新新楠江_第一節(jié)_細胞與能量

1、第三章第三章 細胞的代謝細胞的代謝能量在我們每一個細胞中流轉(zhuǎn)激蕩！能量在我們每一個細胞中流轉(zhuǎn)激蕩！它們在為生存而獲取能量！它們在為生存而獲取能量！一、能量轉(zhuǎn)化一、能量轉(zhuǎn)化v古代打仗時，人們將木頭、石頭運至高處，古代打仗時，人們將木頭、石頭運至高處，再把木頭、石頭從高處滾下打擊敵人，稱為再把木頭、石頭從高處滾下打擊敵人，稱為滾木雷石滾木雷石。v人體的化學能人體的化學能 木頭、石頭的動能木頭、石頭的動能 木木頭、石頭的勢能頭、石頭的勢能 木頭、石頭的動能。木頭、石頭的動能。轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化（一）生物體外的能量轉(zhuǎn)化（一）生物體外的能量轉(zhuǎn)化（二）細胞內(nèi)的能量形式及能量的轉(zhuǎn)化（二）細胞內(nèi)的能量形

2、式及能量的轉(zhuǎn)化 原子中帶負電的電子原子中帶負電的電子具有勢能，因為它位于具有勢能，因為它位于電子層中，與帶正電的電子層中，與帶正電的原子核有一定的距離。原子核有一定的距離。 活細胞中的各種分子，由活細胞中的各種分子，由于其中原子的排列而具有勢能，于其中原子的排列而具有勢能，這種勢能通常被稱為這種勢能通常被稱為化學能化學能，是細胞中最主要的能量形式。是細胞中最主要的能量形式。我們研究細胞中的能量轉(zhuǎn)化，我們研究細胞中的能量轉(zhuǎn)化，主要是研究細胞中與化學能有主要是研究細胞中與化學能有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化。關(guān)的能量轉(zhuǎn)化。（二）細胞內(nèi)的能量形式及能量的轉(zhuǎn)化（二）細胞內(nèi)的能量形式及能量的轉(zhuǎn)化 能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變

3、為另一種形式。能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。舉例舉例：滾：滾木雷石、汽車運動、葡萄糖氧化等。木雷石、汽車運動、葡萄糖氧化等。 能量只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，既不會被能量只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，既不會被消滅，也不能被創(chuàng)造（消滅，也不能被創(chuàng)造（熱力學第一定律，即能量守恒定熱力學第一定律，即能量守恒定律律）。）。舉例舉例：螢火蟲等。：螢火蟲等。 生物體是一個生物體是一個開放的系統(tǒng)開放的系統(tǒng)，必須不斷的與外界進行，必須不斷的與外界進行物質(zhì)和能量的交換。物質(zhì)和能量的交換。無序無序有序有序高度有序高度有序 細胞是一個高度有序細胞是一個高度有序的系統(tǒng)，這種高度有序性的系統(tǒng)，這種高度有序性

4、的維持同我們的臥室整潔的維持同我們的臥室整潔需要經(jīng)常做功消耗能量維需要經(jīng)常做功消耗能量維持一樣，也是需要能量的。持一樣，也是需要能量的。即細胞維持這種有序狀態(tài)即細胞維持這種有序狀態(tài)就要利用能量就要利用能量。下列屬于吸能反應(yīng)的是下列屬于吸能反應(yīng)的是 ，屬于放能反應(yīng)的是屬于放能反應(yīng)的是 。A.A.麥芽糖分解成葡萄糖麥芽糖分解成葡萄糖 B.B.氨基酸合成蛋白質(zhì)氨基酸合成蛋白質(zhì) 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.糖分解成為二氧化碳和水糖分解成為二氧化碳和水BCDBCDAEAE 產(chǎn)物分子中的化學能比反產(chǎn)物分子中的化學能比反應(yīng)物高，發(fā)生反應(yīng)

5、時吸收能量應(yīng)物高，發(fā)生反應(yīng)時吸收能量 產(chǎn)物分子中的化學能比反產(chǎn)物分子中的化學能比反應(yīng)物低，發(fā)生反應(yīng)時放出能量應(yīng)物低，發(fā)生反應(yīng)時放出能量光合作用（能量來自太陽光）光合作用（能量來自太陽光）細胞呼吸（糖的氧化）細胞呼吸（糖的氧化）二、吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)二、吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)？電燈和螢火蟲都可以發(fā)出光電燈和螢火蟲都可以發(fā)出光亮。那么，這兩種發(fā)光原理亮。那么，這兩種發(fā)光原理是什么？是什么？螢火蟲的發(fā)光原理螢火蟲的發(fā)光原理能量能量熒光素酶熒光素酶氧氣氧氣熒光素熒光素激活的激活的熒光素熒光素熒光熒光氧化熒氧化熒光素光素發(fā)出發(fā)出用小刀將數(shù)十只螢火蟲用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下的發(fā)光器割下, ,干燥后研干

6、燥后研磨成粉末磨成粉末, ,取四等份分別取四等份分別裝入四支試管裝入四支試管, ,各加入少各加入少量水使之混合量水使之混合, ,置于暗處置于暗處, ,可見試管內(nèi)有淡黃色熒可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)光出現(xiàn), ,約過約過1515分鐘熒光分鐘熒光消失，然后消失，然后實驗探究實驗探究15min熒熒光光消消失失暗處暗處ABCD葡萄糖溶液葡萄糖溶液？溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸餾水蒸餾水有熒光有熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無熒光無熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無熒光無熒光出現(xiàn)出現(xiàn)無熒光無熒光出現(xiàn)出現(xiàn)ATP直接能源物質(zhì)直接能源物質(zhì)三、三、ATP是細胞中的能量通貨是細胞中的能量通貨1.結(jié)構(gòu)簡式：結(jié)構(gòu)簡式：APPP A代表腺苷，是核糖與腺嘌呤結(jié)合

7、而成代表腺苷，是核糖與腺嘌呤結(jié)合而成P代表磷酸基團代表磷酸基團代表低能磷酸鍵代表低能磷酸鍵代表代表高能磷酸鍵高能磷酸鍵腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖腺苷腺苷三個磷酸基團三個磷酸基團 高能磷酸鍵高能磷酸鍵APPPATP： PPP2.ATP形成途徑： ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化：的相互轉(zhuǎn)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（放能反應(yīng)）（放能反應(yīng)） 產(chǎn)物能量的來源：產(chǎn)物能量的來源：ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵斷開中遠離腺苷的高能磷酸鍵斷開 產(chǎn)物能量的去向：用于產(chǎn)物能量的去向：用于各項生命活動各項生命活動（如肌肉收縮、（如肌肉收縮、 神經(jīng)細胞活動、細胞分裂等）神經(jīng)細胞活

8、動、細胞分裂等）2. ATP合成合成（吸能反應(yīng)）（吸能反應(yīng)）能量的來源：葡萄糖氧化（細胞呼吸）、光能能量的來源：葡萄糖氧化（細胞呼吸）、光能能量的去向：形成能量的去向：形成ATP中的遠離腺苷的高能磷酸鍵中的遠離腺苷的高能磷酸鍵是新陳代謝所需是新陳代謝所需能量的直接來源能量的直接來源 1 1、從反應(yīng)條件上看：、從反應(yīng)條件上看：2 2、從能量上看：、從能量上看：3 3、從、從ATPATP的合成和分解場所上看：的合成和分解場所上看：反應(yīng)條件不同。反應(yīng)條件不同。能量來源不同。能量來源不同。為什么說這不是一個可逆反應(yīng)？為什么說這不是一個可逆反應(yīng)？場所不同，合成場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠場所不同，合成

9、場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。分解場所是細胞膜、細胞核等所有耗能的部位體。分解場所是細胞膜、細胞核等所有耗能的部位?？赡娣磻?yīng)的特點：可逆反應(yīng)的特點：正逆反應(yīng)都在同一條件下進行正逆反應(yīng)都在同一條件下進行 例子：在肌肉收縮過程中，例子：在肌肉收縮過程中，ATP先將組成肌肉先將組成肌肉的蛋白質(zhì)磷酸化，使其中的能量增加從而改變形狀，的蛋白質(zhì)磷酸化，使其中的能量增加從而改變形狀，這是吸能反應(yīng)；然后磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去磷這是吸能反應(yīng)；然后磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去磷酸基團，恢復(fù)原狀，這就是放能反應(yīng)。酸基團，恢復(fù)原狀，這就是放能反應(yīng)。3.ATP在細胞內(nèi)含量很少，但是在細胞內(nèi)含量很少，但是ATP-ADP

10、循環(huán)速循環(huán)速度很快。度很快。4.ATP是細胞中普遍使用的能量載體，又有細胞中是細胞中普遍使用的能量載體，又有細胞中的的“能量通貨能量通貨”之稱。之稱。糖類、脂肪糖類、脂肪等有機物等有機物儲存有大量的儲存有大量的能量，但不能能量，但不能被直接利用被直接利用儲存的能量相對儲存的能量相對來說少，但能被來說少，但能被直接利用直接利用能量能量用于主動運輸用于主動運輸 （滲透能滲透能）ATP用于各種運動，如肌細用于各種運動，如肌細胞收縮（胞收縮（機械能機械能）用于生物放電用于生物放電（電能電能）葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶用于細胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)用于細胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)（化學能化學能）用于生物發(fā)光用于生

11、物發(fā)光（光能光能） 用于大腦思考用于大腦思考（電能電能）ATPATP的化學組成、特點的化學組成、特點ATPATP與與ADPADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化ATPATP的來源途徑的來源途徑綠色植物：光合作用、呼吸作用綠色植物：光合作用、呼吸作用 動物和人真菌和大多數(shù)細菌：動物和人真菌和大多數(shù)細菌： 呼吸作用呼吸作用 ADP+pi+ADP+pi+能量能量酶酶酶酶ATPATP高能磷酸鍵很容易水解斷裂；釋放出大量能（高能磷酸鍵很容易水解斷裂；釋放出大量能（30.54kJ/mol） AP AP P P P PATPATP的利用的利用主動運輸、肌肉收縮、生物電主動運輸、肌肉收縮、生物電細胞內(nèi)的各種吸能反應(yīng)細胞內(nèi)

12、的各種吸能反應(yīng)本節(jié)知識小節(jié)本節(jié)知識小節(jié)ATPATP糖類糖類脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太陽能太陽能有關(guān)能源物質(zhì)的回顧與小結(jié)：有關(guān)能源物質(zhì)的回顧與小結(jié)：1 1下列有關(guān)下列有關(guān)ATPATP概念的敘述中，正確的是概念的敘述中，正確的是 ( ) ( ) ATPATP是生物體內(nèi)貯存能量的主要物質(zhì)是生物體內(nèi)貯存能量的主要物質(zhì) ATPATP的能量主要貯存在腺苷和磷酸之間的化學的能量主要貯存在腺苷和磷酸之間的化學 鍵中鍵中 ATPATP的水解的實質(zhì)是的水解的實質(zhì)是ATPATP分子中高能磷酸鍵的分子中高能磷酸鍵的 水解水解 ATPATP在細胞內(nèi)的含量很少，但轉(zhuǎn)化速度很快在細胞內(nèi)的含量很少，但轉(zhuǎn)化速度很快 ATPAT

13、P只能在線粒體中生成只能在線粒體中生成 ATPATP是可流通的是可流通的“能量貨幣能量貨幣” A A B B C C D DB B【課堂自我檢測課堂自我檢測】 2 2下列關(guān)于下列關(guān)于ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量反應(yīng)的敘述中，能量反應(yīng)的敘述中，不正確的是不正確的是 ( ) ( ) A A這一反應(yīng)無休止地在活細胞中進行這一反應(yīng)無休止地在活細胞中進行 B B生物體內(nèi)生物體內(nèi)ADPADP轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成ATPATP所需能量都來自細所需能量都來自細 胞呼吸胞呼吸 c c在在ATPATP與與ADPADP的相互轉(zhuǎn)化中，伴隨有能量的的相互轉(zhuǎn)化中，伴隨有能量的 貯存和釋放貯存和釋放 D D這一過程保證了生命活動順利進行這一過程保證了生命活動順利進行3 3ATPATP在細胞內(nèi)的含量及生成速度分別是在細胞內(nèi)的含量及生成速度分別是 ( ) ( ) 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轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為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、下列有關(guān)植物細胞中ATP的敘述中，正確的是（ ）v