入装有温水的量筒中(如图所示),记下液面的读数,以后每隔一段时间进行观察并记录量筒中液面的读数。请回答下列问题:
(1)不考虑温度变化对气体体积的影响,则实验过程中量筒内的液面如何变化?
(2)解释原因。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
2.【答案】
A
3.【答案】
C
4.【答案】
A
5.【答案】
C
6.【答案】
B
7.【答案】
D
8.【答案】
A
9.【答案】
B
10.【答案】
C
11.【答案】
C
12.【答案】
C
13.【答案】
D
14.【答案】
A
15.【答案】
D
二、填空题
16.【答案】
(1)无氧呼吸(2)糖类(3)D
17.【答案】
(1)体壁;鳃(2)C、D
18.【答案】
体壁;鳃;肺;气管
19.【答案】
(1)同化(2)肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸
三、实验探究题
20.【答案】
(1)④⑤③①②(2)酵母菌(3)防止高温杀死酒曲粉末中的酵母菌(4)二氧化碳;酒精(5)①经常打开容器,杂菌感染
②器皿消毒不严
③器皿没盖严
④酒曲含杂菌等。
21.【答案】
(1)温度(2)增大(3)容器没有密闭
22.【答案】
(1)放在干燥的木桶里的牛蛙无法用皮肤呼吸,而放在盛满水的木桶里的牛蛙无法用肺呼吸
(2)在木桶中加入适量的水,并放一石块(3)选用的牛蛙数量太少,可以适当增多(4)肺和皮肤
四、解答题
23.【答案】
(1)解:先不变后上升
(2)解:在装有酵母菌和足量葡萄糖溶液的气球中通入O2和CO2直到饱和,再注入一定量的氧气,酵母菌在有氧的条件下,进行有氧呼吸:C6H12O6+6O2酶6CO2+6H2O+能量,产物二氧化碳跟反应物氧气体积保持一致因而液面不变;后来酵母菌进行无氧呼吸,分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳,因此气球膨胀,体积变大,导致量筒内的液面升高.
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