第5章-细胞的能量供应和利用讲课讲稿.ppt

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1、第5章-细胞的能量供应和利用1.ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。2.ATP与ADP的相互转化。3.ATP的利用。重点难点 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？提示提示萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗?提示提示萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗?提示提示有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。问题探讨教学过程在奥运会上在奥运会上,运动员在赛场上进行拼搏运动员在赛场上进行拼搏,那么提供给他们的能源物质是什么那么提供给他们的能源物质是

2、什么?植物细胞的贮能物质植物细胞的贮能物质-淀粉淀粉动物细胞的贮能物质动物细胞的贮能物质-糖元糖元生物体的主要能源物质生物体的主要能源物质 -葡萄糖葡萄糖生物体的直接能源物质生物体的直接能源物质?(直接用于生物的生命活动直接用于生物的生命活动)ATP是细胞生命活动中的能量是细胞生命活动中的能量直接直接提供者提供者.阅读课本后思考ATP的分子简式、各成分的名称及其的分子简式、各成分的名称及其特点？特点？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为什么说为什么说ATP是是细胞内的一种细胞内的一种高能磷酸化合物？高能磷酸化合物？高能磷酸化合物：是指水解高能磷

3、酸化合物：是指水解1mol1mol该物该物质能释放质能释放20.9220.92千焦以上千焦以上能量的磷酸能量的磷酸化合物化合物 1molATP1molATP水解时释放的能量高达水解时释放的能量高达30.5430.54千焦千焦 高能磷酸化合物高能磷酸化合物:除了除了ATP,还有还有ADP;磷酸肌酸磷酸肌酸;3磷酸甘油酸磷酸甘油酸 等等背景资料背景资料APPPADPAMPATPATPATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键ATPATP三磷酸腺苷三磷酸腺苷 高能磷酸键高能磷酸键1 1、ATPATP：因因ATPATP中含有高能磷酸键中含有高能磷酸键AA腺苷腺苷TT三个三个PP磷酸基团磷酸基团 A

4、TPATP是高能磷酸化合物是高能磷酸化合物结构简式：结构简式：A-PPPADPADP二磷酸腺苷二磷酸腺苷 高能磷酸键高能磷酸键AA腺苷腺苷DD二个二个PP磷酸基团磷酸基团结构简式：结构简式：A-PP2 2、ADPADP：3 3、AMP AMP 是什么是什么？ADPADP是高能磷酸化合物吗？是高能磷酸化合物吗？AMP AMP 呢？呢？一磷酸腺苷一磷酸腺苷总结总结:ATPATP水解是哪一个高能磷酸键先发生水解？水解是哪一个高能磷酸键先发生水解？这个高能磷酸键键稳定吗？这个高能磷酸键键稳定吗？远离的那个远离的那个高能磷酸键高能磷酸键不稳定不稳定,易水解易水解注意注意APPPA-PPP(ATP)(AT

5、P)A-PP(ADP)(ADP)能量能量ATPATP酶酶 酶酶PiPiADP+PiADP+Pi+能量能量酶酶酶酶1 1、转化过程、转化过程图中的两种酶图中的两种酶是否相同是否相同？能量能量PiPiI IIIII二、二、ATP ATP和和ADPADP可以相互转化可以相互转化二、二、ATP ATP和和ADPADP可以相互转化可以相互转化2 2、ATPATP合成与合成与ATPATP分解的比较：分解的比较：反反 应应ATPADP+Pi+能量能量ADP+Pi+能量能量ATP反应类型反应类型酶的类型酶的类型场所场所能量来源能量来源能量去向能量去向酶酶酶酶水解反应水解反应合成反应合成反应水解酶水解酶合成酶合

6、成酶活细胞所有部位活细胞所有部位线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、细胞质基质等细胞质基质等高能磷酸键高能磷酸键有机物中的化学能有机物中的化学能、光能、光能用于各项生命活动用于各项生命活动储存于高能磷酸键储存于高能磷酸键中中结论结论：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 1 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：反应条件不同。反应条件不同。能量来源不同。能量来源不同。为什么说这不是一个可逆反应？为什么说这不是一个可逆反应？场所不同，合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿场所不同，

7、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。体。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。可逆反应的特点：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ATPATP的形成与能量来源的形成与能量来源1 1对动物和人来说，主要来自对动物和人来说，主要来自2 2对绿色植物来说，主要来自对绿色植物来说，主要来自呼吸作用呼吸作用呼吸作用和光合作呼吸作用和光合作用用三、三、ATP形成途径形成途径 四、四、ATP ATP的利用的利用 由此可知由此可知,ATP是细胞生命活动中是细胞生命活动中的能量直接提供者的能量直接提供者.而且绝大多数需要能量的而且绝大多

8、数需要能量的生命活动生命活动是由（是由（)直接提供的直接提供的五、生物的吸能和放能反应五、生物的吸能和放能反应吸能反应吸能反应-ATP水解水解放能反应放能反应-ATP合成合成吸能和放能反应是生物体的吸能和放能反应是生物体的吸能和放能吸能和放能,而不是指而不是指ATPATP在生物体内的含量多吗？ATP不多，那么生物是怎样满足能量需要的？思考思考作为能量的作为能量的“通货通货”，为各种生命活动直接提供能量，为各种生命活动直接提供能量ATP与与ADP的转化非常迅速，为生的转化非常迅速，为生物提供能量物提供能量能能源源来来源源能量直接来源能量直接来源主要能源物质主要能源物质生物体内重要储能物质生物体内

9、重要储能物质动物细胞内的储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源最终能源来源ATPATP糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太阳能太阳能有关能源物质的回顾与小结：有关能源物质的回顾与小结：ATPATP全称：三磷酸腺苷全称：三磷酸腺苷结构简式：结构简式：A-P A-PP PP P形成的主要途径：形成的主要途径：与与ADPADP相互转化相互转化利用：为各种生命活动提供能量利用：为各种生命活动提供能量 转化成各种形式的能量转化成各种形式的能量光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用ATPATP ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 酶酶IIII 酶酶I I知识结构教学反馈

10、本节课通过奥运会赛场上运动员消耗能量导入本节课的学本节课通过奥运会赛场上运动员消耗能量导入本节课的学习，了解习，了解 ATP是生物体的直接能量的来源。这样处理能够是生物体的直接能量的来源。这样处理能够激发学生的学习兴趣，进一步学习激发学生的学习兴趣，进一步学习ATP的结构。在的结构。在ATP与与ADP的转化中结合了课本上的转化中结合了课本上 的图示使学生掌握之间转化的的图示使学生掌握之间转化的实质，并结合化学中的可逆反应，进一步学习实质，并结合化学中的可逆反应，进一步学习ATP 释放的释放的能量用于细胞以及生物体的多项生命活动。而能量用于细胞以及生物体的多项生命活动。而 ATP 合成所合成所需

11、要的能量来源于有机物氧化的能量或光能。使学生对前需要的能量来源于有机物氧化的能量或光能。使学生对前面的知识进行了复习，有引导学生去预习后面章节的知识。面的知识进行了复习，有引导学生去预习后面章节的知识。3 3、海洋中电鳗有放电现象，其电能是由（、海洋中电鳗有放电现象，其电能是由（）A A、有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来；、有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来；B B、由热能转变而来；、由热能转变而来；C C、由光能转变而来；、由光能转变而来；D D、由、由ATPATP转变面转变面ADPADP时释放的化学能转变而来。时释放的化学能转变而来。D2 2、下列过程中含量增加的是（）、下列过程

12、中含量增加的是（）、进入小肠上皮细胞、苯进入生物细胞、进入小肠上皮细胞、苯进入生物细胞、氧气进入组织细胞、甘油进入小肠上皮细胞、氧气进入组织细胞、甘油进入小肠上皮细胞1 1、下列关于、下列关于ATPATP的描述中，正确的是（的描述中，正确的是（）A A、ATPATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物所以被称为高能磷酸化合物B B、三磷酸腺苷可简写为、三磷酸腺苷可简写为A-P-PP C C、ATPATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中D D、ATPATP中大量的能量储存在高能磷酸键中中大量的能量

13、储存在高能磷酸键中D课后习题教学参考酶 ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是：高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是：它的高能磷酸键（也即酸酐键，用它的高能磷酸键（也即酸酐键，用“”表示），水解水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上倍以上（一般（一般20.92 kJ/mol）。这里需要说明的是，化学中）。这里需要说明的是，化学中使用的使用的“键能”和生物化学中使用的“高能键”，含义是完全不同的。化学中“键能”的含义是指断裂一个化学键所需要提供的能量；生物化学中所说的“高能键

14、”是指该键水解时能释放出大量能量。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为、磷酸基团。ATP的结构式是：分析ATP的结构式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合，形成ATP。ATP分子中的分子中的磷酸基团水解时，能释放释放30.5 kJ/mol的能量，而的能量，而6-磷酸葡萄糖水解时释放的能量只有13.8 kJ/mol。需要指出的是，ATP分子既可以水解一个磷酸基团（磷酸基团），而形成二磷酸而形成二磷酸腺苷（腺苷（ADP）和磷酸（）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷

15、酸）；又可以同时水解两个磷酸基团（基团（磷酸基团和磷酸基团），而形成一磷酸腺苷（AMP）（腺嘌呤核糖核苷酸）和焦磷酸（PPi）。后一种水解方式在某些生物合成中具有特殊意义。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP。ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下这些能量的形式主要有以下6种：种：渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能。机械能细胞内各种结构的运动都是在

16、做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等。电能大脑的思考神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。化学能细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。光能目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。热能有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物的体温的提升和维持。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢