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第九节 新陈代谢的基本类型
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.理解同化作用的两种类型——自养型和异养型。
2.理解光能自养型与化能自养的异同。
3.理解异化作用的两种类型——需氧型和厌氧型。
4.了解厌氧型生物的重要特征。
5.了解酵母菌的兼气性特征。
(二)能力训练点
通过分析自然界各类生物的新陈代谢类型,培养学生对知识的应用能力。
(三)德育渗透点
通过学习和了解生物新陈代谢类型的多样性和适应性,培养学生辩证唯物主义观念。
(四)学科方法训练点
培养学生分析、归纳、综合的思维方法及能力。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1.教学重点及解决办法
自养型和异养型的概念和类型。
[解决办法]通过提问、讨论、归纳、判断来理解自养型和异养型的概念和类型。
2.教学难点及解决办法
化能合成作用。
[解决办法]利用三个反应式说明化能合成作用。
3.教学疑点及解决办法
生物新陈代谢类型应同时包括同化作用类型和异化作用类型。
[解决办法]教师举例说明,学生再举例分析说明,达到真正理解。
三、课时安排
1课时。
四、教学方法
启发学生总结、归纳,讲述难点。
五、教具准备
多媒体教学器材、思考题、练习题等。
六、学生活动设计
1.学生回顾动、植物新陈代谢的知识。
2.学生讨论、比较、归纳新陈代谢的类型。
3.让学生判别新陈代谢类型或学生自己举例说明。
4.给学生思考,提问的时间。
七、教学步骤
(一)明确目标
理解同化作用和异化作用的两种类型;理解光能自养型和化能自养型的异同;准确判断各种生物新陈代谢的类型。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
引言:前面学习了绿色植物和高等动物的新陈代谢,但当今生物界是五花八门,丰富多彩的,它们的新陈代谢情况如何呢?
讲述:不同的生物种类有不同的生存环境和营养来源。在长期的发展过程中,生物发生变异和受到外界环境的影响,逐渐形成了各种各样的代谢类型。这节课就学习新陈代谢的基本类型。
提问:在生物体极其复杂的代谢过程中,应抓住什么来加以分类呢?(回答:应抓住新陈代谢的特点对整个生物界进行分类)
一、同化作用的两种类型
复习:同化作用、异化作用的概念。(学生回答:略)
讲 述:
同化作用的实质:合成自身物质(有机物)、并贮存能量。那么动物和植物合成自身有机物所需的原料是否相同?不相同。正是所需原料的不同,把整个生物界的同化作用分为两种类型。即:自养型和异养型(照教材讲述概念或学生阅读、理解概念)
学生活动:阅读、理解自养型和异养型的概念。
提 问:自养型和异养型生物的根本区别是什么?(学生讨论回答:略)
讲 述:
是否能直接利用无机物合成自身有机物。如果能,就是自养型生物(无机物→有机物),如果不能,只能摄取其它生物中的有机物(现存的有机物)合成自身的有机物(有机物→有机物),这就是异养型生物。这就是两种类型的根本区别,也就是教学大纲中要求的自养型和异养型的特点。
要求学生记住概念,并能通过举例和分析周围生物的同化作用类型,培养学生分析和判断的能力。
检测提问:(多媒体银幕显示。)
(1)自养生物与异养生物的根本区别是 [ ]
A.能否将无机物合成有机物
B.能否捕食
C.能否合成有机物
D.能否进行光合作用
(2)回答下列生物同化作用的类型:
各种绿色植物——自养型
各种藻类植物——自养型
各种动物——异养型
蘑菇(营腐生生活)——异养型
青酶(营腐生生活)——异养型
细菌(营腐生、寄生生活)——异养型
如果学生有争论,教师应及时提请学生注意自养型与异养型的根本区别,得出营腐生、寄生生活的菌类都是属于异养型。在此基础上,请一位学生举例,让其他学生判断,以提高学生的兴趣,达到掌握知识的目的。
讲 述:同化作用根据合成有机物的原料不同分为自养型和异养型,那么自养型生物在把无机物合成自身有机物时所需要的能量从何而来?
学生活动:学生会想到光合作用,回答来自光能。请两位学生到黑板上默写光合作用的反应式。
讲 述:
绿色植物能利用光能将无机物合成自身有机物这种合成作用叫光能合成作用。因为体内有叶绿素,能吸收光能。有些自养型生物体内没有叶绿素不能利用光能(擦去一个反应式),而是利用周围环境中无机物氧化放出的化学能来合成自身有机物(在擦去条件的反应式的箭头上写上“化学能”),这种合成作用叫化能合成作用。
能进行化能合成作用的生物叫化能自养生物,这类生物多为细菌,如硝化细菌、硫细菌、铁细菌,它们分别能使还原态的氮、硫、铁氧化,并利用氧化反应中释放的化学能合成自身的有机物,贮存能量。
以硝化细菌为例:写出氨氧化释能反应式说明化能合成作用及硝化细菌的作用(讲述内容可参见参考资料,反应式为副板书)
检测提问:(多媒体银幕显示。)
光合作用与化能合成作用的根本不同点是 [ ]
A.进行这两类作用的生物种类不同
B.用以合成有机物的无机原料不同
C.由无机物合成有机物的过程中所需的酶不同
D.所需能量的来源不同
二、异化作用的两种不同类型
1.两种类型的概念
多媒体银幕显示下列思考题:
①异化作用的概念
②从属于异化作用的一些生理过程如呼吸作用,皮肤泌汗,泌尿等,其中最关键、最主要的是哪一过程?
③异化作用的分类是以什么为依据的?
④回忆两种呼吸方式的概念,得出需氧型、厌氧型的概念。
学生活动:学生讨论、回答以上问题。
讲 述:
在异化作用的一些生理过程中,其中最关键,最主要的是呼吸作用。所以,异化作用的分类是以呼吸作用的方式为依据的。呼吸作用方式分为有氧呼吸和无氧呼吸。因此,异化作用的类型就分为需氧型(有氧呼吸型)和厌氧型(无氧呼吸型)。
2.两种类型的特点及实例
提 问:比较两种类型的概念,得出两种类型有何特点?
学生答:略。
讲 述:
需氧型生物必须从外界环境中不断摄取氧气,厌氧型生物不需氧气,甚至因有氧而抑制生命活动。这就是需氧型和厌氧型生物的各自特点。
需氧型生物:包括绝大多数生物,因为绝大多数生物生活在有氧气的环境中,如平常见到的动植物、大多数菌类植物。
厌氧型生物:以前曾学过人和高等植物的局部组织在缺氧时,进行暂时无氧呼吸,是否人既是需氧型又是厌氧型?由学生分析回答,再由老师小结,人只能在局部组织缺氧时,进行短暂的无氧呼吸,而不能在完全缺氧的情况下,进行无氧呼吸,完全无氧时人将窒息而亡,所以人不是厌氧型生物。
乳酸菌:用酸奶启发学生,标签上标有乳酸菌的数目,吃起来有酸味,这是因为乳酸菌在无氧呼吸中将牛奶中糖类分解为乳酸的缘故。提 问:泡菜为何有酸味?为何泡菜坛加盖之后还要加水?
学生理解后,让学生自己举例,其他学生判断。或提出肠道寄生虫属于哪种类型?分析其生活环境是否有氧气,从而得出属于厌氧型生物。
检测提问:(多媒体银幕显示。)
存在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,则会由于其大量繁殖而致病。破伤风杆菌的异化作用类型是 [ ]
A.需氧型
B.厌氧型
酵母菌:兼性呼吸
酵母菌,属于异化作用的哪种类型?(学生回答:略)酵母菌在有氧条件下能否存活?制作馒头需要酵母菌,进行有氧呼吸产生大量CO2,CO2遇热膨胀,蒸熟的馒头就会松软多孔,这时酵母菌属于需氧型生物。酵母菌在无氧条件下能否存活?制作醪糟,需要酵母菌,在缺氧条件下进行无氧呼吸产生酒精,所以醪糟有酒味,这时酵母菌又属于厌氧型生物。我们把酵母菌这种特殊的异化作用类型称为兼性呼吸。
(三)总结、扩展
正确理解新陈代谢的基本类型:按照生物体同化作用方式不同分为自养型和异养型;按照生物体异化作用方式不同分为需氧型和厌氧型。由于新陈代谢包括同化作用和异化作用两个方面,因此,每种生物新陈代谢的基本类型都属于自养型和异养型中的一种以及需氧型和厌氧型中的一种,即自养型需氧、自养厌氧型、异养需氧型和异养厌氧型这四种基本类型。
判定生物的新陈代谢类型,可联系其生活环境,如桔皮上的酶菌,无叶绿素,靠分解桔皮中的有机物获得养料,可判定为异养,生活在有O2的环境,不需要隔绝O2,可判定为需氧型。
(四)布置作业
1.口头回答以下生物新陈代谢类型
牛、羊等大多数动物——异养需氧型
绿色植物——自养需氧型
蓝藻——自养需氧型
蛔虫——异养厌氧型
硝化细菌——自养需氧型
蘑菇——异养需氧型乳酸菌——异养厌氧型
2.完成教材P·94-P·95的复习题
3.填表:(多媒体屏幕显示。)
(四)板书设计
第四节 新陈代谢的基本类型
一、同化作用的两种不同类型
二、异化作用的两种不同类型
八、参考资料
化能合成作用
化能合成作用是一些生物利用化学能把CO2和H2O合成为贮藏能量的有机物的过程。能进行化能合成作用的生物称为化能自养生物。这类生物多为细菌,如硝化细菌、铁细菌等,它们分别能使还原态的氮、硫、铁氧化,并利用氧化反应中释放的化学能合成自身有机物,贮存能量。以硝化细菌为例说明:
硝化细菌广泛存在于中性或微碱性、通气良好,含有氨态氮或铵盐的土壤和水中,主要有两类:一类是亚硝酸细菌,可将氮氧化成亚硝酸。反应式如下:
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
另一类是硝酸细菌,可以把亚硝酸氧化成硝酸。反应式如下:
2HNO2+O2 2HNO3+能量
上述两个反应所需要的酶分别在亚硝酸细菌的细胞膜上,氧化反应释放的能量大部分转移给ATP,用于合成自身的有机物。硝化细菌必须生活在氧气充足的环境中。
硝化细菌对氮循环的重要意义
自然界中异养微生物使动物、植物残迹遗尸中的含氮有机物如蛋白质分解成氨,以铵盐形式存在于土壤中。但植物不能吸收氨态氮,硝化细菌把氨逐步转化成硝酸后,硝酸又可以形成硝酸盐,被植物吸收后,用于合成蛋白质、核酸等物质,通过食物链,氮元素得以在自然界中循环,因此硝化细菌对氮循环具有很重要的意义。
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