人教版教學名校聯(lián)盟遼寧省大連市十四中高中生物細胞能量通貨ATP必修一市公開課獲獎課件

1、第2節(jié) 細胞能量“通貨”ATP能量形式和轉(zhuǎn)換第1頁第1頁光能第2頁第2頁電鰩電能第3頁第3頁機械能第4頁第4頁積極運送滲入能第5頁第5頁能量轉(zhuǎn)換站-葉綠體通過綠色植物光合作用，把光能以化學能形式儲存在糖類、脂肪等有機物中。光能 電能 活躍化學能 穩(wěn)定化學能第6頁第6頁動力工廠-線粒體 生物體通過呼吸作用分解體內(nèi)有機物，釋放其中能量，用于生命活動。穩(wěn)定化學能 活躍化學能+熱能第7頁第7頁無氧呼吸和有氧第一階段：細胞質(zhì)基質(zhì)穩(wěn)定化學能 活躍化學能+熱能第8頁第8頁是生物體進行生命活動主要能源物質(zhì)。糖類是生物體內(nèi)貯存能量物質(zhì)。脂肪 這其中能量能不能直接被生物體利用呢？ 不能。從有機物中釋放出來能量需要

2、轉(zhuǎn)化成一個活躍化學能以后才干用于各項生命活動，這種活躍化學能就是三磷酸腺苷，簡稱為ATP。能量蘊藏在營養(yǎng)物質(zhì)之中蛋白質(zhì)：能源物質(zhì)第9頁第9頁什么是ATP？ATP是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate)英文縮寫符號， A-腺苷、T-三、P-磷酸基。ATP分子結(jié)構(gòu)簡式是：AP P P 。 ATP是一個高能磷酸化合物。不但由于是它分子結(jié)構(gòu)中含有磷酸，還由于它在水解時釋放能量是3054kJmol（千焦每摩爾）（普通將水解時，能夠釋放2092kJmol能量化合物都叫做高能化合物）。ATP水解釋放能量是普通磷酸鍵水解時釋放能量兩倍以上。第10頁第10頁 純凈ATP是白色粉未狀，能夠溶于

3、水，可作為一個藥物， ATP片劑能夠口服，而ATP注射液能夠肌肉注射或靜脈滴注。主要是用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病，起到改進患者新陳代謝情況作用。一、ATP分子中含有高能磷酸鍵第11頁第11頁ATP結(jié)構(gòu)簡式ATP結(jié)構(gòu)簡式為AP P P腺苷磷酸基團高能磷酸鍵 ATP即三磷酸腺苷，是各種活細胞內(nèi)普遍存在一個高能磷酸化合物。第12頁第12頁ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化A-PPPA-PP+ Pi + 能量 酶酶第13頁第13頁ATPADP酶酶能量PiPi能量ATP與ADP轉(zhuǎn)化關系第14頁第14頁ATP轉(zhuǎn)化成ADP時所需能量主要起源第15頁第15頁美研制出世界第一臺納米發(fā)動機 美國康奈爾大

4、學科學家已研制出世界上第一臺生物分子納米發(fā)動機。它僅一個病毒般大小，由ATP提供能量、ATP合成酶驅(qū)動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。每加一次能量，納米發(fā)動機可連續(xù)工作一小時?？茖W家高度評價此項科技結(jié)果，認為生物分子納米發(fā)動機在醫(yī)學領域?qū)⒋笥杏梦渲?。比如，它能夠充當一個“小護士”，巡視全身。分子馬達第16頁第16頁生物將ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量根本來源是什么？是光能。綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中化學能，并將ATP中化學能最后儲存在糖類等有機物中。第17頁第17頁能源物質(zhì)能源物質(zhì) 糖類（主要能源物質(zhì)） 、脂類、蛋白質(zhì)儲能物質(zhì) 脂肪、淀粉（植物細胞） 、糖元（動物細胞）能量直接起源 （三磷酸腺苷）

5、最后能量起源 太陽光能第18頁第18頁三、ATP利用第19頁第19頁 ATP是生物體新陳代謝所需能量直接起源。 物質(zhì)運送 物質(zhì)合成 細胞分裂 肌肉收縮 生物發(fā)光等第20頁第20頁直接能源物質(zhì) 分子簡式 與 關系 在酶作用下，ATP中遠離A高能磷酸鍵水解，釋放出其中能量，同時生成ADP和Pi；在另一個酶作用下，ADP接受能量與一個Pi結(jié)合轉(zhuǎn)化成ATP。 合成時 能量起源 植光合作用和呼吸作用 動呼吸作用 分解時 能量利用 細胞分裂、根吸取礦質(zhì)元素、肌肉收縮等生命活動。磷酸肌酸(CP)小結(jié)：腺苷普通化學鍵高能磷酸鍵磷酸基團第21頁第21頁磷酸肌酸ATP是細胞內(nèi)主要磷酸載體或能量傳遞體，人體儲存能量

6、方式不是ATP而是磷酸肌酸。肌酸主要存在于肌肉組織中，骨骼肌中含量多于平滑肌，腦組織中含量也較多，肝、腎等其它組織中含量很少。第22頁第22頁 每個人生活都需要能量、使用能量，運動時更需要為肢體活動連續(xù)地提供能量。各種化學能(碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì))貯存在體內(nèi)，最終轉(zhuǎn)化成三磷酸腺苷(ATP)。ATP是人體運動時直接供能物質(zhì)。問題在于ATP數(shù)量有限。 運動時有四種不同代謝過程向人體提供能量，兩種是無氧，兩種是有氧。終究是哪種代謝被用來提供能量，取決于運動強度和連續(xù)時間。運動能量從哪里來？第23頁第23頁無氧能量系統(tǒng) 是三磷酸腺苷磷酸肌酸(ATP-CP)系統(tǒng)和糖酵解系統(tǒng)。肌肉運動時，首先由ATP

7、分解，將能量直接供應肌肉收縮。若運動很猛烈，則CP馬上將能量轉(zhuǎn)移到二磷酸腺苷(ADP)分子上，生成ATP，ATP又繼續(xù)分解供應能量。肌細胞中ATP存量很少，但CP量卻比ATP約多三倍，故兩者總和大體可供應30秒鐘激烈運動。該系統(tǒng)非?？焖佟Ｈ缫^續(xù)運動，就得由糖元分解生成乳酸，同時釋放能量以生成ATP。 盡管乳酸會造成肌肉酸痛，但它所產(chǎn)生能量卻是ATP-CP系統(tǒng)兩倍。糖酵解系統(tǒng)相應是高強度、連續(xù)時間在30秒3分鐘之間運動。 這兩個系統(tǒng)適應于短跑、跳躍、舉重運動等。第24頁第24頁有氧能量系統(tǒng) 進行3分鐘以上運動，能量需要有氧代謝系統(tǒng)提供。它也同運動強度和連續(xù)時間直接相關。強度較低、連續(xù)時間不小于

8、3分鐘小于20分鐘運動，是氧化糖產(chǎn)生大量ATP來供能。長于20分鐘低強度運動則主要靠氧化脂肪來供能了。 在這一代謝過程中由于氧氣能基本滿足需要，因此不會產(chǎn)生乳酸，肌肉不會酸痛。專家們認為，中、老年人參與體育鍛煉以有氧代謝運動項目為主，由于這對增強體質(zhì)、延緩衰老有利。第25頁第25頁連續(xù)時間運動強度運動類型無氧能量系統(tǒng)ATP-CP系統(tǒng)30秒鐘 高強度短跑、投擲、跳躍、舉重等糖酵解系統(tǒng)30秒3分鐘有氧能量系統(tǒng)氧化糖類3分鐘-20分鐘 低強度長跑、做體操、打太極拳等運動氧化脂肪長于20分鐘第26頁第26頁 ATP是細胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換“中轉(zhuǎn)站”，可形象地把它比方細胞內(nèi)流通“能量貨幣”，是生物體內(nèi)能量代謝中心，在生物能量代謝中占有關鍵地位。生物體內(nèi)新陳代謝正是由于細胞中ATP才干順利地完畢。ATP和核酸關系第27頁第27頁ATP是細胞內(nèi)主要磷酸載體，ATP作為細胞主要供能物質(zhì)參與體內(nèi)許多代謝反應，尚有一些反應需要UTP或CTP作供能物質(zhì)，如UTP參與糖元合成和糖醛酸代謝，GTP參與糖異生和蛋白質(zhì)合成，CTP參與磷脂合成過程，核酸合成中需要ATP、CTP、UTP和GTP作原料合成RNA，或以dATP、dCT