新陈代谢的基本类型
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第八節新陳代謝的基本類型名詞:1、同化作用(合成代謝):在新陳代謝過程中,生物體把從外界環境中攝取的營養物質轉變成自身的組成物質,並儲存能量,這叫做~。
2、異化作用(分解代謝):同時,生物體又把組成自身的一部分物質加以分解,釋放出其中的能量,並把代謝的最終產物排出體外,這叫做~。
3、自養型:生物體在同化作用的過程中,能夠直接把從外界環境攝取的無機物轉變成為自身的組成物質,並儲存了能量,這種新陳代謝類型叫做~。
4、異氧型:生物體在同化作用的過程中,不能直接利用無機物製成有機物,只能把從外界攝取的現成的有機物轉變成自身的組成物質,並儲存了能量,這種新陳代謝類型叫做~。
5、需氧型:生物體在異化作用的過程中,必須不斷從外界環境中攝取氧來氧化分解自身的組成物質,以釋放能量,並排出二氧化碳,這種新陳代謝類型叫做~。
6、厭氧型:生物體在異化作用的過程中,在缺氧的條件下,依靠酶的作用使有機物分解,來獲得進行生命活動所需的能量,這種新陳代謝類型叫做~。
7、酵母菌:屬兼性厭氧菌,在正常情況下進行有氧呼吸,在缺氧條件下,酵母菌將糖分解成酒精和二氧化碳。
8、化能合成作用:不能利用光能而是利用化學能來合成有機物的方式(如硝化細菌能將土壤中的NH3與O2反應轉化成HNO2,HNO2再與O2反應轉化成HN03,利用這兩步氧化過程釋放的化學能,可將無機物(CO2和H2O合成有機物(葡萄糖)。
語句:1、光合作用和化能合成作用的異同點:①相同點都是將無機物轉變成自身組成物質。
②不同點:光合作用,利用光能;化能合成作用,利用無機物氧化產生的化學能。
2、同化類型包括自養型和異養型,其中自養型分光能自養--綠色植物,化能自養:硝化細菌;其餘的生物一般是異養型(如:動物,營腐生、寄生生活的真菌,大多數細菌);異化類型包括厭氧型和需氧型,其中寄生蟲、乳酸菌是厭氧型;其餘的生物一般是厭氧型(多數動物和人等)。
酵母菌為兼性厭氧型。
3、新陳代謝的類型必須從同化類型和異化類型做答。
植物新陈代谢的调控和调节植物作为一类独立于环境的生物体,不同于动物可以通过行动来寻找食物或逃避危险,在环境中,植物必须自己制定一套合理的生长和合成管理策略。
植物的新陈代谢,即植物所进行的化学反应,是植物生长和繁殖的关键,也是维持植物健康和适应环境的必要条件。
植物新陈代谢的调控和调节机制掌握会使栽培和利用植物的效率达到最大化。
一、植物新陈代谢的基本类型植物新陈代谢是根据不同的物质、能量和生化反应类型划分的。
基本可以分为碳水化合物代谢、蛋白质代谢、脂质代谢和核酸代谢。
四种代谢方式是相对独立的,各自有其独立的代谢途径和调节机制。
其中碳水化合物代谢是植物最主要的代谢途径,同时也是植物的能量来源。
植物利用光合作用产生的葡萄糖来提供能量和构建生物细胞。
光合作用所产生的葡萄糖可以先通入糖酵解途径,被氧化释放能量,供应植物细胞进行各种活动;也可以通过代谢途径参与二次代谢反应,合成不同的代谢产物,例如木质素、单萜类化合物、芳香族化合物。
蛋白质代谢、脂质代谢和核酸代谢则与植物的物质组成密切相关。
蛋白质代谢代表了植物中各种酶和调节蛋白在新陈代谢中的重要作用。
脂质代谢能够提供纤维和果实形态的支持,以及保护细胞。
核酸代谢则代表了基因调节的代谢途径,参与了细胞分裂和细胞再生等过程。
二、植物新陈代谢的调控机制新陈代谢是一个高度自动化的过程,其中包括能量转化、物质转运、酶的活性、反应速率等一系列的基本生物化学反应。
过去,人们认为植物新陈代谢的调控机制是简单的,只有基因和环境两个因素。
然而,随着研究的进展,越来越多的细节被揭示出来,新陈代谢调控机制也日益复杂。
一方面,植物的新陈代谢受到遗传因素的控制。
基因能够编码不同的代谢途径中所需的酶和蛋白质,通过调节叶绿素合成、真核基因表达等途径,来很好的调控植物的新陈代谢。
另一方面,植物新陈代谢也受到环境因素的紧密联系,包括湿度、温度、光照、营养水平等。
环境信号可以进一步影响植物代谢途径的选择,例如旱灾和盐碱地环境对植物的生长和代谢产生了极大的影响,导致了一系列的逆境响应机制的出现。
细胞新陈代谢及其调控机制细胞是生命的最基本单位,是组成生物体的基本结构。
细胞是一个高度有序的系统,具有复杂的代谢活动。
细胞在新陈代谢过程中不断合成和分解物质,在维持自身生存和发展的过程中积极参与各种生物学过程,如分裂、生长、分化和分泌等。
本文将重点探讨细胞新陈代谢及其调控机制。
一、细胞新陈代谢的类型细胞新陈代谢分为两种类型:有氧代谢和无氧代谢。
有氧代谢是指细胞在有氧条件下进行代谢活动,通过氧化还原反应来产生能量,主要产物是二氧化碳、水和ATP。
ATP是所有生物体进行细胞活动所需要的主要能源。
无氧代谢是指细胞在缺氧条件下进行代谢活动,产生酒精和乳酸等物质。
无氧代谢较有氧代谢效率低,但可以在紧急情况下提供能量。
二、细胞新陈代谢的调控机制细胞新陈代谢的调控机制包括三个方面:基因调控、信号转导和底物酶促反应。
1. 基因调控基因调控是影响细胞新陈代谢的最重要因素之一。
基因调控能够影响细胞的代谢和生长发育等所有生物学过程。
基因调控可以通过直接或间接地调控关键代谢相关基因的表达水平来实现。
2. 信号转导信号转导是指细胞之间或细胞内部通过特定通路传递信息的过程。
信号转导可以诱导或阻止细胞新陈代谢过程中的某些反应。
例如,内源性物质如激素、神经递质和生长因子等可以通过信号转导调节葡萄糖和氨基酸的代谢。
3. 底物酶促反应底物酶促反应是指底物在特定酶的催化下转化为产物的过程。
底物酶促反应可以通过激活或抑制酶的活性来调控代谢过程。
例如,一些药物和毒素可以抑制特定代谢酶的活性,从而影响细胞的代谢效率。
三、细胞新陈代谢的重要性细胞新陈代谢是维持生命的重要过程。
它不仅提供能量和材料,还维持了细胞内各种代谢通路的平衡,从而影响整个生物体的健康状况。
细胞新陈代谢的异常与多种疾病相关,如代谢疾病、癌症、炎症等。
因此,了解细胞新陈代谢的调控机制对于预防和治疗疾病至关重要。
细胞新陈代谢及其调控机制是一个复杂且重要的主题。
随着科学技术的不断发展,我们对其了解的逐渐深入,但仍然有许多未知的领域需要进一步探索。
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名词:1、同化作用(合成代谢):在新陈代谢过程中,生物体把从外界环境中摄取的营养物质转变成自身的组成物质,并储存能量,这叫做~。
2、异化作用(分解代谢):同时,生物体又把组成自身的一部分物质加以分解,释放出其中的能量,并把代谢的最终产物排出体外,这叫做~。
3、自养型:生物体在同化作用的过程中,能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质,并储存了能量,这种新陈代谢类型叫做~。
4、异氧型:生物体在同化作用的过程中,不能直接利用无机物制成有机物,只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质,并储存了能量,这种新陈代谢类型叫做~。
5、需氧型:生物体在异化作用的过程中,必须不断从外界环境中摄取氧来氧化分解自身的组成物质,以释放能量,并排出二氧化碳,这种新陈代谢类型叫做~。
6、厌氧型:生物体在异化作用的过程中,在缺氧的条件下,依靠酶的作用使有机物分解,来获得进行生命活动所需的能量,这种新陈代谢类型叫做~。
7、酵母菌:属兼性厌氧菌,在正常情况下进行有氧呼吸,在缺氧条件下,酵母菌将糖分解成酒精和二氧化碳。
8、化能合成作用:不能利用光能而是利用化学能来合成有机物的方式(如硝化细菌能将土壤中的NH3与O2反应转化成HNO2,HNO2再与O2反应转化成HN03,利用这两步氧化过程释放的化学能,可将无机物(CO2和H2O合成有机物(葡萄糖)。
语句:1、光合作用和化能合成作用的异同点:①相同点都是将无机物转变成自身组成物质。
②不同点:光合作用,利用光能;化能合成作用,利用无机物氧化产生的化学能。
2、同化类型包括自养型和异养型,其中自养型分光能自养--绿色植物,化能自养:硝化细菌;其余的生物一般是异养型(如:动物,营腐生、寄生生活的真菌,大多数细菌);异化类型包括厌氧型和需氧型,其中寄生虫、乳酸菌是厌氧型;其余的生物一般是厌氧型(多数动物和人等)。
酵母菌为兼性厌氧型。
3、新陈代谢的类型必须从同化类型和异化类型做答。
新陈代谢的概念及类型
新陈代谢是指生物体内物质和能量的转化过程,是维持生命活动所必需的基本生物过程。
它可以分为两个方面:合成代谢和分解代谢。
合成代谢是指生物体通过一系列化学反应和合成过程,将无机物质、有机物质和能量转化为生物体内的有机物质,从而促进生物体的生长和发育。
这包括合成蛋白质、合成核酸、合成脂类等过程。
分解代谢是指生物体通过一系列化学反应和分解过程,将生物体内的有机物质分解为无机物质和能量。
这包括降解蛋白质、降解脂类、降解碳水化合物等过程。
此外,新陈代谢还可以根据能量的获取方式分为两种类型:
有氧代谢是指生物体在氧气存在的条件下,通过氧化反应将有机物质分解为无机物质和能量,最终生成二氧化碳和水。
此过程所释放出的能量可以被生物体利用。
无氧代谢是指生物体在缺氧或低氧的状态下,通过发酵或其他代谢途径将有机物质分解为无机物质和能量。
无氧代谢相对于有氧代谢来说能量产生较少,但在某些特定的环境条件下是生物体的重要能量来源。
学科:生物教学内容:新陈代谢的基本类型【学习目标】1.识记新陈代谢的概念。
2.识记新陈代谢的基本类型。
【学习障碍】1.理解障碍(1)如何理解新陈代谢的概念及同化作用与异化作用的关系?(2)如何理解新陈代谢的基本类型?2.解题障碍(1)如何判断生物的代谢类型?(2)如何解有关新陈代谢的应用题?【学习策略】1.理解障碍突破(1)用“分析归纳法”理解新陈代谢的概念。
在活细胞中时时刻刻都在进行着复杂的化学反应,以这些生物化学反应为例,归纳总结出新陈代谢的概念,从而帮助理解。
比如光合作用,是发生在植物细胞内,通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O合成储存能量的有机物,并释放出O2,这是细胞内合成有机物同时储存能量的过程;而细胞呼吸恰恰相反,是一个分解有机物,释放能量的过程。
再比如,蛋白质的合成与分解等等。
新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称。
不论光合作用还是细胞呼吸,都包含物质代谢和能量代谢,因此,从性质上看,新陈代谢包含物质代谢和能量代谢两个方面,物质代谢过程伴随着能量代谢,能量代谢通过物质代谢来实现。
从方向上看,新陈代谢包括同时进行、对立统一的同化作用和异化作用两个相反的过程。
光合作用,主要是同化作用,细胞呼吸,主要是异化作用。
从实质上看,新陈代谢是生物体自我更新的过程,在新陈代谢基础上生物体才表现出生长发育、生殖等生命活动。
因此,新陈代谢是一切生命活动的基础,是生命最本质的特征。
(2)用“对立统一的观点”理解同化作用与异化作用、物质代谢与能量代谢、自养和异养的关系。
所谓生物学中的对立统一观点主要体现在:生物的诸多生命活动之间,都有一定的关系,有的甚至具有对立统一的关系。
从光合作用和细胞呼吸的关系可以看出同化作用和异化作用的关系。
光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢,任何物质变化都伴随着相应的能量变化;同化作用和异化作用是同时进行的,二者互相依存,并且同化过程中也有物质的分解,异化过程中也有物质的合成;这些化学反应都离不开酶的催化。
[例1]菜豆种子在萌发过程中有机物会不断减少,在此过程中,是否有同化作用发生?解析:用“对立统一的观点”来解。
从题中可知,菜豆种子在萌发过程中,肯定发生了异化作用,有机物因异化作用分解而减少并且释放能量供生长发育需要,与此同时也发生同化作用,因为同化作用和异化作用在生物体的细胞中是同时进行的,在生长发育过程中肯定会有同化作用发生,如通过细胞增殖使生物体细胞数目增加必须通过细胞分裂进行,细胞分裂过程中要进行DNA的复制及蛋白质的合成等,都属于同化作用。
答案:有同化作用发生。
点评:此题很容易误认为只有异化作用,应注意理解和掌握同化作用和异化作用之间的关系,二者在细胞中是同时发生的。
(3)用“进化的观点”理解新陈代谢基本类型的形成。
辩证法认为,一切事物都处在不断地运动变化之中,任何事物都有一个产生、发展和灭亡的过程。
生物界也不例外,也有一个产生和发展的过程,所谓产生就是生命的起源,所谓发展就是生物的进化。
在生命起源和发展的早期,异养型和厌氧型是先出现的,随着自养型的出现,又使异养型得以长足的发展,并且逐渐出现了需氧型。
在生态系统中,自养型是生态系统的基础。
但自养型和异养型之间,仍存在着中间类型,如食虫植物、寄生植物就是典型的例子,而原生动物中的绿眼虫更是兼自养与异养于一身,反映了一种早期的生命形态。
不同的代谢类型出现是生物体在长期进化中不断与环境相互作用的结果。
(4)用“并列比较法”理解各代谢类型之间的关系。
首先根据代谢基本类型的区别划分生物代谢类型:①自养型和异养型:自养型是指在同化作用过程中,能把从外界所摄取的无机物合成自身的有机物,并贮存能量的同化类型。
依据能量来源不同,绿色植物属光能自养型,硝化细菌、硫细菌、铁细菌等属化能自养型(化能合成作用)。
异养型是指只能摄取外界现成的有机物转变成自身的组成物质,并储存能量的同化类型,如动物、营腐生生活的菌类等。
②需氧型和厌氧型:生物界多数生物属需氧型,少数为厌氧型生物,如破伤风杆菌、体内寄生虫(绦虫、蛔虫)等。
③酵母菌为兼性厌氧型生物,在有氧条件下,将糖类氧化分解为CO2和H2O,在无氧条件下,将糖类物质分解成酒精和CO2。
④应全面划分代谢类型:同化作用和异化作用是统一于生物个体为一体的,因此同一生物的代谢类型必须同时包括两个方面,这样生物的代谢类型共有如下四种基本类型:自养需氧型:如绿色植物、硝化细菌;自养厌氧型:如绿硫细菌;异养需氧型:如人和多数动物、营腐生生活的菌类;异养厌氧型:如破伤风杆菌、乳酸菌、蛔虫等。
2.解题障碍突破(1)用“直接判断法”判断生物代谢类型。
[例2]下列属于异养型厌氧型的一组生物是A.绦虫和带鱼B.乳酸菌和硝化细菌C.黄曲霉和猪笼草D.乳酸菌和绦虫解析:用“直接判断法”解。
在下列生物中属同化作用异养型的是,绦虫、带鱼、乳酸菌、黄曲霉。
属异化作用厌氧型的是:绦虫、乳酸菌。
答案:D[例3]存在于泥土中及正常人呼吸道内的破伤风杆菌不会使人致病,当深而窄的伤口内感染破伤风杆菌后,则由于大量繁殖而致病,破伤风杆菌的代谢类型是A.自养、需氧型B.自养、厌氧型C.异养、需氧型D.异养、厌氧型解析:用“直接判断法”解。
根据题意可知,破伤风杆菌属异养厌氧型生物,需要无氧的环境,环境中有氧,其发酵受到抑制,深而窄的伤口内可形成无氧环境。
答案:D[例4]用于净化高浓度有机废水的红螺菌,能利用光能,以丙醇等有机物为营养物质,用来合成自身的组成物质。
红螺菌的同化作用类型属于A.光能自养型B.光能异养型C.化能自养型D.化能异养型解析:用“直接判断法”解。
红螺菌是一种光能异养型细菌。
它的体内具有光合色素,能利用光能,在缺氧的条件下,以有机酸、醇等有机物作为营养物质,使自身迅速增殖。
答案:B(2)用“类比分析法”解有关新陈代谢的应用题。
[例5]根据下图回答问题:(1)写出①~④生理过程的名称:①______________________;②___________________;③____________________;④_____________________。
(2)写出生物①~④的代谢类型:①的同化作用类型是_______________,②的同化作用类型是____________,③的异化作用类型是____________,④的异化作用类型是____________。
(3)写出A~D的能量来源。
A_________;B_________;C_________;D_________。
(4)能量C所表现的形式是____________________________________。
(5)编号①和④、③和④是否可能表示同一种生物?举例说明。
_____________________________________________________________________。
解析:用“类比分析法”解。
(1)从生理过程来分析,①是将CO2和H2O在叶绿体中合成C6H12O6,因此①是光合作用,②在合成C6H12O6的过程中需要NH3,因此这是硝化细菌的化能合成作用,③过程在酶的催化下产生酒精和CO2,因此这是无氧呼吸过程,对微生物来说是酒精发酵,④过程在酶的催化下产生CO2和H2O,所以这个过程是有氧呼吸。
(2)从生物代谢类型分析,①是光能自养型,②是化能自养型,如硝化细菌,③的异化作用类型是厌氧型,④的异化作用类型是需氧型。
(3)A为太阳光能,B为NH3在氧化过程中所释放的化学能量,C和D是C6H12O6分解时释放的化学能。
(4)由C6H12O6氧化分解释放的化学能C大部分以热能形式散失,一部分贮存在ATP的高能磷酸键中。
(5)①和④可能是同一种生物,如绿色植物,属光能自养型、需氧型生物。
③和④也可能是同一种生物,如酵母菌,属兼性厌氧型生物,在有氧时进行有氧呼吸,在无氧时进行无氧呼吸。
答案:(1)光合作用化能合成作用无氧呼吸有氧呼吸(2)光能自养型化能自养型厌氧型需氧型(3)太阳光能NH3在氧化过程中所释放的化学能C6H l2O6分解时释放的化学能C6O12O6分解时释放的化学能(4)大部分以热能形式散失,一部分贮存在ATP 的高能磷酸键中(5)可能,因为绿色植物同化作用属光能自养型,异化作用属需氧型;酵母菌属兼性厌氧生物。
点评:此题将几种相关的代谢类型综合起来,要根据各种代谢类型所需条件和生理过程来区别。
在学习新陈代谢类型知识时要联系具体生物,分析常见生物的同化作用和异化作用属何种类型。
常见错误是不了解酵母菌属兼性厌氧型生物,而误认为③和④不可能为同一种生物。
【同步达纲练习】1.在营养丰富,水分充足,气温适宜、黑暗密闭的环境中,分别培养下列各种生物,经过一段时间后,它们中仍能生存的是A.乳酸菌B.白菜C.蚯蚓D.蘑菇2.硝化细菌通过化能合成作用形成有机物,需要下列哪种环境条件A.具有NH3及缺氧B.具有NH3和氧B.具有硝酸和氧D.具有硝酸及缺氧3.常见的污水污染有两种:一种是有机型污染,水体变黑发臭;另一种是无机型污染,水体一般变绿,前者生活的生物主要是A.自养需氧型B.异养需氧型C.自养厌氧型D.异养厌氧型4.研究人员对分别取自4种不同的生物的部分细胞(甲、乙、丙、丁)进行分析观察等实验,获得的结果如下表(表中“√”表示“有”,“×”表示“无”)。
请据表作答:核仁叶绿素叶绿体线粒体中心体核糖体纤维素酶处理的结果甲×√×××√无变化乙√×××√√无变化丙√××√×√外层结构被破坏丁√√√√√√外层结构被破坏甲、乙、丙、丁4种细胞最可能取自下列哪类生物?甲_________;乙_________;丙_________;丁_________。
A.衣藻B.硝化细菌C.蓝藻D.蛔虫E.水稻参考答案【同步达纲练习】1.解析:用“直接判断法”解。
黑暗密闭的环境中缺氧、缺光,故同化作用类型是自养型、异化作用类型是需氧型的生物不能生存。
根据题中给出的条件,在这样的环境中生存的生物新陈代谢类型应是异养、厌氧型。
答案:A2.解析:用“直接判断法”解。
硝化细菌能够通过化能合成作用合成有机物,它是在有氧的条件下,利用氧化NH3成为亚硝酸或硝酸的过程中获得能量。
答案:B3.解析:用“直接判断法”解。
答案:D4.解析:用“综合分析法”来解。
甲无核仁、叶绿体、线粒体,但有叶绿素,可知为原核细胞蓝藻,蓝藻虽有细胞壁,但原核细胞的细胞壁无纤维素,所以纤维素酶处理结果无变化,故选C;乙有核仁、中心体但无线粒体,为真核厌氧生物的细胞蛔虫,故选D;丙有核仁、线粒体和具纤维素的细胞壁但无叶绿体,应为真核植物非绿色器官的细胞故选E;丁为真核绿色植物细胞,故选A。