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外外界界環(huán)環(huán)境境細細胞胞細細胞胞物質(zhì)和能量物質(zhì)和能量物質(zhì)和能量物質(zhì)和能量生物體生物體新陳代謝新陳代謝-生物體最基本的特征之一生物體最基本的特征之一一、能量的轉(zhuǎn)化一、能量的轉(zhuǎn)化1.活細胞中的各種分子，由于其中原子的排列而活細胞中的各種分子，由于其中原子的排列而具有勢能，這種勢能通常被稱為具有勢能，這種勢能通常被稱為化學(xué)能化學(xué)能2.能量守恒定律能量守恒定律3.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，必須不斷的與外界進行物質(zhì)和能量的交換。進行物質(zhì)和能量的交換。4.細胞是一個有序的系統(tǒng)，各種有序的生化反應(yīng)細胞是一個有序的系統(tǒng)，各種有序的生化反應(yīng)

2、合在一起稱之為合在一起稱之為新陳代謝新陳代謝，細胞維持這種有序狀，細胞維持這種有序狀態(tài)就要利用能量。態(tài)就要利用能量。5.細胞中的能量轉(zhuǎn)化主要是研究細胞中與化學(xué)能細胞中的能量轉(zhuǎn)化主要是研究細胞中與化學(xué)能有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化。有關(guān)的能量轉(zhuǎn)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)1.吸能反應(yīng)：吸能反應(yīng)：光合作用、由氨基酸合成蛋白質(zhì)光合作用、由氨基酸合成蛋白質(zhì)等等合成反應(yīng)合成反應(yīng)2.放能反應(yīng)：放能反應(yīng)：糖的氧化分解糖的氧化分解（細胞呼吸細胞呼吸）等）等分解反應(yīng)分解反應(yīng)3.細胞中有許多的吸能反應(yīng)，所需的能細胞中有許多的吸能反應(yīng)，所需的能 量來自于細胞的放能反應(yīng)。量來自于細胞的放能反應(yīng)。兩者之間以什

3、么作為紐帶聯(lián)系的呢？兩者之間以什么作為紐帶聯(lián)系的呢？你能說出生物體中哪些是吸能你能說出生物體中哪些是吸能反應(yīng)，哪些是放能反應(yīng)嗎？反應(yīng)，哪些是放能反應(yīng)嗎？生物的生命活動需要生物的生命活動需要 能量！能量！主要能源主要能源物質(zhì)？物質(zhì)？主要儲能主要儲能物質(zhì)？物質(zhì)？糖糖類類脂脂肪肪這些物質(zhì)能為生命活動直接供能嗎這些物質(zhì)能為生命活動直接供能嗎?討論討論用用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下, ,干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末, ,取兩等份分別裝入取兩等份分別裝入兩支試管兩支試管, ,各加入少量水使之混合各加入少量水使之混合, ,置于置于暗處暗處, ,可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn)

4、可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn), ,約約過過1515分鐘熒光消失，然后分鐘熒光消失，然后AB葡萄糖溶葡萄糖溶液液2ml2mlATP注射注射液液2ml2ml實驗探究實驗探究AB葡萄糖溶葡萄糖溶液液2mlATP注射注射液液2ml從從A、B試管的實驗現(xiàn)象中你得出的結(jié)論是試管的實驗現(xiàn)象中你得出的結(jié)論是?AB葡萄糖不能為螢火蟲的發(fā)光器直葡萄糖不能為螢火蟲的發(fā)光器直接供能，接供能，ATP能。能。1.ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)簡式為？的結(jié)構(gòu)簡式為？2. 2. ATPATP簡式簡式中中A A、P P、分別代表什么？分別代表什么？第第2 2節(jié)節(jié) 細胞的能量細胞的能量“通貨通貨”ATPATP3.ATP3.ATP的中文名稱

5、？的中文名稱？腺苷三磷酸腺苷三磷酸討論四討論四APPP 用于進行性肌肉萎縮、腦出血后遺癥、用于進行性肌肉萎縮、腦出血后遺癥、心肌疾患及肝炎等的輔助治療心肌疾患及肝炎等的輔助治療三、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 代表普通化學(xué)鍵代表普通化學(xué)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：PPP1.ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)式可以簡寫為（的結(jié)構(gòu)式可以簡寫為（ ）BA、APPP B、AP

6、PPC、APPP D、APPP練一練練一練2.2.一分子一分子ATPATP中含有的腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵中含有的腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵數(shù)目依次是（數(shù)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.（多選題）以下哪個化合物中含有（多選題）以下哪個化合物中含有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練一練練一練4. ATP4. ATP中大量化學(xué)能儲存在中大量化學(xué)能儲存在( )( )A A、腺苷內(nèi)、腺苷內(nèi) B

7、B磷酸基團內(nèi)磷酸基團內(nèi) C C腺苷與磷酸基團連接鍵內(nèi)腺苷與磷酸基團連接鍵內(nèi) D D高能磷酸鍵內(nèi)高能磷酸鍵內(nèi) DATP的的水解水解過程過程APPPPiAPP能量能量ATP ADP+ Pi+能量能量ATP（水解）酶（水解）酶為生命活動提供能量為生命活動提供能量 為各項為各項生命活動提供生命活動提供能量能量1 1、ATPATP供能時，釋放哪個化學(xué)鍵中的能量？供能時，釋放哪個化學(xué)鍵中的能量？2 2、ATPATP供能過程中，可形成哪些產(chǎn)物？供能過程中，可形成哪些產(chǎn)物？討論五討論五ATP哪些生命活動由哪些生命活動由 直接供能直接供能? 討論六討論六用于主動運輸用于主動運輸 （滲透能滲透能）ATP用于各種運

8、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(xué)能化學(xué)能）用于生物發(fā)光用于生物發(fā)光（光能光能） 用于大腦思考用于大腦思考（電能電能） 1 1、一個人在劇烈運動狀態(tài)下，每分鐘約有、一個人在劇烈運動狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg0.5kg的的ATPATP分解釋放能量，供運動所需。一個成年人在安分解釋放能量，供運動所需。一個成年人在安靜的狀態(tài)下，靜的狀態(tài)下，24h24h內(nèi)竟有內(nèi)竟有40kg40kg的的ATPATP被水解。被水解。 2 2、肌肉收縮的直接能源物質(zhì)是、肌肉收縮

9、的直接能源物質(zhì)是ATPATP。在人體安靜。在人體安靜狀態(tài)時，肌肉內(nèi)狀態(tài)時，肌肉內(nèi)ATPATP含量只能供肌肉收縮含量只能供肌肉收縮1 12s2s所需所需的能量。的能量。 資料：資料：通過以上資料，你能得到什么信息？通過以上資料，你能得到什么信息？討論七討論七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與與ADPADP可以相互轉(zhuǎn)化可以相互轉(zhuǎn)化ADP 轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成ATP所需的能量從哪里來？所需的能量從哪里來？人、動物、真菌等人、動物、真菌等綠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、動物、真菌等人、動物、真菌等:通過通過呼吸作用呼吸作用分解有機物釋放能量分解有機物釋放能量綠色植物綠色植物:呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用動力工廠動力工廠-線粒體線粒體在在線粒體、細胞溶膠線粒體、細胞溶膠等場所通過呼等場所通過呼吸作用分解糖類等有機物，釋放其吸作用分解糖類等有機物，釋放其中的能量，用于生成中的能量，用于生成ATP。能量轉(zhuǎn)換站能量轉(zhuǎn)換站-葉綠體葉綠體綠色植物還綠色植物還通過通過葉綠體葉綠體進行進行光合作用，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的場所：線粒體、細胞溶膠的場所：線粒體、細胞溶膠 葉綠體葉綠體 ATP和和AD

11、P的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？ATP酶酶 酶酶ADP +Pi +能量能量討論九討論九ATPATP合成合成ATPATP分解分解場所場所細胞內(nèi)所有需要細胞內(nèi)所有需要的進行生命活動的結(jié)的進行生命活動的結(jié)構(gòu)構(gòu)酶酶“能量能量”呼吸作用分解有機物釋呼吸作用分解有機物釋放的和光合放的和光合作用中吸收的作用中吸收的儲存在儲存在ATPATP 中的化學(xué)能中的化學(xué)能ATP和和ADP的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？物質(zhì)可逆，能量不可逆物質(zhì)可逆，能量不可逆線粒體、葉綠體、線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)ATPATP合成酶合成酶ATPATP水解酶水解酶化學(xué)能化學(xué)能光能光能遠

12、離遠離A的的能量能量高能磷酸鍵高能磷酸鍵5. ATP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（ ）6. 關(guān)于動物細胞中關(guān)于動物細胞中ATP的正確敘述（的正確敘述（ ）A、ATP在動物體細胞中普遍存在，但含量不多在動物體細胞中普遍存在，但含量不多B、當它過分減少時，可由、當它過分減少時，可由ADP在不依賴其他物質(zhì)在不依賴其他物質(zhì) 條件下直接形成條件下直接形成C、它含有三個高能磷酸鍵、它含有三個高能磷酸鍵D、ATP轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳DP的反應(yīng)是可逆的的反應(yīng)是可逆的A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPi練一練練一練DA7. 對于反應(yīng)式：對于反應(yīng)式

13、：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正確的是（能量，以下提法正確的是（ ）A、物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的 B、物質(zhì)和能量都是可逆物質(zhì)和能量都是可逆 的的C、物質(zhì)和能量都是不可逆的物質(zhì)和能量都是不可逆的 D、物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的酶酶酶酶A A8. ATP在細胞內(nèi)的含量及其生成是（在細胞內(nèi)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練一練練一練糖類、脂肪等有機物糖類、脂肪等有機物儲存有大量的能量，儲存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利

14、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ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)練一練練一練9. 把螢火蟲的尾部組織取下，過一段時間熒光就消失把螢火蟲的尾部組織取下，過一段時間熒光就消失了；如果滴一點了；如果滴一點ATP溶液，熒光將恢復(fù)。這說明螢溶液，熒光將恢復(fù)。這說明螢火蟲的熒光是火蟲的熒光是 轉(zhuǎn)化而成的。轉(zhuǎn)化而成的。 請寫出相關(guān)的反應(yīng)式：請寫出相關(guān)的反應(yīng)式： 。ATP ADP+Pi+光能光能酶酶ATP小結(jié)小結(jié) 酶酶1一一. ATP具有高能磷酸鍵具有高能磷酸鍵1. ATP的分子結(jié)構(gòu)簡式是：的分子結(jié)構(gòu)簡式是：AP P P2. ATP的中文名稱

15、是：腺苷三磷酸的中文名稱是：腺苷三磷酸二二. ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化ATP酶酶2ADP +Pi +能量能量三三.ATP的來源的來源光合作用、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項生命活動直接用于各項生命活動過關(guān)檢測過關(guān)檢測 19971997年諾貝爾化學(xué)獎的一半授予了美國的保羅博耶和年諾貝爾化學(xué)獎的一半授予了美國的保羅博耶和英國的約翰沃克，以表彰他們在研究三磷酸腺苷如何利用英國的約翰沃克，以表彰他們在研究三磷酸腺苷如何利用能量進行自身再生方面取得的成就。能量進行自身再生方面取得的成就?！叭姿嵯佘杖姿嵯佘铡焙喎Q簡稱“腺三磷腺三磷”，又叫，又叫ATPAT

16、P，是腺嘌呤的衍生物，含有三個相連的，是腺嘌呤的衍生物，含有三個相連的磷酸基，末端兩個磷酸鍵分解時伴隨有較大內(nèi)能量變化，是磷酸基，末端兩個磷酸鍵分解時伴隨有較大內(nèi)能量變化，是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化的中心物質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化的中心物質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：ATPATP的分子簡式是，其中的分子簡式是，其中A A代表，代表，P P代表，代表高能磷酸鍵。代表，代表高能磷酸鍵。ADPADP和和ATPATP相互轉(zhuǎn)變的反應(yīng)式：。相互轉(zhuǎn)變的反應(yīng)式：。在動物細胞中，在動物細胞中，ADPADP轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成ATPATP的能量主要來自作的能量主要來自作用，通常需要分解，消耗氣；對于用，通常需要分解，消耗氣；對于植物來說，植物來說，ADPADP轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成ATPATP的能量還可來自作用。的能量還可來自作用。在生物體內(nèi)，在生物體內(nèi)，ATPATP水解成水解成ADPADP時，釋放的能量直接用于時，釋放的能量直接用于。知識遷移：知識遷移：海洋里有一種軟體動物槍烏賊，它有海洋里有一種軟體動物槍烏賊，它有巨大的神經(jīng)細胞，能不斷吸收巨大的神經(jīng)細胞，能不斷吸收K+，科學(xué)，科學(xué)家做過實驗：用一種