新新楠江_第一节_细胞与能量

1、第三章第三章 细胞的代谢细胞的代谢能量在我们每一个细胞中流转激荡！能量在我们每一个细胞中流转激荡！它们在为生存而获取能量！它们在为生存而获取能量！一、能量转化一、能量转化v古代打仗时，人们将木头、石头运至高处，古代打仗时，人们将木头、石头运至高处，再把木头、石头从高处滚下打击敌人，称为再把木头、石头从高处滚下打击敌人，称为滚木雷石滚木雷石。v人体的化学能人体的化学能 木头、石头的动能木头、石头的动能 木木头、石头的势能头、石头的势能 木头、石头的动能。木头、石头的动能。转化转化转化转化转化转化（一）生物体外的能量转化（一）生物体外的能量转化（二）细胞内的能量形式及能量的转化（二）细胞内的能量形

2、式及能量的转化 原子中带负电的电子原子中带负电的电子具有势能，因为它位于具有势能，因为它位于电子层中，与带正电的电子层中，与带正电的原子核有一定的距离。原子核有一定的距离。 活细胞中的各种分子，由活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而具有势能，于其中原子的排列而具有势能，这种势能通常被称为这种势能通常被称为化学能化学能，是细胞中最主要的能量形式。是细胞中最主要的能量形式。我们研究细胞中的能量转化，我们研究细胞中的能量转化，主要是研究细胞中与化学能有主要是研究细胞中与化学能有关的能量转化。关的能量转化。（二）细胞内的能量形式及能量的转化（二）细胞内的能量形式及能量的转化 能量可以从一种形式转变

3、为另一种形式。能量可以从一种形式转变为另一种形式。举例举例：滚：滚木雷石、汽车运动、葡萄糖氧化等。木雷石、汽车运动、葡萄糖氧化等。 能量只能从一种形式转变为另一种形式，既不会被能量只能从一种形式转变为另一种形式，既不会被消灭，也不能被创造（消灭，也不能被创造（热力学第一定律，即能量守恒定热力学第一定律，即能量守恒定律律）。）。举例举例：萤火虫等。：萤火虫等。 生物体是一个生物体是一个开放的系统开放的系统，必须不断的与外界进行，必须不断的与外界进行物质和能量的交换。物质和能量的交换。无序无序有序有序高度有序高度有序 细胞是一个高度有序细胞是一个高度有序的系统，这种高度有序性的系统，这种高度有序性

4、的维持同我们的卧室整洁的维持同我们的卧室整洁需要经常做功消耗能量维需要经常做功消耗能量维持一样，也是需要能量的。持一样，也是需要能量的。即细胞维持这种有序状态即细胞维持这种有序状态就要利用能量就要利用能量。下列属于吸能反应的是下列属于吸能反应的是 ，属于放能反应的是属于放能反应的是 。A.A.麦芽糖分解成葡萄糖麦芽糖分解成葡萄糖 B.B.氨基酸合成蛋白质氨基酸合成蛋白质 C.C.葡萄糖合成淀粉葡萄糖合成淀粉 D.D.二氧化碳和水合成葡萄糖二氧化碳和水合成葡萄糖 E.E.糖分解成为二氧化碳和水糖分解成为二氧化碳和水BCDBCDAEAE 产物分子中的化学能比反产物分子中的化学能比反应物高，发生反应

5、时吸收能量应物高，发生反应时吸收能量 产物分子中的化学能比反产物分子中的化学能比反应物低，发生反应时放出能量应物低，发生反应时放出能量光合作用（能量来自太阳光）光合作用（能量来自太阳光）细胞呼吸（糖的氧化）细胞呼吸（糖的氧化）二、吸能反应与放能反应二、吸能反应与放能反应？电灯和萤火虫都可以发出光电灯和萤火虫都可以发出光亮。那么，这两种发光原理亮。那么，这两种发光原理是什么？是什么？萤火虫的发光原理萤火虫的发光原理能量能量荧光素酶荧光素酶氧气氧气荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素荧光荧光氧化荧氧化荧光素光素发出发出用小刀将数十只萤火虫用小刀将数十只萤火虫的发光器割下的发光器割下, ,干燥后研干

6、燥后研磨成粉末磨成粉末, ,取四等份分别取四等份分别装入四支试管装入四支试管, ,各加入少各加入少量水使之混合量水使之混合, ,置于暗处置于暗处, ,可见试管内有淡黄色荧可见试管内有淡黄色荧光出现光出现, ,约过约过1515分钟荧光分钟荧光消失，然后消失，然后实验探究实验探究15min荧荧光光消消失失暗处暗处ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液？溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水有荧光有荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现ATP直接能源物质直接能源物质三、三、ATP是细胞中的能量通货是细胞中的能量通货1.结构简式：结构简式：APPP A代表腺苷，是核糖与腺嘌呤结合

7、而成代表腺苷，是核糖与腺嘌呤结合而成P代表磷酸基团代表磷酸基团代表低能磷酸键代表低能磷酸键代表代表高能磷酸键高能磷酸键腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖腺苷腺苷三个磷酸基团三个磷酸基团 高能磷酸键高能磷酸键APPPATP： PPP2.ATP形成途径： ATP与与ADP的相互转化：的相互转化： ADP+Pi+能量能量ATP水解酶水解酶合成酶合成酶1. ATP水解水解（放能反应）（放能反应） 产物能量的来源：产物能量的来源：ATP中远离腺苷的高能磷酸键断开中远离腺苷的高能磷酸键断开 产物能量的去向：用于产物能量的去向：用于各项生命活动各项生命活动（如肌肉收缩、（如肌肉收缩、 神经细胞活动、细胞分裂等）神经细胞活

8、动、细胞分裂等）2. ATP合成合成（吸能反应）（吸能反应）能量的来源：葡萄糖氧化（细胞呼吸）、光能能量的来源：葡萄糖氧化（细胞呼吸）、光能能量的去向：形成能量的去向：形成ATP中的远离腺苷的高能磷酸键中的远离腺苷的高能磷酸键是新陈代谢所需是新陈代谢所需能量的直接来源能量的直接来源 1 1、从反应条件上看：、从反应条件上看：2 2、从能量上看：、从能量上看：3 3、从、从ATPATP的合成和分解场所上看：的合成和分解场所上看：反应条件不同。反应条件不同。能量来源不同。能量来源不同。为什么说这不是一个可逆反应？为什么说这不是一个可逆反应？场所不同，合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿场所不同，合成

9、场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。分解场所是细胞膜、细胞核等所有耗能的部位体。分解场所是细胞膜、细胞核等所有耗能的部位。可逆反应的特点：可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行正逆反应都在同一条件下进行 例子：在肌肉收缩过程中，例子：在肌肉收缩过程中，ATP先将组成肌肉先将组成肌肉的蛋白质磷酸化，使其中的能量增加从而改变形状，的蛋白质磷酸化，使其中的能量增加从而改变形状，这是吸能反应；然后磷酸化的蛋白质做功，失去磷这是吸能反应；然后磷酸化的蛋白质做功，失去磷酸基团，恢复原状，这就是放能反应。酸基团，恢复原状，这就是放能反应。3.ATP在细胞内含量很少，但是在细胞内含量很少，但是ATP-ADP

10、循环速循环速度很快。度很快。4.ATP是细胞中普遍使用的能量载体，又有细胞中是细胞中普遍使用的能量载体，又有细胞中的的“能量通货能量通货”之称。之称。糖类、脂肪糖类、脂肪等有机物等有机物储存有大量的储存有大量的能量，但不能能量，但不能被直接利用被直接利用储存的能量相对储存的能量相对来说少，但能被来说少，但能被直接利用直接利用能量能量用于主动运输用于主动运输 （渗透能渗透能）ATP用于各种运动，如肌细用于各种运动，如肌细胞收缩（胞收缩（机械能机械能）用于生物放电用于生物放电（电能电能）葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于细胞内各种吸能反应用于细胞内各种吸能反应（化学能化学能）用于生物发光用于生

11、物发光（光能光能） 用于大脑思考用于大脑思考（电能电能）ATPATP的化学组成、特点的化学组成、特点ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化ATPATP的来源途径的来源途径绿色植物：光合作用、呼吸作用绿色植物：光合作用、呼吸作用 动物和人真菌和大多数细菌：动物和人真菌和大多数细菌： 呼吸作用呼吸作用 ADP+pi+ADP+pi+能量能量酶酶酶酶ATPATP高能磷酸键很容易水解断裂；释放出大量能（高能磷酸键很容易水解断裂；释放出大量能（30.54kJ/mol） AP AP P P P PATPATP的利用的利用主动运输、肌肉收缩、生物电主动运输、肌肉收缩、生物电细胞内的各种吸能反应细胞内

12、的各种吸能反应本节知识小节本节知识小节ATPATP糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太阳能太阳能有关能源物质的回顾与小结：有关能源物质的回顾与小结：1 1下列有关下列有关ATPATP概念的叙述中，正确的是概念的叙述中，正确的是 ( ) ( ) ATPATP是生物体内贮存能量的主要物质是生物体内贮存能量的主要物质 ATPATP的能量主要贮存在腺苷和磷酸之间的化学的能量主要贮存在腺苷和磷酸之间的化学 键中键中 ATPATP的水解的实质是的水解的实质是ATPATP分子中高能磷酸键的分子中高能磷酸键的 水解水解 ATPATP在细胞内的含量很少，但转化速度很快在细胞内的含量很少，但转化速度很快 ATPAT

13、P只能在线粒体中生成只能在线粒体中生成 ATPATP是可流通的是可流通的“能量货币能量货币” A A B B C C D DB B【课堂自我检测课堂自我检测】 2 2下列关于下列关于ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量反应的叙述中，能量反应的叙述中，不正确的是不正确的是 ( ) ( ) A A这一反应无休止地在活细胞中进行这一反应无休止地在活细胞中进行 B B生物体内生物体内ADPADP转变成转变成ATPATP所需能量都来自细所需能量都来自细 胞呼吸胞呼吸 c c在在ATPATP与与ADPADP的相互转化中，伴随有能量的的相互转化中，伴随有能量的 贮存和释放贮存和释放 D D这一过程保证了生命活动顺利进行这一过程保证了生命活动顺利进行3 3ATPATP在细胞内的含量及生成速度分别是在细胞内的含量及生成速度分别是 ( ) ( ) A A很多、很快很多、很快 B B很多、很慢很多、很慢 C C很少、很快很少、很快 D D很少、很慢很少、很慢B BC Cv 4ATP转化为转化为ADP可表示如下：式中可表示如下：式中X代表代表 ( ) v A.H2O BH v CP DPiD Dv 5、下列有关植物细胞中ATP的叙述中，正确的是（ ）v