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1、第三章第三章 细胞的代谢细胞的代谢第一节第一节 细胞与能量细胞与能量一、能量的转化一、能量的转化能量守恒定律能量守恒定律 能量只能从一种形式转变成另一种形式能量只能从一种形式转变成另一种形式, ,既不会被消灭既不会被消灭, ,也不能被创造。也不能被创造。活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而具有势能，这种势能通常被称为化学能化学能化学能细胞内的最主要的能量形式细胞内的最主要的能量形式生物体内或细胞中发生的能量转化也同样遵循能量守恒定律，只是各种能量形式的相互转变， 而不会被消灭或被创造。 相传，我国晋朝相传，我国晋朝时有个青年叫车胤，时有个青年叫车胤，他酷爱学习，但由于他酷爱学习，但由于家贫
2、买不起蜡烛，不家贫买不起蜡烛，不能读书，于是就捉了能读书，于是就捉了很多萤火虫，装在薄很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃真能抵得上一支点燃的蜡烛呢的蜡烛呢! !他就借着他就借着萤火虫的光刻苦学习，萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学后来成为一位有大学问的人。问的人。 1 1、萤火虫发光的生物学意义是什么？、萤火虫发光的生物学意义是什么？2 2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3 3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？讨讨 论论相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后
3、代。相互传递求偶信号，以便交尾繁衍后代。腹部后端细胞内有荧光素。腹部后端细胞内有荧光素。腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。腹部细胞内有机物中储存的化学能转变为光能使其发光。细胞是一个有序的系统思考：思考：细胞怎样维持一个系统的有序性？细胞怎样维持一个系统的有序性？细胞是一个开放的系统所有的生物和细胞都必须不断的与外界进行物质所有的生物和细胞都必须不断的与外界进行物质和能量的交换。和能量的交换。二、吸能反应与放能反应二、吸能反应与放能反应你能说出生物体中哪些是吸能反应你能说出生物体中哪些是吸能反应，哪些是放能反应吗？，哪些是放能反应吗？吸能反应：吸能反应：光合作用光合作用、蛋白质
4、的合成蛋白质的合成、肌肉收缩肌肉收缩等等放能反应：糖的氧化分解（放能反应：糖的氧化分解（细胞呼吸细胞呼吸）细胞中有许多的吸能反应，所需的能细胞中有许多的吸能反应，所需的能量来自于细胞的放能反应量来自于细胞的放能反应两者之间靠什么联系呢？两者之间靠什么联系呢？ ？生物的生命活动需要生物的生命活动需要 能量！能量！主要能源主要能源物质？物质？主要储能主要储能物质？物质？糖糖类类脂脂肪肪这些物质能为生命活动直接供能吗这些物质能为生命活动直接供能吗?讨论讨论用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15
5、分钟荧光消失AB医用葡萄医用葡萄糖溶液糖溶液2mlATP注射注射液液2mlAB这个这个实验实验能说能说明什明什么问么问题题? ?的结构式的结构式腺苷三磷酸腺苷三磷酸的结构简式：的结构简式：APPP高能磷酸键高能磷酸键腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团普通磷酸键普通磷酸键高能磷酸化合物高能磷酸化合物 是指水解是指水解1mol1mol该物质能释放该物质能释放20.9220.92千焦以上能量的磷酸化合物千焦以上能量的磷酸化合物 1molATP 1molATP水解时释放的能量高达水解时释放的能量高达30.5430.54千千焦，所以焦，所以ATPATP是高能磷酸化合物。是高能磷酸化合物。 ATP 酶 ADP +
6、Pi + 能量资资料分析：料分析： 一个成年人在安静的状态下，一个成年人在安静的状态下，24h24h内竟内竟有有40kg40kg的的ATPATP转化成转化成ADPADP。 一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg0.5kg的的ATPATP分解释放能量，供运动所需。分解释放能量，供运动所需。 如果如果ATPATP分解转化成分解转化成ADPADP放能，而放能，而ADPADP不不能生成能生成ATPATP会有什么结果？说明什么？会有什么结果？说明什么？ ATP与ADP的相互转化能量的储存能量的 释放 ATP 酶 ADP + Pi + 能量ADP+Pi+能量 酶 A
7、TP1 1、从反应条件上看：、从反应条件上看：2 2、从能量上看：、从能量上看：3 3、从、从ATPATP的合成和分解场所上看：的合成和分解场所上看：结论：结论： ATPATP与与ADPADP相互转变的反应是不可逆的。相互转变的反应是不可逆的。反应条件不同，主要是酶不同。反应条件不同，主要是酶不同。能量来源不同。能量来源不同。这是一个可逆反应吗？这是一个可逆反应吗？ATP ATP ADP+PiADP+Pi+ +能量能量场所不同。场所不同。合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。可
8、逆反应的特点可逆反应的特点:正逆反应都在同一条件下进行正逆反应都在同一条件下进行合成酶，合成酶，储能储能水解酶，水解酶，放能放能物质可逆，能量不可逆。ATPATP的形成途径的形成途径1 1对动物和人来说，主要来自呼吸作用。对动物和人来说，主要来自呼吸作用。2 2对绿色植物来说，主要来自呼吸作用和光合作用。对绿色植物来说，主要来自呼吸作用和光合作用。糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，储存有大量的能量，但不能被直接利用但不能被直接利用储存的能量相对储存的能量相对来说少，但能被来说少，但能被直接利用直接利用能能量量1mol葡萄糖彻底氧化分解出葡萄糖彻底氧化分解出2870kJ,AT
9、P水水解释放能量约解释放能量约30.54KJ/mol.据计算，一分据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子所含的子葡萄糖所含的能量是一分子所含的能量的倍。能量的倍。ATP的利用渗透能渗透能机械能机械能电能，光能电能，光能化学能化学能电能电能小结小结 酶酶1一一. ATP具有高能磷酸键具有高能磷酸键1. ATP的分子结构简式是：的分子结构简式是：AP P P2. ATP的中文名称是：腺苷三磷酸的中文名称是：腺苷三磷酸二二. ATP与与ADP的相互转化的相互转化ATP酶酶2ADP +Pi +能量能量三三.ATP的来源的来源光合作用、呼吸作用等光合作用、呼吸作用等四四.ATP的利用的利用直接用于各项生
10、命活动直接用于各项生命活动1. ATP转化为转化为 ADP 可表示如下：式中可表示如下：式中X代表（代表（ ）2. 关于动物细胞中关于动物细胞中ATP的正确叙述（的正确叙述（ ）A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多在动物体细胞中普遍存在，但含量不多B、当它过分减少时，可由、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质在不依赖其他物质 条件下直接形成条件下直接形成C、它含有三个高能磷酸键、它含有三个高能磷酸键D、ATP转变为转变为ADP的反应是可逆的的反应是可逆的A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPi练一练练一练DA3. 对于反应式：对于反应式：ATP AD
11、P+Pi+能量，以下提法正确的是（能量，以下提法正确的是（ ）A、物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆物质和能量都是可逆 的的C、物质和能量都是不可逆的物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的物质是不可逆的，能量是可逆的酶酶酶酶A A4. ATP在细胞内的含量及其生成是（在细胞内的含量及其生成是（ ） A.很多，很快很多，很快 B.很少，很慢很少，很慢 C.很多，很慢很多，很慢 D.很少，很快很少，很快D D练一练练一练练一练练一练5.把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失了；如果滴一点了；如果滴一点ATP溶液，荧光将恢复。这说明萤溶液，荧光将恢复。这说明萤火虫的荧光是火虫的荧光是 转化而成的。转化而成的。 请写出相关的反应式：请写出相关的反应式： 。ATP ADP+Pi+光能光能酶酶ATP
