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外外界界环环境境细细胞胞细细胞胞物质和能量物质和能量物质和能量物质和能量生物体生物体新陈代谢新陈代谢-生物体最基本的特征之一生物体最基本的特征之一一、能量的转化一、能量的转化1.活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而具有势能，这种势能通常被称为具有势能，这种势能通常被称为化学能化学能2.能量守恒定律能量守恒定律3.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，必须不断的与外界进行物质和能量的交换。进行物质和能量的交换。4.细胞是一个有序的系统，各种有序的生化反应细胞是一个有序的系统，各种有序的生化反应

2、合在一起称之为合在一起称之为新陈代谢新陈代谢，细胞维持这种有序状，细胞维持这种有序状态就要利用能量。态就要利用能量。5.细胞中的能量转化主要是研究细胞中与化学能细胞中的能量转化主要是研究细胞中与化学能有关的能量转化。有关的能量转化。 ？二、吸能反应与放能反应二、吸能反应与放能反应1.吸能反应：吸能反应：光合作用、由氨基酸合成蛋白质光合作用、由氨基酸合成蛋白质等等合成反应合成反应2.放能反应：放能反应：糖的氧化分解糖的氧化分解（细胞呼吸细胞呼吸）等）等分解反应分解反应3.细胞中有许多的吸能反应，所需的能细胞中有许多的吸能反应，所需的能 量来自于细胞的放能反应。量来自于细胞的放能反应。两者之间以什

3、么作为纽带联系的呢？两者之间以什么作为纽带联系的呢？你能说出生物体中哪些是吸能你能说出生物体中哪些是吸能反应，哪些是放能反应吗？反应，哪些是放能反应吗？生物的生命活动需要生物的生命活动需要 能量！能量！主要能源主要能源物质？物质？主要储能主要储能物质？物质？糖糖类类脂脂肪肪这些物质能为生命活动直接供能吗这些物质能为生命活动直接供能吗?讨论讨论用用小刀将数十只萤火虫的发光器割下小刀将数十只萤火虫的发光器割下, ,干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末, ,取两等份分别装入取两等份分别装入两支试管两支试管, ,各加入少量水使之混合各加入少量水使之混合, ,置于置于暗处暗处, ,可见试管内有淡黄色荧光出现

4、可见试管内有淡黄色荧光出现, ,约约过过1515分钟荧光消失，然后分钟荧光消失，然后AB葡萄糖溶葡萄糖溶液液2ml2mlATP注射注射液液2ml2ml实验探究实验探究AB葡萄糖溶葡萄糖溶液液2mlATP注射注射液液2ml从从A、B试管的实验现象中你得出的结论是试管的实验现象中你得出的结论是?AB葡萄糖不能为萤火虫的发光器直葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，接供能，ATP能。能。1.ATP1.ATP的结构简式为？的结构简式为？2. 2. ATPATP简式简式中中A A、P P、分别代表什么？分别代表什么？第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATPATP3.ATP3.ATP的中文名称

5、？的中文名称？腺苷三磷酸腺苷三磷酸讨论四讨论四APPP 用于进行性肌肉萎缩、脑出血后遗症、用于进行性肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌疾患及肝炎等的辅助治疗心肌疾患及肝炎等的辅助治疗三、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 代表普通化学键代表普通化学键 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：PPP1.ATP1.ATP的结构式可以简写为（的结构式可以简写为（ ）BA、APPP B、AP

6、PPC、APPP D、APPP练一练练一练2.2.一分子一分子ATPATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（数目依次是（ ）。）。 A A、1 1，2 2，2 B2 B、1 1，2 2，1 1 C C、1 1，3 3，2 D2 D、2 2，3 3，1 1 C C3.3.（多选题）以下哪个化合物中含有（多选题）以下哪个化合物中含有P P元素（元素（ ）A A、核苷酸核苷酸 B B、磷脂磷脂 C C、脂肪脂肪 D D、ATPATPB DB D练一练练一练4. ATP4. ATP中大量化学能储存在中大量化学能储存在( )( )A A、腺苷内、腺苷内 B

7、B磷酸基团内磷酸基团内 C C腺苷与磷酸基团连接键内腺苷与磷酸基团连接键内 D D高能磷酸键内高能磷酸键内 DATP的的水解水解过程过程APPPPiAPP能量能量ATP ADP+ Pi+能量能量ATP（水解）酶（水解）酶为生命活动提供能量为生命活动提供能量 为各项为各项生命活动提供生命活动提供能量能量1 1、ATPATP供能时，释放哪个化学键中的能量？供能时，释放哪个化学键中的能量？2 2、ATPATP供能过程中，可形成哪些产物？供能过程中，可形成哪些产物？讨论五讨论五ATP哪些生命活动由哪些生命活动由 直接供能直接供能? 讨论六讨论六用于主动运输用于主动运输 （渗透能渗透能）ATP用于各种运

8、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物发光（光能光能） 用于大脑思考用于大脑思考（电能电能） 1 1、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg0.5kg的的ATPATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，静的状态下，24h24h内竟有内竟有40kg40kg的的ATPATP被水解。被水解。 2 2、肌肉收缩的直接能源物质是、肌肉收缩

9、的直接能源物质是ATPATP。在人体安静。在人体安静状态时，肌肉内状态时，肌肉内ATPATP含量只能供肌肉收缩含量只能供肌肉收缩1 12s2s所需所需的能量。的能量。 资料：资料：通过以上资料，你能得到什么信息？通过以上资料，你能得到什么信息？讨论七讨论七ATP合成酶合成酶ADP + Pi ATP能量能量 +ATP ADP+ P i+能量能量ATP（水解）酶（水解）酶 二、二、ATPATP与与ADPADP可以相互转化可以相互转化ADP 转化成转化成ATP所需的能量从哪里来？所需的能量从哪里来？人、动物、真菌等人、动物、真菌等绿色植物能量能量呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP

10、 +PiATP 酶酶 人、动物、真菌等人、动物、真菌等:通过通过呼吸作用呼吸作用分解有机物释放能量分解有机物释放能量绿色植物绿色植物:呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用动力工厂动力工厂-线粒体线粒体在在线粒体、细胞溶胶线粒体、细胞溶胶等场所通过呼等场所通过呼吸作用分解糖类等有机物，释放其吸作用分解糖类等有机物，释放其中的能量，用于生成中的能量，用于生成ATP。能量转换站能量转换站-叶绿体叶绿体绿色植物还绿色植物还通过通过叶绿体叶绿体进行进行光合作用，吸收光能用于合光合作用，吸收光能用于合成成ATP 。合成合成ATP的场所：线粒体、细胞溶胶的场所：线粒体、细胞溶胶 叶绿体叶绿体 ATP和和AD

11、P的相互转化是否是可逆反应？的相互转化是否是可逆反应？ATP酶酶 酶酶ADP +Pi +能量能量讨论九讨论九ATPATP合成合成ATPATP分解分解场所场所细胞内所有需要细胞内所有需要的进行生命活动的结的进行生命活动的结构构酶酶“能量能量”呼吸作用分解有机物释呼吸作用分解有机物释放的和光合放的和光合作用中吸收的作用中吸收的储存在储存在ATPATP 中的化学能中的化学能ATP和和ADP的相互转化是否是可逆反应？的相互转化是否是可逆反应？物质可逆，能量不可逆物质可逆，能量不可逆线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、细胞质基质细胞质基质ATPATP合成酶合成酶ATPATP水解酶水解酶化学能化学能光能光能远

12、离远离A的的能量能量高能磷酸键高能磷酸键5. ATP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（ ）6. 关于动物细胞中关于动物细胞中ATP的正确叙述（的正确叙述（ ）A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多在动物体细胞中普遍存在，但含量不多B、当它过分减少时，可由、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质在不依赖其他物质 条件下直接形成条件下直接形成C、它含有三个高能磷酸键、它含有三个高能磷酸键D、ATP转变为转变为ADP的反应是可逆的的反应是可逆的A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPi练一练练一练DA7. 对于反应式：对于反应式

13、：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（能量，以下提法正确的是（ ）A、物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆物质和能量都是可逆 的的C、物质和能量都是不可逆的物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的物质是不可逆的，能量是可逆的酶酶酶酶A A8. ATP在细胞内的含量及其生成是（在细胞内的含量及其生成是（ ） A.很多，很快很多，很快 B.很少，很慢很少，很慢 C.很多，很慢很多，很慢 D.很少，很快很少，很快D D练一练练一练糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，储存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利

14、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ATP是细胞内的直接能源物质是细胞内的直接能源物质练一练练一练9. 把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失了；如果滴一点了；如果滴一点ATP溶液，荧光将恢复。这说明萤溶液，荧光将恢复。这说明萤火虫的荧光是火虫的荧光是 转化而成的。转化而成的。 请写出相关的反应式：请写出相关的反应式： 。ATP ADP+Pi+光能光能酶酶ATP小结小结 酶酶1一一. ATP具有高能磷酸键具有高能磷酸键1. ATP的分子结构简式是：的分子结构简式是：AP P P2. ATP的中文名称

15、是：腺苷三磷酸的中文名称是：腺苷三磷酸二二. ATP与与ADP的相互转化的相互转化ATP酶酶2ADP +Pi +能量能量三三.ATP的来源的来源光合作用、呼吸作用等光合作用、呼吸作用等四四.ATP的利用的利用直接用于各项生命活动直接用于各项生命活动过关检测过关检测 19971997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗博耶和年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗博耶和英国的约翰沃克，以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用英国的约翰沃克，以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。能量进行自身再生方面取得的成就。“三磷酸腺苷三磷酸腺苷”简称简称“腺三磷腺三磷”，又叫，又叫ATPAT

16、P，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化，是磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。回答下列问题：生物体内能量转化的中心物质。回答下列问题：ATPATP的分子简式是，其中的分子简式是，其中A A代表，代表，P P代表，代表高能磷酸键。代表，代表高能磷酸键。ADPADP和和ATPATP相互转变的反应式：。相互转变的反应式：。在动物细胞中，在动物细胞中，ADPADP转变成转变成ATPATP的能量主要来自作的能量主要来自作用，通常需要分解，消耗气；对于用，通常需要分解，消耗气；对于植物来说，植物来说，ADPADP转变成转变成ATPATP的能量还可来自作用。的能量还可来自作用。在生物体内，在生物体内，ATPATP水解成水解成ADPADP时，释放的能量直接用于时，释放的能量直接用于。知识迁移：知识迁移：海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经细胞，能不断吸收巨大的神经细胞，能不断吸收K+，科学，科学家做过实验：用一种