高中生物 第二节细胞的能量 新陈代谢与ATP课件 新人教版必修1

欢迎听课指导欢迎听课指导！能量转换站能量转换站-叶绿体叶绿体通过绿色植物的光合作用，把通过绿色植物的光合作用，把光能光能以以化学化学能能的形式储存在糖类、脂肪等有机物中。的形式储存在糖类、脂肪等有机物中。动力工厂动力工厂-线粒体线粒体 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，释放释放其中的其中的能量能量，用于生命活动。，用于生命活动。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的主要贮能物质。是生物体内的主要贮能物质。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，这种一种活跃的化学能以后才能用于各项生命活动，这种活跃的化学能就是活跃的化学能就是三磷酸腺苷三磷酸腺苷，简称为，简称为ATP。实验求证实验求证A：理解：理解ATP的生理功能。的生理功能。B：能阐述：能阐述ATP的结构简式的结构简式C：能解释为什么：能解释为什么ATP与与ADP相互转化式中物质相互转化式中物质是可逆的而能量是不可逆的，从而理解两者的相是可逆的而能量是不可逆的，从而理解两者的相互转化互转化D：理解：理解ATP的形成途径的形成途径新陈代谢与新陈代谢与ATP新陈代谢与新陈代谢与ATP教学目标：教学目标： 1、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、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。小资料小资料2、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 *2001.04.20 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。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。ATP 的结构？的结构？什么是什么是什么是什么是什么是什么是ATPATPATP？ATP是三磷酸腺苷是三磷酸腺苷(a adenosine denosine t tri rip phosphatehosphate)的英文的英文缩写符号，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。不仅因为是它的分子结构中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量是含有磷酸，还因为它在水解时释放的能量是30.54kJmol（千焦每摩尔）（千焦每摩尔）（一般将水解时，能够释放（一般将水解时，能够释放20.92kJmol能量的化合物都叫做高能化合物）。能量的化合物都叫做高能化合物）。 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。ATP如何释放其中的能量？如何释放其中的能量？A 物质运输物质运输B 物质合成物质合成C 细胞分裂细胞分裂D 肌肉收缩肌肉收缩E 生物发光等生物发光等 ATP与与ADP的相互转化的相互转化A P P PA P P + Pi二磷酸腺苷（二磷酸腺苷（ADP）水解酶水解酶能量能量ATP在细胞中含量很少。细胞内ATP的形成很迅速。 ATP在水解酶作用下哪个键断裂？（ADP是二磷酸腺苷的英文缩写）ADP又是如何转化成又是如何转化成ATP的呢？的呢？ 需要另一种酶（合成酶）的催化，需要磷需要另一种酶（合成酶）的催化，需要磷酸（酸（Pi）和）和能量能量，ADP就可转化成就可转化成ATP。ADP转化成转化成ATP过程中过程中的能量是从哪里来的呢？的能量是从哪里来的呢？生物将生物将ADP转化成转化成ATP时所时所需能量的需能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，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 储能物质储能物质 能量直接来源能量直接来源 最终能量来源最终能量来源 小结：小结：糖类（主要能源物质）糖类（主要能源物质） 、脂肪、蛋白质、脂肪、蛋白质脂肪、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）（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）太阳光能太阳光能直接能源物质 分子简式分子简式 与与 的关系的关系 合成时的合成时的 能量来源能量来源 植物 动物 分解时的分解时的 能量利用能量利用 ，其中：A代表腺苷，P 代表磷酸基，代表高能磷酸键，代表普通磷酸键。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。光合作用和呼吸作用呼吸作用细胞分裂、根吸收矿质元素、肌肉收缩等各项生命活动。练习：练习：1 1、2020个腺苷和个腺苷和4646个磷酸，在一定条件下最多可个磷酸，在一定条件下最多可能合成多少个能合成多少个ATPATP分子？分子？ （ ） A.60A.60个个 B.30B.30个个 C.20C.20个个 D.15D.15个个2 2、当一个活细胞中的、当一个活细胞中的ATPATP和和ADPADP含量之比由含量之比由552 2变为变为225 5时，此时细胞（）时，此时细胞（） A.A.储存能量储存能量 B.B.消耗能量消耗能量 C.C.静止静止 D.D.呼吸作用减弱呼吸作用减弱DB3 3、ATPATP分子在细胞中能够释放能量和贮存能量，分子在细胞中能够释放能量和贮存能量，从结构看，其原因是：从结构看，其原因是： （ ） 腺苷很容易吸收能量和释放能量腺苷很容易吸收能量和释放能量 第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合 第三个磷酸基很容易从第三个磷酸基很容易从ATPATP上脱离，第二个上脱离，第二个高能磷酸键断裂，使高能磷酸键断裂，使ATPATP转变成转变成ADPADP ADP ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADPADP转转变成变成ATPATP A. A. B. B. C. C. D. D. C4 4、分析未进食的小白鼠细胞内、分析未进食的小白鼠细胞内ADPADP与与ATPATP的含量的含量，若发现，若发现ADPADP的含量偏高（的含量偏高（ ） A.A.表示此细胞能量充足表示此细胞能量充足 B.B.表示此细胞内的葡萄糖氧化作用将加快表示此细胞内的葡萄糖氧化作用将加快 C.C.磷酸肌酸增加磷酸肌酸增加 D.D.此时细胞内的葡萄糖多被用于合成糖元此时细胞内的葡萄糖多被用于合成糖元B5 5、动物和人体在什么情况下发生下面的反应：、动物和人体在什么情况下发生下面的反应：（）（）ADP + ADP + 磷酸肌酸磷酸肌酸酶酶A .肌体消耗肌体消耗ATP过多时过多时B .细胞缺乏葡萄糖时细胞缺乏葡萄糖时C .肌肉组织缺氧时肌肉组织缺氧时D .肌体进行无氧呼吸时肌体进行无氧呼吸时AATP + ATP + 肌酸肌酸6 6、海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的海洋里有一种软体动物枪乌贼，它有巨大的神经细胞，这种细胞像红细胞一样，不断吸收神经细胞，这种细胞像红细胞一样，不断吸收K K+ +。科学家做过这样一个实验：用一种有毒物质使。科学家做过这样一个实验：用一种有毒物质使其神经细胞中毒，神经细胞吸收其神经细胞中毒，神经细胞吸收K K+ +的功能就消失的功能就消失；如果注入一种物质，神经细胞又恢复不断吸收；如果注入一种物质，神经细胞又恢复不断吸收K K+ +的功能，一直到这种物质消耗完。请分析科学的功能，一直到这种物质消耗完。请分析科学家注入的物质是什么家注入的物质是什么? ?这说明了什么这说明了什么? ? 在吸收在吸收K K+ +的主的主动运输中，必动运输中，必须由须由ATPATP提供提供能量能量ATP 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取两等份分别装入燥后研磨成粉末，取两等份分别装入2只小玻璃只小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中有淡黄色荧光出现，约过瓶中有淡黄色荧光出现，约过15min荧光消失。荧光消失。这时，再将这时，再将ATP溶液加入其中一只玻璃瓶中，将溶液加入其中一只玻璃瓶中，将葡萄糖溶液加入另一只玻璃瓶中，可观察到加葡萄糖溶液加入另一只玻璃瓶中，可观察到加ATP溶液的玻璃瓶中有荧光出现，而加葡萄糖溶溶液的玻璃瓶中有荧光出现，而加葡萄糖溶液的瓶中没有荧光出现，以上现象说明了什么？液的瓶中没有荧光出现，以上现象说明了什么？实验实验A：萤火虫的发光是将化学能转变为光能的过程，需要能：萤火虫的发光是将化学能转变为光能的过程，需要能量供给。量供给。B：葡萄糖不是直接能源，只能转移到：葡萄糖不是直接能源，只能转移到ATP中才能利用。中才能利用。 1摩尔三磷酸腺苷（摩尔三磷酸腺苷（ATP）中任何高能磷酸）中任何高能磷酸键水解后可释放键水解后可释放8千卡能量，那么，千卡能量，那么，1摩尔摩尔ATP分分子中的所有磷酸键蕴藏的化学能为子中的所有磷酸键蕴藏的化学能为： （ ） A . 8千卡千卡 B . 16千卡千卡 C . 24千卡千卡 D . 介于介于16千卡和千卡和24千卡之间千卡之间D请用曲线表示动物细胞内请用曲线表示动物细胞内ATP的含量和的含量和O2供供应量之间的关系：应量之间的关系：动物细胞内动物细胞内ATP含量与含量与O2供应量之间的关系供应量之间的关系请思考：请思考：ATP与与ADP可以相互转化，关系式可以怎可以相互转化，关系式可以怎样表示？样表示？ATPADP + Pi +能量能量酶酶此反应式是不是可逆反应式？为什么？此反应式是不是可逆反应式？为什么？