高中生物《细胞与能量》精品公开课PPT课件.ppt

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1、化学变化的过程都伴随化学变化的过程都伴随着着能量能量的转移或转化的转移或转化细胞与周围环境之间物质和能量的交细胞与周围环境之间物质和能量的交换，以及细胞内物质和能量的转变过换，以及细胞内物质和能量的转变过程，称为细胞的代谢。程，称为细胞的代谢。看你往哪跑！看你往哪跑！他们都在为生存而获取能量！他们都在为生存而获取能量！讨论：讨论：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.萤火虫发光需要什么条件？其体内有什么萤火虫发光需要什么条件？其体内有什么特殊物质吗？特殊物质吗？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？银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤.天街

2、夜色凉如水，卧看牛郎织女星。 杜牧秋夕 囊萤夜读 一、能量的转化一、能量的转化1.活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而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具有势能，这种势能通常被称为化学能，化学能，是细胞是细胞中最主要的能量形式。中最主要的能量形式。细胞中的能量转化主要就细胞中的能量转化主要就是研究细胞中与是研究细胞中与有关的能量转化。有关的能量转化。2.能量守恒定律，能量只能从一种形式转变为另一能量守恒定律，能量只能从一种形式转变为另一种形式，既不能被消灭也不能被创造。种形式，既不能被消灭也不能被创造。3.生物体是一个生物体是一个开放的系统开放的系统，必须

3、不断的与外界，必须不断的与外界进行物质和能量的交换。进行物质和能量的交换。能量的转变是如何实现的呢？能量的转变是如何实现的呢？吸能反应和放能反应吸能反应和放能反应二、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你能说出生物体中哪些是吸能反应，哪些是放能反应吗？反应，哪些是放能反应吗？1.吸能反应：吸能反应：等等2.放能反应：糖的氧化分解（放能反应：糖的氧化分解（）等）等细胞中有许多反应是吸能反应，所需的能量来自于细胞中有许多反应是吸能反应，所需的能量来自于细胞的放能反应。细胞的放能反应。？如：细胞呼吸如：细胞呼吸 C6H12O6+O2 酶酶 CO2 + H2O +能量(大

4、大分子分子-小小分子分子)(小小分子分子-大大分子分子)如：如： 氨基酸氨基酸酶酶蛋白质蛋白质+能量转移 释放 一个有趣的实验两支试管置于暗处可见荧光15分钟后，荧光消失A医用葡萄糖溶液2mlBATP注射液2ml两支试管置于暗处观察无荧光出现有荧光出现有荧光出现讨论：上述实验说明了什么问题？讨论：上述实验说明了什么问题？数十只萤火虫的发光器干燥后，研磨成粉末，取等量加入试管， 再各加入少量水混合AB葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，ATP能。ATP：直接的能源物质三维三维P29ATP化学能化学能 光能光能化学能化学能 电能电能化学能化学能 机械能机械能细胞中细胞中ATP能的转换能的转换能量的

5、转换发生部位肾肌细胞、纤毛上皮细胞萤火虫发光细胞神经、脑、味觉及嗅觉感受器叶绿体内耳视网膜ATP化学能 渗透能ATP化学能 机械能ATP化学能 辐射能ATP化学能 电能ATP化学能 化学能ATP化学能 电能ATP化学能 电能 一切生命活动所需能量都一切生命活动所需能量都直接直接来自来自ATPATPATP糖类、脂肪等糖类、脂肪等有机物有机物ATP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能被直接利用储存的能量能被直接利用能量能量能量能量用于各项生命活动用于各项生命活动ATP：直接的能源物质“能量通货能量通货” ATP中的能量是如何被利用的？ 为何在细胞中能迅速

6、转化成各种形式的能量被细胞直接利用呢？ ATP在细胞内含量很少，但在细胞中的含在细胞内含量很少，但在细胞中的含量处于动态平衡。这是为什么呢？量处于动态平衡。这是为什么呢？ATPATP-腺苷三磷酸、中文全称、中文全称A： T： P： 腺苷三个磷酸基团（Pi，P）2、ATP的结构式HNH C NN C CHC C H O O OH N N O H C O P O P O P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OH腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖腺苷腺苷(A)三个磷酸基团三个磷酸基团ATP的化学元素组成：C C、HH、OO、NN、P P3、 ATP的结构简式 P APP“” “” “

7、普通磷酸键”“高能磷酸键”高能指的是水解时释放的能量高P APP远离腺苷的高能磷酸键4、结构上的特点、结构上的特点思考：能量的变化？特点ATP的的水解水解过程过程ATP ADP+ Pi+能量ATP水解酶H2O 能量的来源：能量的来源： 能量的去向：能量的去向： 反应场所：反应场所：远离腺苷的高能磷酸键断开远离腺苷的高能磷酸键断开用于各项生命活动用于各项生命活动任何活细胞内任何活细胞内ATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，是一种 1 1、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。一个成年人在安分解

8、释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，静的状态下，24h24h内竟有内竟有40kg40kg的的ATPATP被水解。被水解。 2 2、肌肉收缩的直接能源物质是、肌肉收缩的直接能源物质是ATPATP。在人体安静。在人体安静状态时，肌肉内状态时，肌肉内ATPATP含量只能供肌肉收缩含量只能供肌肉收缩1 12s2s所需所需的能量。的能量。 资料：思考:通过以上资料，你能得到什么信息？总结：总结： 1、机体每天消耗、机体每天消耗ATP总量很多总量很多2、细胞中、细胞中ATP含量很少含量很少如何解决这一矛盾？呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用人、动物、真菌等人、动物、真菌等绿色植物

9、ADP +Pi +ATP 合成酶合成酶能量 能量的来源：能量的来源： 能量的去向：能量的去向： 反应场所：反应场所：储存在远离腺苷的高能磷酸键储存在远离腺苷的高能磷酸键呼吸作用分解有机物释放的化学能和呼吸作用分解有机物释放的化学能和光合作用中吸收的光能光合作用中吸收的光能线粒体，叶绿体，细胞溶胶线粒体，叶绿体，细胞溶胶ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化(ATP-ADP(ATP-ADP循环）循环）ATPATP水解酶ADP + Pi +能量ATP合成酶ATP和和ADP的相互转化是否是可逆反应？的相互转化是否是可逆反应？通常可以用一个反应式来表示两者的关系。通常可以用一个反应式来表示两

10、者的关系。ATPADPpi脱水合成水解放能反应所释放的能量用于ATP的合成ATP水解所产生的能量用于吸能反应ATPATP脱水合成脱水合成ATPATP水解水解场所场所细胞内所有需要细胞内所有需要的进行生命活动的结的进行生命活动的结构构酶酶“能量能量”呼吸作用分解有机物释呼吸作用分解有机物释放的和光合放的和光合作用中吸收的作用中吸收的储存在储存在ATPATP 中的化中的化学能，直接用于生命学能，直接用于生命活动活动ATP和和ADP的相互转化是否是可逆反应？的相互转化是否是可逆反应？线粒体、叶绿体、细胞溶胶ATPATP合成酶合成酶ATPATP水解酶水解酶化学能光能远离A的能量高能磷酸键物质可逆，能量

11、不可逆 ADP+Pi+能量能量ATP水解酶水解酶合成酶合成酶1、ATP水解水解（放能反应）（放能反应）能量的来源：能量的来源：ATP中远离腺苷的高能磷酸键断开中远离腺苷的高能磷酸键断开能量的去向：用于各项生命活动（如肌肉收缩、能量的去向：用于各项生命活动（如肌肉收缩、 神经细胞活动、细胞分裂等）神经细胞活动、细胞分裂等）2、ATP合成合成（吸能反应）（吸能反应）能量的来源：葡萄糖氧化（细胞呼吸）、光能能量的来源：葡萄糖氧化（细胞呼吸）、光能能量的去向：形成能量的去向：形成ATPATP中的中的远离腺苷的高能磷酸键远离腺苷的高能磷酸键小结3、ATP在细胞内含量在细胞内含量，但是，但是ATP-ADP

12、循环速循环速 度很快。所以度很快。所以ATP在细胞中的含量处于动态平衡。在细胞中的含量处于动态平衡。 保证生命活动中能量的供应。保证生命活动中能量的供应。4、ATP是细胞中普遍使用的能量载体，所含能量是细胞中普遍使用的能量载体，所含能量 不多，像小额钞票一样，便于流通使用，所以不多，像小额钞票一样，便于流通使用，所以 又被称为细胞中的又被称为细胞中的“能量通货能量通货” 。小结：与生命活动有关的能源物质小结：与生命活动有关的能源物质1 1、直接能源物质是、直接能源物质是ATPATP；2 2、主要能源物质是糖类；、主要能源物质是糖类；3 3、细胞内主要的储能物质是油脂，动物细胞内、细胞内主要的储

13、能物质是油脂，动物细胞内的糖元、植物细胞内的淀粉也是细胞内储存能的糖元、植物细胞内的淀粉也是细胞内储存能量的物质；量的物质；4 4、最终能量来源于太阳。、最终能量来源于太阳。 1. 在生物体活细胞内，不断进行着下面的化学反应： 请回答下列问题：(1)在动物细胞中，形成ATP需要能量，该能量主要由_来提供，也可以由_提供。(2)在植物叶肉细胞内，形成ATP的场所是_、_、_。(3)合成ATP的能量的主要来源是_作用，而分解ATP释放的能量用于_。 答案(1)需氧呼吸厌氧呼吸(2)细胞质基质（细胞溶胶）线粒体叶绿体(3)呼吸生物体生命活动2(2009年孝感模拟)有关反应式ADPPi能量ATP的叙述

14、，其中错误的是 ()A该反应表明了物质是可逆的，能量是不可逆的B反应过程中所需的酶和色素，可分布在叶绿体的基粒和基质中来源:学科网ZXXKC肺泡内的气体交换时，没有发生反应D有氧呼吸时，反应过程主要发生在H与氧结合成水时【答案】B3(2009年枣庄模拟)下列关于ATP的说法正确的是 ()AATP在植物和动物体内的来源相同BATP既可以贮存能量，又可以作为生命活动的直接能源物质C1 mol ATP完全氧化时释放2 870 kJ的能量DATP中的能量可以来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能【答案】B4(2008年唐山模拟年唐山模拟)在某细胞培养液中加入在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸标记的

15、磷酸分子，短时间内分离出细胞的分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但，发现其含量变化不大，但部分部分ATP的末端的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明已带上放射性标记，该现象不能说明 ()AATP中远离中远离A的的P容易脱离容易脱离B部分部分32P标记的标记的ATP是重新合成的是重新合成的CATP是细胞内的直接能源物质是细胞内的直接能源物质D该过程中该过程中ATP既有合成又有分解既有合成又有分解【答案答案】C5对动物体内的对动物体内的ATP的描述，正确的是的描述，正确的是()AATP分子中含有三个高能磷酸键分子中含有三个高能磷酸键B吸能反应一般与吸能反应一般与ATP的水解反应相联系的水解反应相联系C动物细胞中的动物细胞中的ATP都来自线粒体都来自线粒体D细胞生命活动所需能量都由细胞生命活动所需能量都由ATP直接提供直接提供答案：答案：B