生物细胞的能量“通货”──(新人教必修)课件

1、生物细胞的能量“通货”(新人教必修)知识回顾知识回顾1、酶的概念、酶的概念2、酶的作用、酶的作用3、酶的特性、酶的特性 是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。绝大是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。因而催化效率更高。具有高效性具有高效性具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pH生物细胞的能量“通货”(新人教必修)在生命系统中：在生命系统中：主要的能源物质：

2、主要的能源物质：最终的能量来源：最终的能量来源：主要的贮能物质：主要的贮能物质： 那么又是谁那么又是谁直接直接给我们的生命活给我们的生命活动提供能量呢？动提供能量呢？糖类糖类脂肪脂肪太阳能太阳能生物细胞的能量“通货”(新人教必修)第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATPATP第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用生物细胞的能量“通货”(新人教必修)1.1.简述简述ATPATP的化学组成和特点。的化学组成和特点。 2.2.写出写出ATPATP的分子简式。的分子简式。3.3.解释解释ATPATP在能量代谢中的作用。在能量代谢中的作用。生物细胞的能量“通货”(新人教必

3、修)问题探讨问题探讨萤火虫发光需要能量吗萤火虫发光需要能量吗?生物细胞的能量“通货”(新人教必修)能量能量荧光素酶荧光素酶氧气氧气荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素荧光荧光氧化荧氧化荧光素光素发出发出谁提供？谁提供？生物细胞的能量“通货”(新人教必修)提出问题提出问题: 萤火虫发光所需的能量是由葡萄萤火虫发光所需的能量是由葡萄糖糖、脂肪直接提供的吗？还是其他脂肪直接提供的吗？还是其他物质？物质？作出假设作出假设:葡萄糖是萤火虫发光的直葡萄糖是萤火虫发光的直接能源物质接能源物质生物细胞的能量“通货”(新人教必修)AB15min荧荧光光消消失失暗处暗处有荧光有荧光出现出现葡萄糖溶液葡萄糖溶液溶液

4、溶液CD脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现无荧光无荧光出现出现生物细胞的能量“通货”(新人教必修)上述实验结果能说明什么问题？ 萤火虫发光所需的能量是由萤火虫发光所需的能量是由ATPATP直接提供的。直接提供的。生物细胞的能量“通货”(新人教必修)1.萤火虫发光的生物学意义主要是相互萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信传递求偶信号号，以便交尾、繁衍后代。，以便交尾、繁衍后代。 2.萤火虫腹部后端细胞内的萤火虫腹部后端细胞内的荧光素荧光素，是其特有的发，是其特有的发光物质。光物质。3.有。萤火虫腹部细胞内一些有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学有机物

5、中储存的化学能能，只有在，只有在转变成光能转变成光能时，萤火虫才能发光。时，萤火虫才能发光。生物细胞的能量“通货”(新人教必修)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 据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子据计算，一分子葡萄糖所含的能量是一分子所含的能量的倍。所含的能量的倍。能量能量ATP细胞的能量细胞的能量“通货通货” （直接能源（直接能源）“ATP究竟有何结构特点使其能充当究竟有何结构特点使其能充当能量通货的角色？能量通货的角色？” 生物细胞的能量“通货

6、”(新人教必修)1、化学组成：、化学组成：元素组成：元素组成： ATP( 三磷酸腺苷三磷酸腺苷)腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸磷酸基团基团磷酸磷酸基团基团磷酸磷酸基团基团三个磷酸基团三个磷酸基团2、结构简式：、结构简式：A-PPP一、一、ATP的化学组成和特点的化学组成和特点腺嘌呤、核糖、磷酸腺嘌呤、核糖、磷酸生物细胞的能量“通货”(新人教必修) ATPATP ADPADP全称全称结构简式结构简式符号含义符号含义A A代表代表 ；P P代表代表 ； 代表代表 。T T代表代表 ； D D代表代表 ；高能磷酸键数高能磷酸键数 个个 个个三磷酸腺苷三磷酸腺苷A-PPP腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团高能磷酸键高

7、能磷酸键三三二磷酸腺苷二磷酸腺苷A-PP二二两两一一PPP APPP（30.54kj/mol）容易水解和重新形成，释容易水解和重新形成，释放和储存大量的能量。放和储存大量的能量。一、一、ATP的化学组成和特点的化学组成和特点生物细胞的能量“通货”(新人教必修)PPP核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤APPP很容易水解；释放出大量能量很容易水解；释放出大量能量 （30.54kJ/mol）ATPATP高能磷酸键高能磷酸键腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团生物细胞的能量“通货”(新人教必修)PPP核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤P核核糖糖腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸三磷酸腺苷与腺嘌呤核糖核苷酸的区别：三磷酸腺苷与腺嘌呤

8、核糖核苷酸的区别：ATPATP生物细胞的能量“通货”(新人教必修)资料资料2： 一正常人体中一正常人体中ATP和和ADP总量很少，基本保持一定，总量很少，基本保持一定，约为约为2mg10mg，但一个成年人静止状态下一天将有，但一个成年人静止状态下一天将有40kg的的ATP发生水解，发生水解，ATP的含量很少需要却很多，生的含量很少需要却很多，生物体是如何解决这一矛盾的呢？物体是如何解决这一矛盾的呢？资料资料1：科学家在研究细胞科学家在研究细胞ATPATP的含量与氧含量关的含量与氧含量关系时得到如下图的实验结果，此图说明了什么？系时得到如下图的实验结果，此图说明了什么？ATP含量含量 O2含量含

9、量 ATPATP在细胞内的含量在细胞内的含量是相对稳定的，从而使生是相对稳定的，从而使生物体内部总保持一种稳定物体内部总保持一种稳定的供能环境。的供能环境。一、一、ATP的化学组成和特点的化学组成和特点生物细胞的能量“通货”(新人教必修)A-PP P(ATP)(ATP)A-PP(ADP)(ADP)能量能量PiPi酶酶酶酶图中的两种酶图中的两种酶是否相同是否相同 ？能量能量PiPi二、二、ATP和和ADP相互转化相互转化断键断键合成酶合成酶分解酶分解酶生物细胞的能量“通货”(新人教必修)归纳巩固归纳巩固 左左右：右：ATP分解：释放能量分解：释放能量 右右左：左：ATP合成：需要能量合成：需要能

10、量为生命活为生命活动供能动供能光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用A-PPP (ATP) (ATP) 酶酶IIII 酶酶I IA-PP + Pi + + Pi + 能量能量(ADP)(ADP)思考：上述是否是可逆反应？思考：上述是否是可逆反应？二、二、ATP和和ADP相互转化相互转化生物细胞的能量“通货”(新人教必修)从上图可看出，从上图可看出，ATP与与ADP的相互转化并非可逆反应，的相互转化并非可逆反应，原因有以下三点：原因有以下三点：（1）从反应条件来看：）从反应条件来看：ATP的分解是一种水解反应，的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶（酶催化该反应的酶属于水解酶（酶2）；生成）；

11、生成ATP的反的反应是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶（酶应是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶（酶1），故两者是不可逆反应。），故两者是不可逆反应。（2）从反应场所来看：合成）从反应场所来看：合成ATP的场所是细胞质基的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体，而分解质、线粒体、叶绿体，而分解ATP的场所则很多。的场所则很多。生物细胞的能量“通货”(新人教必修)（3）从能量上看：）从能量上看：ATP水解释放的能量是储存于高水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（光能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（光反应阶段合成的反应阶段合成的ATP只用于暗反应）；而合

12、成只用于暗反应）；而合成ATP所所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的化学能。合作用所固定的化学能。生物细胞的能量“通货”(新人教必修)ATPATP水解水解ATPATP合成合成反应条件反应条件反应场所反应场所能量转化能量转化能量来源能量来源能量去向能量去向物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的水解酶水解酶合成酶合成酶多种场所多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶绿体放能放能储能储能高能磷酸键高能磷酸键细胞呼吸、光和作用细胞呼吸、光和作用用于各项用于各项生命活动生命活动储存在储存在ATPAT

13、P中中生物细胞的能量“通货”(新人教必修)用于大脑思考用于大脑思考用于生物发电发光用于生物发电发光用于主动运输用于主动运输 、细胞的、细胞的生长分裂等生长分裂等ATP用于恒定体温用于恒定体温用于各种运动，如用于各种运动，如肌细胞收缩肌细胞收缩三、三、 ATP的利用的利用 生物细胞的能量“通货”(新人教必修)ATP机械能机械能（如如肌细胞收缩）肌细胞收缩）热能热能（如如维持体温）维持体温）渗透能渗透能（如如主动运输）主动运输）电能电能（如如电鳐放电）电鳐放电）光能光能（如如萤火虫发光）萤火虫发光）转转化化为为化学能化学能（如如葡萄糖和果糖合成蔗糖）葡萄糖和果糖合成蔗糖）三、三、 ATP的利用的利

14、用 生物细胞的能量“通货”(新人教必修)1.ATP1.ATP的结构简式：的结构简式： AP P P2.ATP2.ATP和和ADPADP相互转化：相互转化：+PiATP ADP + 能量能量 ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶3.ATP3.ATP的利用：的利用：易断裂易断裂易形成易形成生物细胞的能量“通货”(新人教必修)1，ATP的中文名是什么？的中文名是什么？，ATP的结构简式是：（的结构简式是：（ ）A：A-P-PP B：A-PPPC：APP-P D：APPP，ATP简式简式中中A、P、别代表什么？别代表什么？，ATP中大量的能量储存在哪个位置？中大量的能量储存在哪个位置？组组三磷酸腺苷三

15、磷酸腺苷储存在高能磷酸键中储存在高能磷酸键中，为什么说，为什么说ATP是细胞内的一种是细胞内的一种高高能磷酸化合物能磷酸化合物？生物细胞的能量“通货”(新人教必修)，ATPATP水解是哪一个高能磷酸键先水解是哪一个高能磷酸键先发生水解？发生水解？，ATPATP水解会形成游离的（水解会形成游离的（ ）放）放出（出（ ），），ATPATP就转化为（）。就转化为（）。，ADPADP的中文名称是什么？的中文名称是什么？，ATPATP和和ADPADP是如何是如何转化转化的？的？组组远离的那个远离的那个能量能量二磷酸腺苷二磷酸腺苷和在细胞中含量都很少和在细胞中含量都很少，但一个成年人，但一个成年人在安静状

16、态下，内竟有的发生转化，在安静状态下，内竟有的发生转化，这说明（）这说明（）在人体细胞中分布广泛在人体细胞中分布广泛容易分解为容易分解为容易合成贮存起来容易合成贮存起来和的相互转化十分迅速和的相互转化十分迅速生物细胞的能量“通货”(新人教必修)，ADPADP转化为转化为ATPATP的过程中所需的能量不可能的过程中所需的能量不可能来自来自（）（）光合作用生物的呼吸作用光合作用生物的呼吸作用植物的蒸腾作用植物的蒸腾作用，细胞内，细胞内ATPATP和和ADPADP相互转化的能量供应机制，相互转化的能量供应机制，是生物界的（是生物界的（ ），ATP ATP ADP+Pi+ADP+Pi+能量，能量，是一

17、个可逆反应吗？是一个可逆反应吗？组组, ,细胞中绝大多数需要能量的细胞中绝大多数需要能量的生命活动生命活动是由是由（ ）提供的？）提供的？，下列过程中含量增加的是（），下列过程中含量增加的是（）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共性共性生物细胞的能量“通货”(新人教必修)，细胞内放能反应一般与，细胞内放能反应一般与ATPATP的（的（ ）反应相联系？释放的能量储存在（反应相联系？释放的能量储存在（ ）。）。组组，为什么说是细胞的，为什么说是细胞的能量能量“通货通货”？，绿色植物细胞中，能生成，绿色

18、植物细胞中，能生成ATPATP的细的细胞器有（胞器有（ ）A A、叶绿体和线粒体、叶绿体和线粒体 B B、线粒体和核糖体、线粒体和核糖体C C、核糖体和高尔基体、核糖体和高尔基体 D D、高尔基体和线粒体、高尔基体和线粒体 合成合成、（、（ ）是生命活动中能量的）是生命活动中能量的直接来源直接来源。脂肪蛋白质葡萄糖脂肪蛋白质葡萄糖，细胞内吸能反应一般与，细胞内吸能反应一般与ATPATP的（的（ ）反应相联系？由反应相联系？由ATPATP的水解提供（的水解提供（ ）水解水解能量能量生物细胞的能量“通货”(新人教必修)3 3ADPADP转变为转变为ATPATP需要（需要（ ） A A、磷酸、腺苷、

19、能量、酶、磷酸、腺苷、能量、酶 B B、磷酸、腺苷、能量、磷酸、腺苷、能量 C C、腺苷、能量、酶、腺苷、能量、酶 D D、磷酸、能量、酶、磷酸、能量、酶 1 1、 ATPATP中大量化学能储存在（中大量化学能储存在（ ） A A、腺苷内、腺苷内 B B、磷酸基内、磷酸基内 C C、高能磷酸键内、高能磷酸键内 D D、腺苷和磷酸基连接键内、腺苷和磷酸基连接键内 2 2、ATPATP转化为转化为 ADP ADP 可表示如下：式中可表示如下：式中X X代表（代表（ ）A A、H H2 2O BO B、H CH C、P DP D、PiPiD D牛刀小试牛刀小试D D生物细胞的能量“通货”(新人教必修)5 5、高等植物