1、名校名 推薦細(xì)胞中的能源物質(zhì)備課資料突破思路通過(guò)初中內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道糖類、脂類是細(xì)胞內(nèi)的能源物質(zhì)，但是這些能源物質(zhì)是如何供能，以及能否直接供能，它們與細(xì)胞代謝的關(guān)系如何，學(xué)生了解較少。本節(jié)要完成的主要任務(wù)是：通過(guò)對(duì)各種能源物質(zhì)的比較學(xué)習(xí)，明確糖類、脂肪、ATP 等能源物質(zhì)在細(xì)胞代謝中的地位和作用。其中ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、 ATP與 ADP的相互轉(zhuǎn)變、 ATP的生理作用是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。為此，在教學(xué)中先安排了一個(gè)難度較大的探究活動(dòng)，利用新鮮的蛙腓腸肌做實(shí)驗(yàn)材料，明確 ATP和葡萄糖在生命活動(dòng)中的作用的不同。在完成該探究活動(dòng)的同時(shí)，教師可聯(lián)系關(guān)于“螢火蟲(chóng)發(fā)光器”的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)拓學(xué)生的思路，鼓勵(lì)學(xué)

2、生設(shè)計(jì)新的方案。同時(shí)也可向?qū)W生出示 ATP藥品的使用說(shuō)明書，加深對(duì)ATP功能的理解。關(guān)于 ATP的結(jié)構(gòu)，限于學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)，在此不宜過(guò)于深入。但要指導(dǎo)學(xué)生分析圖3 21 中三個(gè)色塊代表的含義，明確ATP 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中所有符號(hào)代表的意義，特別是要強(qiáng)調(diào)ATP中大量的化學(xué)能儲(chǔ)存的部位，通過(guò)查找并分析相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)分析ATP中高能磷酸鍵與一般化合物中普通化學(xué)鍵的區(qū)別。同樣，對(duì)于 ATP的形成途徑，因?qū)W生還未學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸和光合作用的過(guò)程，在此也不宜太具體地講解。但教學(xué)中應(yīng)抓住教材中“ATP 再生迅速而含量穩(wěn)定、移動(dòng)迅速、供能高效”的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分析ATP在能量“轉(zhuǎn)移”中所起到的關(guān)鍵作用，讓學(xué)生感悟，在神奇的

3、自然選擇過(guò)程中之所以“選中”ATP作為生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，是因?yàn)锳TP既解決了線粒體“產(chǎn)能”和細(xì)胞各處都要“用能”在空間上的矛盾，又解決了能量在糖類、脂肪等物質(zhì)中“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和細(xì)胞代謝需要“靈活利用”的矛盾；從而真正理解 ATP在能量代謝過(guò)程中扮演的角色“能量流通的貨幣” 。對(duì)于糖類、脂類等相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以從兩個(gè)方面著手：一是通過(guò)分析圖表明確單糖、二糖、多糖的種類和特點(diǎn)，明確脂肪、類脂、固醇的常見(jiàn)種類及作用；二是通過(guò)對(duì)這些物質(zhì)在細(xì)胞中的含量、生命活動(dòng)中供能的比例、單位質(zhì)量的供能多少等數(shù)據(jù)的比較，進(jìn)一步明確它們?cè)谀芰看x中的地位。能源物質(zhì)的供能順序人體所需要的能量主要來(lái)自于糖類氧化分解，只

4、有當(dāng)糖類代謝發(fā)生障礙時(shí)，人體才會(huì)動(dòng)用脂肪和蛋白質(zhì)氧化分解供能，當(dāng)糖類和脂肪的攝入量都不足時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)就將成為主要的供能物質(zhì)；然而當(dāng)糖和脂肪供應(yīng)充足，且其代謝過(guò)程又都正常時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解供能就會(huì)相應(yīng)減少?？茖W(xué)家們認(rèn)為，人們?cè)诿鎸?duì)饑餓時(shí)，最簡(jiǎn)便高效的能源葡萄糖的來(lái)源減少，人體只能依靠挖東墻補(bǔ)西墻的方法解決能源危機(jī)。 先降低“二線器官” 諸如心臟、骨骼肌和腎的 “生活標(biāo)準(zhǔn)”，讓它們放棄葡萄糖，轉(zhuǎn)而利用含量豐富的“煤炭”脂肪，以保證人體最重要器官大腦對(duì)“天然氣”葡萄糖的使用；如果饑餓狀態(tài)繼續(xù)下去，機(jī)體就開(kāi)始“考慮”破壞“廠房”，分解最原始的“建筑材料”蛋白質(zhì)（主要是分解骨骼肌和心?。?，來(lái)維持機(jī)

5、體的正常運(yùn)作。糖元糖元是由許許多多葡萄糖組成的大分子多糖，它微溶于水，能通過(guò)氧化分解或酵解而迅1名校名 推薦速釋放能量。糖元除由葡萄糖合成以外，其他單糖如果糖、半乳糖等也能合成。由單糖合成糖元的過(guò)程，就叫糖元的合成。糖元的合成，主要在肝臟和肌肉中進(jìn)行。糖元還可以由非糖物質(zhì)如甘油、丙酮酸、乳酸、某些氨基酸等轉(zhuǎn)變而成。由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成糖元的過(guò)程，就叫糖元的異生作用，糖元的異生作用發(fā)生在肝臟中。糖元是一種可以迅速利用的貯能形式（脂肪雖然貯能最多，但是不像糖元那樣能被迅速利用），因此，糖元的合成和異生作用具有重要的生理意義。當(dāng)大量的食物經(jīng)過(guò)消化，其中的葡萄糖被陸續(xù)吸收入血液以后，血糖含量會(huì)顯著地增加。

6、這時(shí)，肝臟可以把一部分葡萄糖轉(zhuǎn)變成糖元，暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，使血糖含量仍然維持在 80 120mgdL 的范圍內(nèi)，當(dāng)血糖含量由于消耗而逐漸降低時(shí)，肝臟中的糖元又可以轉(zhuǎn)變成葡萄糖，陸續(xù)釋放到血液中，使血糖含量還維持在 80120 mg dL 的范圍內(nèi)?？梢?jiàn)，糖元的合成，不但有利于儲(chǔ)存能量，而且還可以調(diào)節(jié)血糖含量。在某些生理狀況下，如劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉內(nèi)的肌糖元經(jīng)酵解生成了大量乳酸。乳酸由血液運(yùn)輸?shù)礁闻K，可以合成肝糖元。可見(jiàn)，糖元的異生作用，對(duì)于回收乳酸分子中的能量，更新肝糖元，防止乳酸中毒的發(fā)生等都具有一定的意義。細(xì)胞中的能源物質(zhì)背景練習(xí)1. 生命活動(dòng)所需的能量的最終來(lái)源是什么？人與動(dòng)物能不能直接利用這

7、種能源？2. 哪幾種細(xì)胞器具有能量轉(zhuǎn)化的功能？答案： 1. 生命活動(dòng)所需的能量的最終來(lái)源是太陽(yáng)能，人與動(dòng)物不能直接利用太陽(yáng)能，必須由植物先將光能轉(zhuǎn)化成為有機(jī)物中的化學(xué)能后，才可以利用。2. 線粒體和葉綠體具有能量轉(zhuǎn)化的功能。 葉綠體是將光能轉(zhuǎn)化成為細(xì)胞能利用的化學(xué)能，線粒體是進(jìn)行有氧呼吸，將有機(jī)物中的化學(xué)能釋放出來(lái)。知識(shí)鏈接地球上的能量來(lái)源是太陽(yáng)，生態(tài)系統(tǒng)中的所有的能量都是由太陽(yáng)提供的。線粒體和葉綠體的功能在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)一節(jié)中有部分涉及。細(xì)胞中的能源物質(zhì)習(xí)題解析鞏固提高：方法點(diǎn)撥1. 解析：在正常情況下，人和動(dòng)物體所需要的能量主要是由糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類氧化分解供給的，只有當(dāng)糖類代謝發(fā)生障礙

8、，引起供能不足ATP 都是細(xì)胞中的能源物時(shí)，才由脂肪和蛋白質(zhì)氧化分解供給能量，保證機(jī)體的能量需要。質(zhì)。當(dāng)糖類 a 和脂肪的攝入量都不足時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解就會(huì)增加。而當(dāng)大量攝入糖類和脂肪時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解就會(huì)減少。糖類、脂類和蛋白質(zhì)中的能量釋放出來(lái)后，只有轉(zhuǎn)移到ATP 中后才能直2名校名 推薦接被利用。答案： ATP是生命活動(dòng)的直接能量物質(zhì)，糖類是主要的能源物質(zhì)，脂肪是重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)，其他有機(jī)蛋白質(zhì)等也能為生命活動(dòng)提供能量，但只有在糖類和脂肪供應(yīng)不足時(shí)才動(dòng)用蛋白質(zhì)。2. 解析：在生物界中，物質(zhì)是循環(huán)利用的，而能量的流動(dòng)是考查 ATP與 ADP相互單向的。當(dāng)ATP 水解后，高能磷酸鍵中的

9、能量釋放出來(lái)直接用于轉(zhuǎn)換的關(guān)系，屬于應(yīng)用層各項(xiàng)生命活動(dòng)，例如可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能等。而這部分能量次。當(dāng)學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的被利用之后，不可能再與ADP、 Pi 結(jié)合重新變成ATP中高能磷酸物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的內(nèi)鍵中所貯存的能量。 所以可以說(shuō)， ATP和 ADP之間的轉(zhuǎn)換物質(zhì)是可容后，聯(lián)系這里關(guān)于物質(zhì)逆的，能量是不可逆的。代謝和能量代謝的知識(shí)，答案：不同意?？捎懈羁痰睦斫?。理由是： ADP和 Pi 是合成 ATP的原料，也是 ATP分解的產(chǎn)物，故從轉(zhuǎn)換式中的物質(zhì)來(lái)看ATP和 ADP之間的轉(zhuǎn)換是可逆的，而從能量方面來(lái)分析， ATP合成所需要的能量主要來(lái)自生物體呼吸作用所釋放出來(lái)的一部分能量，綠色植物還可來(lái)自葉綠體色素吸收的太陽(yáng)能，而ATP 分解，由高能磷酸鍵斷裂釋放出的能量用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，如物質(zhì)吸收和合成，細(xì)胞分裂，動(dòng)物肌肉收縮，轉(zhuǎn)化為生物電能等。這些能量最終以熱能的形式耗散，生物體無(wú)法再加以利用。3. 解析：在人體細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì)有糖元、脂肪等，但脂肪是人體細(xì)胞中儲(chǔ)是脂肪是生物體內(nèi)的主要儲(chǔ)能物質(zhì)。存能量的物質(zhì)。答案：一般成年人體內(nèi)儲(chǔ)存的糖元只有幾百克, 而脂肪的儲(chǔ)存量則高達(dá)數(shù)千克甚至十幾千克。 1 克