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1、细胞与能量细胞代谢之主讲人：张文君主讲人：张文君学习目标学习目标学习目标学习目标1.1.写出写出ATPATP的分子结构简式，并简述的分子结构简式，并简述ATPATP化学组成特点及其在能量代谢化学组成特点及其在能量代谢中的作用，理解中的作用，理解ATP对生物重要性的生命观对生物重要性的生命观2.解释解释ATPATP与与ADPADP的相互转化以及的相互转化以及ATPATP的形成途径的形成途径3.分析比较生物体生命活动中分析比较生物体生命活动中ATPATP生成和消耗特点，并能在实际情境中生成和消耗特点，并能在实际情境中利用科学理性思维进行分析讨论利用科学理性思维进行分析讨论学习新知知识点一：能量的转
2、化 学习新知 萤火虫能够发光，发光过程中能量是从哪里来的？萤火虫能够发光，发光过程中能量是从哪里来的？学习新知古代打仗时，人们将木头、石头运至高处，再把古代打仗时，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 木头、木头、石头的势能石头的势能 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 滚木雷石实例中滚木雷石实例中滚木雷石实例中滚木雷石实例中能量是怎样转化的能量是怎样转化的能量是怎样转化的能量是怎样转化的?（一）生物体外的能量转化（一）生物体外的
3、能量转化学习新知（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 原子中带负电的电子具有势能，因为它位于电子层中，与带正电的原子核有一定的距离。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化学能，是细胞中最主要的能量形式。学习新知（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：滚木雷石、葡萄糖氧化等。：滚木雷石、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
4、造。（能量守恒定律）能量守恒定律）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，必须不断的与外界进行物质和能量的交换。行物质和能量的交换。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的系统，这种细胞是一个高度有序的系统，这种高度有序性的维持同我们的卧室整洁高度有序性的维持同我们的卧室整洁需要经常做功消耗能量维持一样，也需要经常做功消耗能量维持一样，也是需要能量的。是需要能量的。即细胞维持这种有序即细胞维持这种有序状态就要利用能量状态就要利用能量。学习新知学习新知知识点二：吸能反应与放能反应 学习新知 为了维持细胞系统的有序性就要利用能
5、量，细胞内的反应往为了维持细胞系统的有序性就要利用能量，细胞内的反应往往涉及能量的转换，这是怎样的过程？往涉及能量的转换，这是怎样的过程？吸能反应吸能反应放能反应放能反应概念概念举例举例下列属于吸能反应的是 ，属于放能反应的是 。A.麦芽糖分解成葡萄糖 B.氨基酸合成蛋白质 C.葡萄糖合成淀粉 D.二氧化碳和水合成葡萄糖 E.糖分解成为二氧化碳和水B C DA E 产物分子中的化学能比反应物高，发生反应时吸收能量 产物分子中的化学能比反应物低，发生反应时放出能量光合作用（能量来自太阳光）细胞呼吸（糖的氧化）学习新知典例分析【例题【例题】（浙江卷（浙江卷20172017改编）改编）下列关于细胞中
6、吸能反应和放能反应的叙述，错误的是A糖的氧化反应是放能反应B光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应CATP是吸能反应和放能反应的纽带D氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应学习新知知识点三：ATP是细胞中的能量通货 学习新知 葡萄糖是细胞中最重要的供能物质，那么它储存的化学能是葡萄糖是细胞中最重要的供能物质，那么它储存的化学能是否可以被直接利用呢？否可以被直接利用呢？用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后AB葡萄糖溶液2mlATP注射液2ml实验探究AB从A、B试管的实验现
7、象中你得出的结论是?葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，ATP能。ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。学习新知 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。适用症ATP片剂ATP注射液学习新知1.结构简式：APPP A代表腺苷，是核糖与腺嘌呤结合而成P代表磷酸基团代表普通磷酸键 代表高能磷酸键腺嘌呤核糖腺苷三个磷酸基团 高能磷酸键APPPATP：PPPATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，是一种高能磷酸化合物(一般将水解时，能够释放2092 kJmol能量的磷酸化合物都叫做高能磷酸化合物)学习新知（一）（一）ATP的结构的结构 ADP+Pi+能量ATP水解酶合成酶1
8、.ATP水解（放能反应）产物能量的来源：ATP中最远离腺苷的高能磷酸键断开 产物能量的去向：用于各项生命活动（如肌肉收缩、神经细胞活动、细胞分裂等）2.ATP合成（吸能反应）能量的来源：葡萄糖氧化（细胞呼吸）、光能能量的去向：形成ATP中的远离腺苷的高能磷酸键（二）（二）ATPADP循环学习新知通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP-ADP循环。用于主动运输（渗透能）ATP用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）用于生物放电（电能）葡萄糖+果糖蔗糖酶用于细胞内各种吸能反应（化学能）用于生物发光（光能）用于大脑思考（电能）学习新知资料一：一个成年人在安静的状态下，2
9、4h内竟有40kg的ATP转化成ADP。资料二：一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。资料三：ATP在细胞中的含量很少，肌细胞中的ATP只能维持肌肉收缩23秒钟左右。资料分析：思考：如果ATP分解转化成ADP放能，而ADP不能生成ATP会有什么结果？肌肉细胞是如何使细胞内的ATP含量保持相对稳定的呢？ATP的迅速再生学习新知ATPADP循环能量来源和去向：来源是光合作用吸收的太阳能或呼吸作用释放的化学能去向是用于ATP中远离A的高能磷酸键的形成学习新知能量来源和去向：来源是ATP中最后一个高能硫酸键的断裂去向是用于生物体内各种生命活动 ADP+Pi+能量
10、ATP水解酶合成酶1.ATP水解（放能反应）产物能量的来源：ATP中远离腺苷的高能磷酸键断开 产物能量的去向：用于各项生命活动（如肌肉收缩、神经细胞活动、细胞分裂等）2.ATP合成（吸能反应）能量的来源：葡萄糖氧化（细胞呼吸）、光能能量的去向：形成ATP中的远离腺苷的高能磷酸键（二）（二）ATPADP循环学习新知3、ATP在细胞中的含量很少，但是ATP-ADP循环速度很快。ATPATP水解酶ADP +Pi+能量ATP合成酶思考：ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？ATPATP合成合成ATPATP分解分解场场所所细细胞内所有需要胞内所有需要进进行生行生命活命活动动的的结结构构酶酶“能量能量”
11、呼吸作用分解有机物呼吸作用分解有机物释释放放的和光合作用的和光合作用中吸收的。中吸收的。储储存在存在ATPATP 中的中的化学能。化学能。物质可逆，能量不可逆线粒体、叶绿体、细胞质基质ATP合成酶化学能光能能量ATP水解酶高能磷酸键远离A的学习新知【例【例1 1】ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表（）【例【例2 2】关于动物细胞中ATP的正确叙述（）A.ATP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ADP在不依赖其他物质条件下直接形成C.它含有三个高能磷酸键D.ATP转变为ADP的反应是可逆的A.H2O B.H C.P D.PiDA典例分析【例【例3 3】对于反应式
12、：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（）A.物质是可逆的，能量是不可逆的 B.物质和能量都是可逆 的C.物质和能量都是不可逆的 D.物质是不可逆的，能量是可逆的酶酶A【例【例4 4】ATP在细胞内的含量及其生成是（）A.很多，很快 B.很少，很慢 C.很多，很慢 D.很少，很快D典例分析【例【例6 6】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ATP溶液，荧光将恢复。这说明萤火虫的荧光是 转化而成的。请写出相关的反应式：。ATP ADP+Pi+光能酶ATP中的能量【例【例5 5】草履虫的纤毛运动和变形虫的变形运动，都是肌动蛋白利用提供的能量完成的，此时能量利用的形式为
13、（）A.机械能B.渗透能C.化学能D.电能A典例分析肌肉收缩肌肉收缩神经传导神经传导物质合成物质合成物质转运物质转运动物、人动物、人有机物中有机物中化学能化学能植物有机物植物有机物中化学能中化学能吸能（光）吸能（光）H H2 2O OCOCO2 2ATPATPHH2 2OOCOCO2 2ATPATP植物生命活动植物生命活动ATPATP放能放能放能放能发光、放电发光、放电等生命活动。等生命活动。ATPATP是细胞中的能量是细胞中的能量通货。通货。ATPATP是吸能反应和放能反应的是吸能反应和放能反应的纽带。纽带。？课堂小结课外推荐01网址二维码 科技之光科技之光磷酸肌酸磷酸肌酸2细胞内的能量转换器细胞内的能量转换器