新新楠江_第一節(jié)_細(xì)胞與能量

1、第三章第三章 細(xì)胞的代謝細(xì)胞的代謝能量在我們每一個(gè)細(xì)胞中流轉(zhuǎn)激蕩！能量在我們每一個(gè)細(xì)胞中流轉(zhuǎn)激蕩！它們?cè)跒樯娑@取能量！它們?cè)跒樯娑@取能量！一、能量轉(zhuǎn)化一、能量轉(zhuǎn)化v古代打仗時(shí)，人們將木頭、石頭運(yùn)至高處，古代打仗時(shí)，人們將木頭、石頭運(yùn)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(xué)能人體的化學(xué)能 木頭、石頭的動(dòng)能木頭、石頭的動(dòng)能 木木頭、石頭的勢(shì)能頭、石頭的勢(shì)能 木頭、石頭的動(dòng)能。木頭、石頭的動(dòng)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(xì)胞內(nèi)的能量形式及能量的轉(zhuǎn)化（二）細(xì)胞內(nèi)的能量形

2、式及能量的轉(zhuǎn)化 原子中帶負(fù)電的電子原子中帶負(fù)電的電子具有勢(shì)能，因?yàn)樗挥诰哂袆?shì)能，因?yàn)樗挥陔娮訉又校c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(xì)胞中的各種分子，由活細(xì)胞中的各種分子，由于其中原子的排列而具有勢(shì)能，于其中原子的排列而具有勢(shì)能，這種勢(shì)能通常被稱為這種勢(shì)能通常被稱為化學(xué)能化學(xué)能，是細(xì)胞中最主要的能量形式。是細(xì)胞中最主要的能量形式。我們研究細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)化，我們研究細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)化，主要是研究細(xì)胞中與化學(xué)能有主要是研究細(xì)胞中與化學(xué)能有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化。關(guān)的能量轉(zhuǎn)化。（二）細(xì)胞內(nèi)的能量形式及能量的轉(zhuǎn)化（二）細(xì)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(yùn)動(dòng)、葡萄糖氧化等。木雷石、汽車運(yùn)動(dòng)、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(huì)被能量只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，既不會(huì)被消滅，也不能被創(chuàng)造（消滅，也不能被創(chuàng)造（熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定熱力學(xué)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(gè)生物體是一個(gè)開放的系統(tǒng)開放的系統(tǒng)，必須不斷的與外界進(jìn)行，必須不斷的與外界進(jìn)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(xì)胞是一個(gè)高度有序細(xì)胞是一個(gè)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(xì)胞維持這種有序狀態(tài)即細(xì)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(xué)能比反產(chǎn)物分子中的化學(xué)能比反應(yīng)物高，發(fā)生反應(yīng)

5、時(shí)吸收能量應(yīng)物高，發(fā)生反應(yīng)時(shí)吸收能量 產(chǎn)物分子中的化學(xué)能比反產(chǎn)物分子中的化學(xué)能比反應(yīng)物低，發(fā)生反應(yīng)時(shí)放出能量應(yīng)物低，發(fā)生反應(yīng)時(shí)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(xì)胞呼吸（糖的氧化）細(xì)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?zé)晒馑丶せ畹募せ畹臒晒馑責(zé)晒馑責(zé)晒鉄晒庋趸療裳趸療晒馑毓馑匕l(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(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)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(xì)胞中的能量通貨是細(xì)胞中的能量通貨1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(tuán)代表磷酸基團(tuán)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(gè)磷酸基團(tuán)三個(gè)磷酸基團(tuán) 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(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷開中遠(yuǎn)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(xiàng)生命活動(dòng)各項(xiàng)生命活動(dòng)（如肌肉收縮、（如肌肉收縮、 神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)、細(xì)胞分裂等）神經(jīng)細(xì)胞活

8、動(dòng)、細(xì)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(xì)胞呼吸）、光能能量的來源：葡萄糖氧化（細(xì)胞呼吸）、光能能量的去向：形成能量的去向：形成ATP中的遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵中的遠(yuǎn)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(chǎng)所上看：的合成和分解場(chǎng)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(gè)可逆反應(yīng)？為什么說這不是一個(gè)可逆反應(yīng)？場(chǎng)所不同，合成場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠場(chǎng)所不同，合成

9、場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。分解場(chǎng)所是細(xì)胞膜、細(xì)胞核等所有耗能的部位體。分解場(chǎng)所是細(xì)胞膜、細(xì)胞核等所有耗能的部位。可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：正逆反應(yīng)都在同一條件下進(jìn)行正逆反應(yīng)都在同一條件下進(jìn)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(tuán)，恢復(fù)原狀，這就是放能反應(yīng)。酸基團(tuán)，恢復(fù)原狀，這就是放能反應(yīng)。3.ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，但是在細(xì)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(xì)胞中普遍使用的能量載體，又有細(xì)胞中是細(xì)胞中普遍使用的能量載體，又有細(xì)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(jī)物等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的儲(chǔ)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(chǔ)存的能量相對(duì)儲(chǔ)存的能量相對(duì)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(dòng)運(yùn)輸用于主動(dòng)運(yùn)輸 （滲透能滲透能）ATP用于各種運(yùn)動(dòng)，如肌細(xì)用于各種運(yùn)動(dòng)，如肌細(xì)胞收縮（胞收縮（機(jī)械能機(jī)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(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)用于細(xì)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

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(xué)組成、特點(diǎn)的化學(xué)組成、特點(diǎn)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(dòng)物和人真菌和大多數(shù)細(xì)菌：動(dòng)物和人真菌和大多數(shù)細(xì)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(dòng)運(yùn)輸、肌肉收縮、生物電主動(dòng)運(yùn)輸、肌肉收縮、生物電細(xì)胞內(nèi)的各種吸能反應(yīng)細(xì)胞內(nèi)

12、的各種吸能反應(yīng)本節(jié)知識(shí)小節(jié)本節(jié)知識(shí)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(xué)的能量主要貯存在腺苷和磷酸之間的化學(xué) 鍵中鍵中 ATPATP的水解的實(shí)質(zhì)是的水解的實(shí)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(xì)胞內(nèi)的含量很少，但轉(zhuǎn)化速度很快在細(xì)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(cè)課堂自我檢測(cè)】 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(xì)胞中進(jìn)行這一反應(yīng)無休止地在活細(xì)胞中進(jìn)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(xì)所需能量都來自細(xì) 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(dòng)順利進(jìn)行這一過程保證了生命活動(dòng)順利進(jìn)行3 3ATPATP在細(xì)胞內(nèi)的含量及生成速度分別是在細(xì)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(xì)胞中ATP的敘述中，正確的是（ ）v