1、第一节 细胞与能量,第三章 细胞的代谢,方式一 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗作秋夕。可是大家想过没有：(1)萤火虫为什么要发光呢？(吸引异性来交尾)；(2)萤火虫的发光需要能量吗？(需要)；(3)我们知道，糖类、油脂和蛋白质都贮存着能量，这些物质能为萤火虫发光直接提供能量吗？(不能)。研究表明能为萤火虫发光直接提供能量的是ATP，这节课我们就来了解ATP。,课堂导入,方式二 纯净的ATP是一种白色粉末，能溶于水，ATP片剂可以口服，注射液可静脉注射或肌肉注射，主要用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。这节
2、课我们就来了解ATP的有关知识。,一、能量的转化、吸能反应和放能反应,二、ATP的结构及特点,内容索引,当堂检测,三、ATPADP循环,一、能量的转化、吸能反应和放能反应,1.能量的转化 (1)化学能：活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而具有 ，是细胞内 的能量形式。 (2)能量的转换：细胞中的“燃料分子”(如 )被氧化时释放的化学能，用于各种 。 (3)能量守恒定律：能量只能从一种形式转变为另一种形式，既不会被，也不能被 。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的。,势能,最主要,基础梳理,葡萄糖,生命活动,消灭,创造,相互转变,2.吸能反应和放能反应 (1)吸能反应 产物分子中的势能比
3、反应物分子的势能 。实例：光合作用，所需要的能量来自 。 (2)放能反应 实例：所有细胞中最重要的放能反应是 ，人们通常把该过程称为 。 (3)细胞中放能反应和吸能反应的纽带： 。,高,太阳光,糖的氧化,细胞呼吸,ATP,下图是生物体部分能量和物质的转化过程，请分析：,问题探究,答案,答案 甲是光合作用；属于吸能反应。,1.甲在绿色植物体内指的是哪种反应？这种反应是吸能反应还是放能反应？,答案 乙是细胞呼吸，属于放能反应。,2.乙是哪个过程？是吸能反应还是放能反应？,答案,答案 ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，是细胞中的能量通货。,3.ATP中的能量可以释放出来供多种生命活动需要，这说
4、明ATP的作用是什么？,答案 不会。,4.在能量从一种物质到另一种物质，从一种状态到另一种状态的过程中，会不会增加或者减少？,绿色植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用，所有细胞中最重要的放能反应是细胞呼吸，ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带。能量在转化的过程中不会消失，也不会创造。,知识 整合,解析 活细胞中的各种分子所具有的化学能是细胞内最主要的能量形式。动能、势能、人体内有机物中的化学能这些不同形式的能量可以相互转化。在活细胞中各种分子中的化学能也可以转化为进行其他各种生命活动的能量。,1.活细胞内的能量主要以什么形式存在 A.电子具有的势能 B.各种分子的化学能 C.各种物质由于不停
5、地运动而具有的动能 D.细胞内的热能,拓展应用,答案,解析,2.细胞呼吸是放能反应，光合作用是吸能反应，下列叙述中错误的是 A.光合作用的反应物(二氧化碳和水)含能较少 B.光合作用的产物(糖)含能较多 C.细胞呼吸的反应物(糖)含能较少 D.细胞呼吸的产物(二氧化碳和水)含能较少,答案,解析,解析 光合作用是吸能反应，因此其产物(糖)含能较多，反应物(二氧化碳和水)含能较少。细胞呼吸是放能反应，因此其反应物(糖)含能较多，产物(二氧化碳和水)含能较少。,二、ATP的结构及特点,a： ；b： ；c： ；d： 。 2.特点 (1)连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键比较 。 (2)水解时，高能磷酸键
6、释放的能量比连接在糖分子上的普通磷酸键要 。,1.ATP的结构,腺嘌呤,基础梳理,核糖,磷酸基团,高能磷酸键,不稳定,多,下图是ATP的组成，据图分析：,问题探究,答案,1.ATP的组成元素有哪些？含有几个磷酸基团？几个高能磷酸键？,答案 ATP的组成元素为C、H、O、N、P；含有3个磷酸基团，2个高能磷酸键。,2.ATP中的“A”“T”和组成DNA分子中的 “A”“T”含义相同吗？,答案,答案 不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含义是3。DNA分子中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。,3.ATP彻底水解会得到哪些成分？,答案 ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖
7、和磷酸。,4.ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？,答案 ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。,ATP的组成元素为C、H、O、N、P；含有3个磷酸基团，2个高能磷酸键；ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸；ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。,知识 整合,解析 组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P。1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成ATP，其中含有两个高能磷酸键，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。,3.关于ATP的化学组成的说法中，正确的是 A.ATP和核酸共有的元素是C、H、O、
8、N、P B.ATP中的A表示腺嘌呤 C.含有三个高能磷酸键 D.含有腺嘌呤和脱氧核糖,拓展应用,答案,解析,解析 1分子ATP由1个腺苷和3个磷酸基团构成，其内含有两个高能磷酸键。ATP中存在的高能磷酸键，包括a处的化学键，而且a处的高能磷酸键最活泼，既容易断裂而释放出大量能量，也容易形成而贮存大量的能量。,4.如图所示为ATP分子的结构示意图，其中水解时释放能量最多的键是,答案,解析,A.a B.b C.c D.d,三、ATPADP循环,ATP水解：能量用于_ ATP合成：能量来自细胞中的_,2.ATPADP循环的意义,1.ATPADP循环反应式,吸能反应,基础梳理,放能反应,3.结论：AT
9、P是细胞中的 。,能量通货,在活细胞中，下图中循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATPADP循环中的有关问题：,问题探究,答案,1.在绿色植物的叶肉细胞内，与相应的生理活动有哪些？,答案 光合作用和细胞呼吸。,2.A1和A2分别起什么作用？二者相同吗？,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.动物细胞中，能量E1的来源是什么？,答案 来自于细胞呼吸过程中糖类等有机物氧化分解释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 转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。,合成ATP的能量来源
10、于光合作用和细胞呼吸，ATP水解释放出的能量用于各种生命活动，因此该转化过程中，物质是重复利用的，能量不可逆；又由于两个过程的酶不同，场所不完全相同，所以ATP与ADP在细胞内的转化过程不是可逆反应。,知识 整合,解析 ATP、ADP是两种不同的物质；过程发生在细胞内需能部位，而过程发生在线粒体、叶绿体、细胞溶胶等部位；ATP含量很少但在细胞内能迅速转化。,5.下列关于“ATP ADPPi能量”的叙述中，正确的是 A.ATP与ADP是同一种物质的两种形态 B.过程和过程发生的场所是一样的 C.细胞内ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应 D.ADP、ATP的相互转化，使细胞内的A
11、TP含量处于动态平衡之中,拓展应用,答案,解析,解析 根据题意“向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就发生明显的收缩”说明ATP是直接能源物质。,6.科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就发生明显的收缩。这说明 A.葡萄糖是能源物质 B.ATP不是能源物质 C.葡萄糖是直接能源物质 D.ATP是直接能源物质,答案,解析,生物体中与能量有关的物质 (1)直接能源物质ATP。 (2)主要的能源物质糖类。 (3)主要的贮能物质油
12、脂。 (4)植物特有的贮能物质淀粉。 (5)动物特有的贮能物质糖元。 (6)最终能量来源太阳能。,课堂小结,APPP,能量通货,当堂检测,1.以下属于放能反应的是 A.光合作用 B.肌细胞中糖元的合成 C.细胞呼吸 D.氨基酸合成蛋白质,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 氨基酸合成蛋白质、光合作用、肌细胞中糖元的合成，其产物分子中的势能比反应物分子中的势能高，是吸能反应。所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，又称细胞呼吸。,2.细胞中放能反应与吸能反应能量转换的纽带是 A.葡萄糖 B.二氧化碳 C.水 D.ATP,答案,解析,解析 ATP中的能量是放能反应产生的能量，细胞中的吸能反应所需要
13、的能量必须来自于ATP，故ATP是吸能反应与放能反应的纽带。,2,3,4,5,1,3.在生物体内，ATP与ADP是可以相互转化的。下列对这种转化的叙述，错误的是 A.ATP转化成ADP时，释放能量 B.ADP转化成ATP时，吸收能量 C.这一转化过程需要酶的参与 D.这一转化过程说明物质与能量代谢都是可逆的,答案,解析,解析 ATP与ADP的相互转化都需要酶的催化，而且是两种不同的酶。ATP转化成ADP时，释放能量，供生命活动利用；ADP转化成ATP时，吸收能量。在两者之间的相互转化过程中，物质可逆而能量不可逆。,2,3,4,5,1,4.ATP是生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的相关叙述
14、，正确的是 A.绿色植物ATP的来源包括光合作用和细胞呼吸 B.自然界中的光能、热能、机械能、电能和化学能都可以转化为细胞中的ATP C.细胞中的ATP含量很少，但数量恒定 D.人的心肌细胞中，ATP的合成速度远远大于分解速度，从而保证心肌细胞有充足的能量供应,答案,解析,解析 在自然界中主要通过植物的光合作用将光能转化为细胞中的化学能；在细胞中ATP与ADP处于一个相对平衡状态。,2,3,4,5,1,5.1997年诺贝尔化学奖授予了美国科学家保罗博耶和英国科学家约翰沃克，以表彰他们在研究腺苷三磷酸和如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。“腺苷三磷酸”简称“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基团，末端两个磷酸键分解伴随有较大的能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。请回答下列问题： (1)ATP的分子简式是_，其中A代表_，T代表_，P代表_。,答案,APPP,2,3,4,5,1,腺苷,三个,磷酸基团,(2)写出ADP和ATP相互转化的反应式：_。 (3)经测定，正常成年人在静止状态下24 h将有40 kgATP发生转化，而细胞中ATP、ADP的总量仅为210 mol/L，为满足能量需要，生物体解决这一矛盾的合理途径是_。,答案,ATP与ADP之间要不断地迅速转化,2,3,4,5,1,