1、第一節(jié)細(xì)胞與能量,第三章細(xì)胞的代謝,方式一“銀燭秋光冷畫(huà)屏，輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水，臥看牽牛織女星?！弊屛覀冎販靥拼?shī)人杜牧這首情景交融的詩(shī)作秋夕?？墒谴蠹蚁脒^(guò)沒(méi)有：(1)螢火蟲(chóng)為什么要發(fā)光呢？(吸引異性來(lái)交尾)；(2)螢火蟲(chóng)的發(fā)光需要能量嗎？(需要)；(3)我們知道，糖類(lèi)、油脂和蛋白質(zhì)都貯存著能量，這些物質(zhì)能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接提供能量嗎？(不能)。研究表明能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接提供能量的是ATP，這節(jié)課我們就來(lái)了解ATP。,課堂導(dǎo)入,方式二純凈的ATP是一種白色粉末，能溶于水，ATP片劑可以口服，注射液可靜脈注射或肌肉注射，主要用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病。這節(jié)課我們就

2、來(lái)了解ATP的有關(guān)知識(shí)。,一、能量的轉(zhuǎn)化、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng),二、ATP的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),內(nèi)容索引,當(dāng)堂檢測(cè),三、ATPADP循環(huán),一、能量的轉(zhuǎn)化、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng),1.能量的轉(zhuǎn)化 (1)化學(xué)能：活細(xì)胞中的各種分子，由于其中原子的排列而具有 ，是細(xì)胞內(nèi) 的能量形式。 (2)能量的轉(zhuǎn)換：細(xì)胞中的“燃料分子”(如 )被氧化時(shí)釋放的化學(xué)能，用于各種 。 (3)能量守恒定律：能量只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，既不會(huì)被 ，也不能被 。生物體內(nèi)或細(xì)胞中發(fā)生的只是各種能量形式的 。,勢(shì)能,最主要,基礎(chǔ)梳理,葡萄糖,生命活動(dòng),消滅,創(chuàng)造,相互轉(zhuǎn)變,2.吸能反應(yīng)和放能反應(yīng) (1)吸能反應(yīng) 產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)

3、物分子的勢(shì)能 。實(shí)例：光合作用，所需要的能量來(lái)自 。 (2)放能反應(yīng) 實(shí)例：所有細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)是 ，人們通常把該過(guò)程稱(chēng)為 。 (3)細(xì)胞中放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)的紐帶： 。,高,太陽(yáng)光,糖的氧化,細(xì)胞呼吸,ATP,下圖是生物體部分能量和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，請(qǐng)分析：,問(wèn)題探究,答案,答案甲是光合作用；屬于吸能反應(yīng)。,1.甲在綠色植物體內(nèi)指的是哪種反應(yīng)？這種反應(yīng)是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)？,答案乙是細(xì)胞呼吸，屬于放能反應(yīng)。,2.乙是哪個(gè)過(guò)程？是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)？,答案,答案ATP是細(xì)胞中放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)的紐帶，是細(xì)胞中的能量通貨。,3.ATP中的能量可以釋放出來(lái)供多種生命活動(dòng)需要，這說(shuō)明ATP的

4、作用是什么？,答案不會(huì)。,4.在能量從一種物質(zhì)到另一種物質(zhì)，從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的過(guò)程中，會(huì)不會(huì)增加或者減少？,綠色植物細(xì)胞中最重要的吸能反應(yīng)是光合作用，所有細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)是細(xì)胞呼吸，ATP是細(xì)胞中放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)的紐帶。能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中不會(huì)消失，也不會(huì)創(chuàng)造。,知識(shí) 整合,解析活細(xì)胞中的各種分子所具有的化學(xué)能是細(xì)胞內(nèi)最主要的能量形式。動(dòng)能、勢(shì)能、人體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能這些不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化。在活細(xì)胞中各種分子中的化學(xué)能也可以轉(zhuǎn)化為進(jìn)行其他各種生命活動(dòng)的能量。,1.活細(xì)胞內(nèi)的能量主要以什么形式存在 A.電子具有的勢(shì)能 B.各種分子的化學(xué)能 C.各種物質(zhì)由于不停地運(yùn)動(dòng)而具有的

5、動(dòng)能 D.細(xì)胞內(nèi)的熱能,拓展應(yīng)用,答案,解析,2.細(xì)胞呼吸是放能反應(yīng)，光合作用是吸能反應(yīng)，下列敘述中錯(cuò)誤的是 A.光合作用的反應(yīng)物(二氧化碳和水)含能較少 B.光合作用的產(chǎn)物(糖)含能較多 C.細(xì)胞呼吸的反應(yīng)物(糖)含能較少 D.細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物(二氧化碳和水)含能較少,答案,解析,解析光合作用是吸能反應(yīng)，因此其產(chǎn)物(糖)含能較多，反應(yīng)物(二氧化碳和水)含能較少。細(xì)胞呼吸是放能反應(yīng)，因此其反應(yīng)物(糖)含能較多，產(chǎn)物(二氧化碳和水)含能較少。,二、ATP的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),a： ；b： ；c： ；d： 。 2.特點(diǎn) (1)連接兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵比較 。 (2)水解時(shí)，高能磷酸鍵釋放的能量比連接

6、在糖分子上的普通磷酸鍵要 。,1.ATP的結(jié)構(gòu),腺嘌呤,基礎(chǔ)梳理,核糖,磷酸基團(tuán),高能磷酸鍵,不穩(wěn)定,多,下圖是ATP的組成，據(jù)圖分析：,問(wèn)題探究,答案,1.ATP的組成元素有哪些？含有幾個(gè)磷酸基團(tuán)？幾個(gè)高能磷酸鍵？,答案ATP的組成元素為C、H、O、N、P；含有3個(gè)磷酸基團(tuán)，2個(gè)高能磷酸鍵。,2.ATP中的“A”“T”和組成DNA分子中的 “A”“T”含義相同嗎？,答案,答案不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含義是3。DNA分子中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。,3.ATP徹底水解會(huì)得到哪些成分？,答案ATP徹底水解會(huì)得到腺嘌呤、核糖和磷酸。,4.ATP和

7、RNA在組成成分上有怎樣的聯(lián)系？,答案ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的結(jié)構(gòu)就是腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本單位之一。,ATP的組成元素為C、H、O、N、P；含有3個(gè)磷酸基團(tuán)，2個(gè)高能磷酸鍵；ATP徹底水解會(huì)得到腺嘌呤、核糖和磷酸；ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的結(jié)構(gòu)就是腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本單位之一。,知識(shí) 整合,解析組成ATP的化學(xué)元素有C、H、O、N、P。1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基團(tuán)組成ATP，其中含有兩個(gè)高能磷酸鍵，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。,3.關(guān)于ATP的化學(xué)組成的說(shuō)法中，正確的是 A.ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P B.ATP中的A表

8、示腺嘌呤 C.含有三個(gè)高能磷酸鍵 D.含有腺嘌呤和脫氧核糖,拓展應(yīng)用,答案,解析,解析1分子ATP由1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)構(gòu)成，其內(nèi)含有兩個(gè)高能磷酸鍵。ATP中存在的高能磷酸鍵，包括a處的化學(xué)鍵，而且a處的高能磷酸鍵最活潑，既容易斷裂而釋放出大量能量，也容易形成而貯存大量的能量。,4.如圖所示為ATP分子的結(jié)構(gòu)示意圖，其中水解時(shí)釋放能量最多的鍵是,答案,解析,A.a B.b C.c D.d,三、ATPADP循環(huán),ATP水解：能量用于_ ATP合成：能量來(lái)自細(xì)胞中的_,2.ATPADP循環(huán)的意義,1.ATPADP循環(huán)反應(yīng)式,吸能反應(yīng),基礎(chǔ)梳理,放能反應(yīng),3.結(jié)論：ATP是細(xì)胞中的 。,能量通貨,

9、在活細(xì)胞中，下圖中循環(huán)過(guò)程永不停止地進(jìn)行著。請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析回答ATPADP循環(huán)中的有關(guān)問(wèn)題：,問(wèn)題探究,答案,1.在綠色植物的葉肉細(xì)胞內(nèi)，與相應(yīng)的生理活動(dòng)有哪些？,答案光合作用和細(xì)胞呼吸。,2.A1和A2分別起什么作用？二者相同嗎？,答案,答案二者不相同。A1催化ATP的合成，是合成酶；A2催化ATP的水解，是水解酶。,3.動(dòng)物細(xì)胞中，能量E1的來(lái)源是什么？,答案來(lái)自于細(xì)胞呼吸過(guò)程中糖類(lèi)等有機(jī)物氧化分解釋放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。,4.中能量E2的去向有哪些？,答案轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量，用于生物的各項(xiàng)生命活動(dòng)。,合成ATP的能量來(lái)源于光合作用和細(xì)胞呼吸，ATP水解釋放

10、出的能量用于各種生命活動(dòng)，因此該轉(zhuǎn)化過(guò)程中，物質(zhì)是重復(fù)利用的，能量不可逆；又由于兩個(gè)過(guò)程的酶不同，場(chǎng)所不完全相同，所以ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化過(guò)程不是可逆反應(yīng)。,知識(shí) 整合,解析ATP、ADP是兩種不同的物質(zhì)；過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)需能部位，而過(guò)程發(fā)生在線粒體、葉綠體、細(xì)胞溶膠等部位；ATP含量很少但在細(xì)胞內(nèi)能迅速轉(zhuǎn)化。,5.下列關(guān)于“ATP ADPPi能量”的敘述中，正確的是 A.ATP與ADP是同一種物質(zhì)的兩種形態(tài) B.過(guò)程和過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是一樣的 C.細(xì)胞內(nèi)ATP含量很多，從而保證了生命活動(dòng)所需能量的持續(xù)供應(yīng) D.ADP、ATP的相互轉(zhuǎn)化，使細(xì)胞內(nèi)的ATP含量處于動(dòng)態(tài)平衡之中,拓展應(yīng)用,答

11、案,解析,解析根據(jù)題意“向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉不收縮”說(shuō)明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一條肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就發(fā)生明顯的收縮”說(shuō)明ATP是直接能源物質(zhì)。,6.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉不收縮；向同一條肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就發(fā)生明顯的收縮。這說(shuō)明 A.葡萄糖是能源物質(zhì) B.ATP不是能源物質(zhì) C.葡萄糖是直接能源物質(zhì) D.ATP是直接能源物質(zhì),答案,解析,生物體中與能量有關(guān)的物質(zhì) (1)直接能源物質(zhì)ATP。 (2)主要的能源物質(zhì)糖類(lèi)。 (3)主要的貯能物質(zhì)油脂。 (4)植物特有的貯能物質(zhì)淀粉。 (

12、5)動(dòng)物特有的貯能物質(zhì)糖元。 (6)最終能量來(lái)源太陽(yáng)能。,課堂小結(jié),APPP,能量通貨,當(dāng)堂檢測(cè),1.以下屬于放能反應(yīng)的是 A.光合作用 B.肌細(xì)胞中糖元的合成 C.細(xì)胞呼吸 D.氨基酸合成蛋白質(zhì),答案,解析,2,3,4,5,1,解析氨基酸合成蛋白質(zhì)、光合作用、肌細(xì)胞中糖元的合成，其產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物分子中的勢(shì)能高，是吸能反應(yīng)。所有細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)是糖的氧化，又稱(chēng)細(xì)胞呼吸。,2.細(xì)胞中放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)能量轉(zhuǎn)換的紐帶是 A.葡萄糖 B.二氧化碳 C.水 D.ATP,答案,解析,解析ATP中的能量是放能反應(yīng)產(chǎn)生的能量，細(xì)胞中的吸能反應(yīng)所需要的能量必須來(lái)自于ATP，故ATP是吸能反應(yīng)與

13、放能反應(yīng)的紐帶。,2,3,4,5,1,3.在生物體內(nèi)，ATP與ADP是可以相互轉(zhuǎn)化的。下列對(duì)這種轉(zhuǎn)化的敘述，錯(cuò)誤的是 A.ATP轉(zhuǎn)化成ADP時(shí)，釋放能量 B.ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)，吸收能量 C.這一轉(zhuǎn)化過(guò)程需要酶的參與 D.這一轉(zhuǎn)化過(guò)程說(shuō)明物質(zhì)與能量代謝都是可逆的,答案,解析,解析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化都需要酶的催化，而且是兩種不同的酶。ATP轉(zhuǎn)化成ADP時(shí)，釋放能量，供生命活動(dòng)利用；ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)，吸收能量。在兩者之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，物質(zhì)可逆而能量不可逆。,2,3,4,5,1,4.ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，下列關(guān)于ATP的相關(guān)敘述，正確的是 A.綠色植物ATP的來(lái)源包括光合作

14、用和細(xì)胞呼吸 B.自然界中的光能、熱能、機(jī)械能、電能和化學(xué)能都可以轉(zhuǎn)化為細(xì)胞中 的ATP C.細(xì)胞中的ATP含量很少，但數(shù)量恒定 D.人的心肌細(xì)胞中，ATP的合成速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分解速度，從而保證心肌 細(xì)胞有充足的能量供應(yīng),答案,解析,解析在自然界中主要通過(guò)植物的光合作用將光能轉(zhuǎn)化為細(xì)胞中的化學(xué)能；在細(xì)胞中ATP與ADP處于一個(gè)相對(duì)平衡狀態(tài)。,2,3,4,5,1,5.1997年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)科學(xué)家保羅博耶和英國(guó)科學(xué)家約翰沃克，以表彰他們?cè)谘芯肯佘杖姿岷腿绾卫媚芰窟M(jìn)行自身再生方面取得的成就。“腺苷三磷酸”簡(jiǎn)稱(chēng)“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三個(gè)相連的磷酸基團(tuán)，末端兩個(gè)磷酸鍵分解伴隨有較大的能量變化，是生物體內(nèi)能量