【生物】52细胞的能量通货--ATP课件2（人教版必修1）.ppt

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1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP人教版必修人教版必修1第2节 细胞能量“通货”ATP能量的形式和转换能量的形式和转换光能光能电鳐电能电鳐电能机械能机械能主动运输渗透能渗透能能量转换站能量转换站-叶绿叶绿体体通过绿色植物的光合作用，把光能以化学通过绿色植物的光合作用，把光能以化学能的形式储存在糖类、脂肪等有机物中。能的形式储存在糖类、脂肪等有机物中。光能光能电能电能活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能动力工厂动力工厂-线粒线粒体体 生物体通过呼吸作用分解体内有机物，生物体通过呼吸作用分解体内有机物，释放其中的能量，

2、用于生命活动。释放其中的能量，用于生命活动。稳定的化学能稳定的化学能活跃的化学能活跃的化学能+热能热能无氧呼吸和有氧的第一阶段：细胞质基质无氧呼吸和有氧的第一阶段：细胞质基质稳定的化学能稳定的化学能活跃的化学能活跃的化学能+热能热能是生物体进行生命活动的主要能源物质。是生物体进行生命活动的主要能源物质。糖类糖类是生物体内贮存能量的物质。是生物体内贮存能量的物质。脂肪脂肪这其中的能量能不能直这其中的能量能不能直接被生物体利用呢？接被生物体利用呢？不能。从有机物中释放出来的能量需要转化成一不能。从有机物中释放出来的能量需要转化成一种活跃的化学能以后才能用于各项生命活动，这种活种活跃的化学能以后才能

3、用于各项生命活动，这种活跃的化学能就是跃的化学能就是三磷酸腺苷三磷酸腺苷，简称为，简称为ATP。能量蕴藏在营养物质之中能量蕴藏在营养物质之中蛋白质：能源物质能源物质什么是什么是ATP？ATP是三磷酸腺苷是三磷酸腺苷(a adenosine denosine t tri rip phosphatehosphate)的英的英文缩写符号，文缩写符号，A-腺苷、腺苷、T-三、三、P-磷酸基。磷酸基。ATP的分子结构简式是：的分子结构简式是：AP P P。ATP是一种高能磷酸化合物。不仅因为是它的分是一种高能磷酸化合物。不仅因为是它的分子结构中含有磷酸，还因为它在水解时释放的能子结构中含有磷酸，还因为它

4、在水解时释放的能量是量是3054kJmol（千焦每摩尔千焦每摩尔）（一般将水）（一般将水解时，能够释放解时，能够释放2092kJmol能量的化合物都能量的化合物都叫做高能化合物）。叫做高能化合物）。ATP的水解释放的能量是一般磷酸键水解时释放的水解释放的能量是一般磷酸键水解时释放能量的两倍以上。能量的两倍以上。纯净的纯净的ATP是白色粉未状，能够溶于水，是白色粉未状，能够溶于水，可作为一种药品，可作为一种药品，ATP片剂可以口服，而片剂可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。主要注射液可以肌肉注射或静脉滴注。主要是用于是用于辅助辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症

5、、心肌炎等疾病，起到改善患者新陈代谢状况心肌炎等疾病，起到改善患者新陈代谢状况的作用。的作用。一、一、ATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键ATP的结构简式ATP的结构简式为AP P P腺苷磷酸基团高能磷酸键 ATP即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。二、ATP与ADP的相互转化A-PPPA-PP+Pi+能量酶酶ATPADP酶酶能量PiPi能量ATP与ADP的转化关系ATP转化成ADP时所需能量的主要来源美研制出世界第一台纳米发动机美研制出世界第一台纳米发动机 美国康奈尔大学的科学家已研制出世界上第一台美国康奈尔大学的科学家已研制出世界上第一台生物分子纳米发动机。

6、它仅一个病毒般大小，由生物分子纳米发动机。它仅一个病毒般大小，由ATP提供能量、提供能量、ATP合成酶驱动发动机运转。每加一次能合成酶驱动发动机运转。每加一次能量，纳米发动机可连续工作一小时。科学家高度评价量，纳米发动机可连续工作一小时。科学家高度评价此项科技成果，认为生物分子纳米发动机在医学领域此项科技成果，认为生物分子纳米发动机在医学领域将大有用武之地。例如，它可以充当一个将大有用武之地。例如，它可以充当一个“小护士小护士”，巡视全身。，巡视全身。分子马达分子马达生物将生物将ADP转化成转化成ATP时所需能时所需能量的量的根本来源根本来源是什么？是什么？是是光能光能。绿色植物通过光合作用，

7、将光能转。绿色植物通过光合作用，将光能转化成化成ATP中的化学能，并将中的化学能，并将ATP中的化学能中的化学能最终储存在糖类等有机物中。最终储存在糖类等有机物中。能能源源物物质质能源物质能源物质 糖类（主要能源物质）糖类（主要能源物质）、脂类、蛋白质、脂类、蛋白质储能物质储能物质 脂肪、淀粉（植物细胞）脂肪、淀粉（植物细胞）、糖元（动物细胞）、糖元（动物细胞）能量直接来源能量直接来源 （三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）最终能量来源最终能量来源 太阳光能太阳光能三、ATP的利用ATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源。是生物体新陈代谢所需能量的直接来源。A物质运输物质运输B物质合成物质合成C细胞分裂

8、细胞分裂D肌肉收缩肌肉收缩E生物发光等生物发光等直接能源物质 分子简式分子简式 与与 的关系的关系 在酶的作用下，ATP中远离A的高能磷酸键水解，释放出其中的能量，同时生成ADP和Pi；在另一种酶的作用下，ADP接受能量与一个Pi结合转化成ATP。合成时的合成时的 能量来源能量来源 植光合作用和呼吸作用 动呼吸作用 分解时的分解时的 能量利用能量利用 细胞分裂、根吸收矿质元素、肌肉收缩等生命活动。小结：小结：腺苷高能磷酸键磷酸基团磷酸肌酸磷酸肌酸ATP是细胞内主要的磷酸载体或能量传递体，是细胞内主要的磷酸载体或能量传递体，人体储存能量的方式不是人体储存能量的方式不是ATP而是磷酸肌酸。肌而是磷

9、酸肌酸。肌酸主要存在于肌肉组织中，骨骼肌中含量多于平酸主要存在于肌肉组织中，骨骼肌中含量多于平滑肌，脑组织中含量也较多，肝、肾等其它组织滑肌，脑组织中含量也较多，肝、肾等其它组织中含量很少。中含量很少。每个人生活都需要能量、使用能量，运动时每个人生活都需要能量、使用能量，运动时更需要为肢体活动持续地提供能量。各种化学能更需要为肢体活动持续地提供能量。各种化学能(碳水化合物、脂肪和蛋白质碳水化合物、脂肪和蛋白质)贮存在体内，最终贮存在体内，最终转化成三磷酸腺苷转化成三磷酸腺苷(ATP)。ATP是人体运动时的是人体运动时的直接供能物质。问题在于直接供能物质。问题在于ATP的数量有限。的数量有限。运

10、动时有四种不同的代谢过程向人体提供能运动时有四种不同的代谢过程向人体提供能量，两种是无氧的，两种是有氧的。究竟是哪种量，两种是无氧的，两种是有氧的。究竟是哪种代谢被用来提供能量，取决于运动的强度和持续代谢被用来提供能量，取决于运动的强度和持续时间时间。运动能量从哪里来？运动能量从哪里来？无氧能量系统无氧能量系统是三磷酸腺苷是三磷酸腺苷磷酸肌酸磷酸肌酸(ATP-CP)系统和糖酵解系统和糖酵解系统。肌肉运动时，首先由系统。肌肉运动时，首先由ATP分解，将能量直接供应分解，将能量直接供应肌肉收缩。若运动很剧烈，则肌肉收缩。若运动很剧烈，则CP立即将能量转移到二立即将能量转移到二磷酸腺苷磷酸腺苷(AD

11、P)分子上，生成分子上，生成ATP，ATP又继续分解供又继续分解供应能量。肌细胞中应能量。肌细胞中ATP存量很少，但存量很少，但CP的量却比的量却比ATP约多三倍，故二者的总和大致可供给约多三倍，故二者的总和大致可供给30秒钟的激烈运动。秒钟的激烈运动。该系统非常迅速。如要继续运动，就得由糖元分解生成该系统非常迅速。如要继续运动，就得由糖元分解生成乳酸，同时释放能量以生成乳酸，同时释放能量以生成ATP。尽管乳酸会导致肌尽管乳酸会导致肌肉酸痛，但它所产生的能量却是肉酸痛，但它所产生的能量却是ATP-CP系统的两倍。系统的两倍。糖酵解系统对应的是高强度、持续时间在糖酵解系统对应的是高强度、持续时间

12、在30秒秒3分钟分钟之间的运动。之间的运动。这两个系统适应于短跑、跳跃、举重运动等。这两个系统适应于短跑、跳跃、举重运动等。有氧能量系统有氧能量系统进行进行3分钟以上的运动，能量需要有分钟以上的运动，能量需要有氧代谢系统提供。它也同运动强度和持续氧代谢系统提供。它也同运动强度和持续时间直接相关。强度较低、持续时间大于时间直接相关。强度较低、持续时间大于3分钟小于分钟小于20分钟的运动，是氧化糖产生分钟的运动，是氧化糖产生大量的大量的ATP来供能。长于来供能。长于20分钟的低强度分钟的低强度运动则主要靠氧化脂肪来供能了。运动则主要靠氧化脂肪来供能了。在这一代谢过程中由于氧气能基本满在这一代谢过程

13、中由于氧气能基本满足需要，所以不会产生乳酸，肌肉不会酸足需要，所以不会产生乳酸，肌肉不会酸痛。专家们认为，中、老年人参加体育锻痛。专家们认为，中、老年人参加体育锻炼以有氧代谢的运动项目为主，因为这对炼以有氧代谢的运动项目为主，因为这对增强体质、延缓衰老有利。增强体质、延缓衰老有利。持续持续时间时间运动强度运动强度运动类型运动类型无无氧氧能能量量系系统统ATP-CP系统系统30秒钟秒钟 高强度高强度短跑、投掷、短跑、投掷、跳跃、举重等跳跃、举重等糖酵解系统糖酵解系统30秒秒3分钟分钟有有氧氧能能量量系系统统氧化糖类氧化糖类3分钟分钟-20分钟分钟 低强度低强度长跑、做体操、长跑、做体操、打太极拳等运打太极拳等运动动氧化脂肪氧化脂肪长于长于20分钟分钟ATP是细胞内能量转换的是细胞内能量转换的“中转站中转站”，可形象地把它比喻细胞内流通的可形象地把它比喻细胞内流通的“能量货币能量货币”，是生物体内能量代谢的，是生物体内能量代谢的中心中心，在生物能，在生物能量代谢中占有量代谢中占有核心核心地位。生物体内的新陈代地位。生物体内的新陈代谢正是因为细胞中的谢正是因为细胞中的ATP才能顺利地完成。才能顺利地完成。ATP和核酸的关系和核酸的关系