细胞与能量详解
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细胞与能量ppt1
练一练
3. 对于反应式： 酶 ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（ ） 酶 A A、物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆 的 C、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的
D 4. ATP在细胞内的含量及其生成是（ ） A.很多，很快 B.很少，很慢 C.很多，很慢 D.很少，很快
第三章 细胞的代谢
第一节 细胞与能量
一、能量的转化
能量守恒定律
能量只能从一种形式转变成另一种形式, 既不会被消灭,也不能被创造。
化学能——细胞内的最主要的能量形式
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化 学能 生物体内或细胞中发生的能量转化也同样 遵循能量守恒定律，只是各种能量形式的 相互转变， 而不会被消灭或被创造。
ATP的形成途径
• 1．对动物和人来说，主要来自呼吸作用。 • 2．对绿色植物来说，主要来自呼吸作用和光合作用。
糖类、脂肪等有机物
能 量
储存有大量的能量， 但不能被直接利用
≈
ＡＴＰ
储存的能量相对 来说少，但能被 直接利用
≈
1mol葡萄糖彻底氧化分解出2870kJ,ATP 水解释放能量约30.54KJ/mol.据计算，一 分子葡萄糖所含的能量是一分子ＡＴＰ所含 的能量的９４倍。
练一练
1. ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表（ D ）
A 、H 2O
B、[H]
C 、P
D、Pi
2. 关于动物细胞中ATP的正确叙述（ A ） A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多 B、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质 条件下直接形成 C、它含有三个高能磷酸键 D、ATP转变为ADP的反应是可逆的
细胞与能量
A-P应
能量
能量
Pi
A-P~P
(ADP)
Pi
小组讨论：ATP与ADP间的转化过程是否是可逆反应？ 小组讨论：ATP与ADP间的转化过程是否是可逆反应？ 间的转化过程是否是可逆反应
物质可循环利用 能量是不可循环利用 反应不可逆 反应不可逆
2、ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 转化成ATP 动物、人等:通过呼吸作用分解有机 动物、人等:通过呼吸作用分解有机 呼吸作用 物释放的能量。 物释放的能量。
如肌细胞收缩） 机械能 （如肌细胞收缩）
转 ATP 化 为
电能 光能
（如电鳐放电） 如电鳐放电） （如萤火虫发光） 如萤火虫发光）
化学能 （如葡萄糖和果糖合 成蔗糖） 成蔗糖） 热能 （如维持体温） 如维持体温）
四.理解:ATP是细胞的能量“通货” （直接能源）
吸能反应总是与ATP水解的反应相联系， 吸能反应总是与ATP水解的反应相联系， ATP水解的反应相联系 ATP水解提供能量 水解提供能量。 由ATP水解提供能量。
）
7、对于反应式：ATP 对于反应式： 正确的是（ 正确的是（
酶
ADP+Pi+能量， ADP+Pi+能量，以下提法 能量 酶）
A、物质是可逆的，能量是不可逆的 物质是可逆的， B、物质和能量都是可逆 的 C、物质和能量都是不可逆的 物质是不可逆的， D、物质是不可逆的，能量是可逆的 8、生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提 生物体内既能储存能量， 供能量的物质是（ 供能量的物质是（ ） A、葡萄糖 C、三磷酸腺苷 B、糖原 D、 脂肪
第三章 细胞的代谢 第一节 细胞与能量
细胞与能量
课本P29 讲义P30
1-4
细胞与能量
光反应
课本P29 讲义P30
光反应的场所
叶绿体的类囊体
光反应的过程
叶绿素吸收光能 光能经转换为储存于 ATP、NADPH 的化学能 水分子分解，产生氧
ATP 和 NADPH 的化学能可供碳反应使用
1-4
细胞与能量
碳反应
课本P29 讲义P30
碳反应的场所
叶绿体的基质
碳反应的过程
利用光反应的 ATP 和 NADPH 之化学能 在多种酵素的催化下，将 CO2 合成醣类
自定义动画
光反应
能量、电子 、质子
碳反应
能量 电子 质子
1-4
细胞与能量
光合作用的过程
课本P30 讲义P31
1-4
细胞与能量
光反应与碳反应的比较
课本P29 讲义P31
进行场所 主要功能
丙酮酸＋O2 → CO2 ＋H2O＋大量能量 （ATP）
否
是
1-4
细胞与能量
有氧呼吸作用总反应
课本P30 讲义P33
C6H12O6＋6O2 → 6CO2＋6H2O＋较多能量（ATP）
1-4
细胞与能量
发酵作用
课本P31 讲义P33
定义：细胞行呼吸作用时，遇氧气供应不足的 替代路径
步骤
在氧气不足时，糖解作用产生的丙酮酸无法进 入粒线体完全氧化，必须在细胞质代谢掉
1-4
细胞与能量
能量的获得与转换
课本P29 讲义P29
以植物的光合作用、呼吸作用为例，说明能量 与物质的转换
1-4
细胞与能量
光合作用
课本P29 讲义P30
高中生物 第三章 第1节 细胞与能量 浙江版必修1
高中生物第三章第1节细胞与能量浙江版必修1第三章第1节细胞与能量浙江版必修1【本讲教育信息】一、教学内容：必修1第三章第1节细胞与能量1、细胞中的能量转化。
2、吸能反应和放能反应及其相互联系。
3、 ATP是细胞中的能量通货。
二、教学重、难点：吸能反应和放能反应 ATP是细胞中的能量通货三、全面突破知识点1：细胞中的能量转化新陈代谢是生物的基本特征。
新陈代谢中一系列的物质变化，必定伴随着能量的转化。
生命系统必须依靠物质和能量来维持，能量的获取、储存、释放、利用和散失，伴随着全部生命活动。
1、化学能：活细胞中的各种分子具有的势能通常被称作化学能，是细胞内最主要的能量形式。
2、能量的转化：（1）能量在生物体内或细胞中进行各种形式的相互转变。
（2）生物体和细胞是开放系统，生物体要与外界发生物质和能量的交换。
思考：细胞的有序状态的维持需要消耗能量。
细胞中的能量从何而来？能量是如何释放的呢？知识点2：吸能反应和放能反应及其相互联系吸能反应：产物分子中的势能比反应物中分子的势能高，即为吸能反应。
如：CO2+H2OCm（H2O）n+O2放能反应：产物分子中的势能比反应物分子中的势能低，即为放能反应。
如：C6H12O6+O2 CO2+H2O+能量细胞中有许多吸能反应，它们所需的能量来自于细胞中的放能反应。
那么细胞中放能反应所产生的能量是怎样被吸能反应利用的呢？两者之间的纽带就是ATP。
知识点3：ATP是细胞中的能量通货1、ATP的结构ATP的结构简式：A－P～P～P式中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，称为高能磷酸键；ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中；两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定；ATP分子的水解本质上就是ATP分子中高能磷酸键的水解，也就是高能磷酸键断裂后释放出大量的能量。
2、 ATP的水解反应：思考：ATP水解时，是哪个化学键断裂？水解后有哪些产物？这是吸能反应还是放能反应过程？释放的能量将被如何利用？（细胞利用这种能量的方法是将ATP水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应。
生物《细胞和能量》讲义浙科必修
肌肉细胞收缩涉及到的蛋白 质在不在这个地方?
肌肉细胞收缩需要蛋白质结构发生 变化，该反应是需要吸收能量。
矛盾
2019/10/13
那么这个能量怎么从一个地 方运送到另一个地方? 又是什么物质承当载体?
推论:ATP是直接的能源物质 探 一
假设:ATP是直接的能源物质 探
提供以下材料用具：
试管、滴管、培养皿若干； ATP制剂、葡萄糖溶液、蒸 馏水；解剖刀；活萤火虫等。
2019/10/13
返回
3、草履虫的纤毛运动和变形虫的变形运动， 都是肌动蛋白利用ＡＴＰ提供的能量完成的， 此时能量利用的形式为（ ）Ａ
A、机械能
B、渗透能
C、化学能
D、电能
＊4、下列哪些生理活动会导致细胞内ＡＤＰ含
量增加（ ＡＢＣ ）
Ａ 小肠绒毛上皮细胞吸收Ｋ＋和Ｎａ＋
Ｂ 肾小管对葡萄糖的重吸收
A——腺苷
~ ——高能磷酸键
P——磷酸基团 T——三个
2、ATP是高能磷酸化合物:
1molATP水解时断开1mol高能磷酸键能放
出能量高达30.54KJ，形成1molADP和
20191/10m/13 ol磷酸。
资料2:
谈一谈
氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，
人中毒后在3～6分钟内就会死亡。但一个成
2019//13
儿歌：“萤火虫， 挂灯笼，飞到西来 飞到东，晚上飞到 家门口，宝宝回家 它来送。”
2019/10/13
医用葡萄 糖溶液2ml
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥 后研磨成粉末;取两等份分别装入两支试管
各加入少量水使之混合,置于暗处, 可见试管内有淡黄色荧光出现,约 过15分钟荧光消失;
肌肉细胞收缩需要蛋白质结构发生 变化，该反应是需要吸收能量。
矛盾
2019/10/13
那么这个能量怎么从一个地 方运送到另一个地方? 又是什么物质承当载体?
推论:ATP是直接的能源物质 探 一
假设:ATP是直接的能源物质 探
提供以下材料用具：
试管、滴管、培养皿若干； ATP制剂、葡萄糖溶液、蒸 馏水；解剖刀；活萤火虫等。
2019/10/13
返回
3、草履虫的纤毛运动和变形虫的变形运动， 都是肌动蛋白利用ＡＴＰ提供的能量完成的， 此时能量利用的形式为（ ）Ａ
A、机械能
B、渗透能
C、化学能
D、电能
＊4、下列哪些生理活动会导致细胞内ＡＤＰ含
量增加（ ＡＢＣ ）
Ａ 小肠绒毛上皮细胞吸收Ｋ＋和Ｎａ＋
Ｂ 肾小管对葡萄糖的重吸收
A——腺苷
~ ——高能磷酸键
P——磷酸基团 T——三个
2、ATP是高能磷酸化合物:
1molATP水解时断开1mol高能磷酸键能放
出能量高达30.54KJ，形成1molADP和
20191/10m/13 ol磷酸。
资料2:
谈一谈
氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，
人中毒后在3～6分钟内就会死亡。但一个成
2019//13
儿歌：“萤火虫， 挂灯笼，飞到西来 飞到东，晚上飞到 家门口，宝宝回家 它来送。”
2019/10/13
医用葡萄 糖溶液2ml
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥 后研磨成粉末;取两等份分别装入两支试管
各加入少量水使之混合,置于暗处, 可见试管内有淡黄色荧光出现,约 过15分钟荧光消失;
3.1细胞与能量PPT课件
荧光消失
D
15min
２ｍｌATP溶液 暗处
有荧光
思考：D组实验结果与A组（粉末+葡萄糖——无荧光）、C 组（发光器+葡萄糖——有荧光）对比可说明什么
葡萄糖被吸收进发光细胞，在细胞内氧化分解产生ATP， ATP直接供能产生荧光
细胞内的化学能可以通过AT2P02转1 变成其他能量
二、吸能反应和放能反应
2、细胞中ATP含量很少，但ATP与ADP转换效率高 2021
能源物质小结
光能 —是生命活动的最终能量来源
光
合
作
≈ 用
有机物中化学能
糖类是重要的 能源物质
（细胞中的主要能源形式） 油脂是良好的 贮能 物质
细 胞 呼
≈ 吸
ATP— 生命活动的直接能源物质
水 解
各项生命活动
2021
ATP是“能量通货”
例.下列有关ATP的叙述正确的是
C
A．放线菌细胞产生ATP的主要场所是线粒体
B．ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放大量能量
C．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
D．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
例. ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表（ ） D
A、H2O
B、[H]
A
２ｍｌ葡萄糖溶液
无荧光
荧光消失
15min
暗处
B
２ｍｌ清水
无荧光
2021
A
２ｍｌ葡萄糖溶液
无荧光
荧光消失
15min
暗处
B
２ｍｌ清水
无荧光
荧光消失
15min
暗处
C
２ｍｌ葡萄糖溶液
有荧光
第一节细胞与能量
能量在20.92kJ／mol上
的化合物。 ATP:水解释放的能量是30.54kJ／mol
故ATP叫做高能磷酸化合物。
H—N—H C N C H N C N
ATP的结构式
C—H
C N O
H H C O
O P O
O
O O
～P
OH
～P
OH
OH
C H
H C
H C
C H
OH
OH OH
P ～P～P
高能磷酸键
能源物质 糖类是生命活动的主要
脂肪是生物体的储能 物质
光能—是生命活动的最终能量来源
1．ATP分子中大量的化学能储存 在 高能磷酸键 _______内。2分子ADP中含有 的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键 2 、__ 4 、__ 2 个。 的数目依次是__
2．如图所示，能表 ATP 示动物肌细胞内ATP 含量 含量与氧供给关系的 曲线是 ( B ) A、a B、b C、c D、d
第三章 细胞的代谢
第一节 细胞与能量
细胞代谢:
活细胞中全部有序的生物化学反应的总称
实例:
植物的光合作用:
能量
酶 叶绿体
6CO2+12H2O
C6H12O6+O2
生物的呼吸作用:
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
能量的转化
1、能量只能从一种形式转变为另一种形式， 既不会被消失，又不会被创造。 2、化学能是细胞内最主要的能量形式。 3、生物体是一个开放系统，细胞也是一 个开放系统，生物体不断地与外界环 境发生物质和能量的交换。 4、原子 无序 小分子 有序 大分子 更高的有序
的化合物。 ATP:水解释放的能量是30.54kJ／mol
故ATP叫做高能磷酸化合物。
H—N—H C N C H N C N
ATP的结构式
C—H
C N O
H H C O
O P O
O
O O
～P
OH
～P
OH
OH
C H
H C
H C
C H
OH
OH OH
P ～P～P
高能磷酸键
能源物质 糖类是生命活动的主要
脂肪是生物体的储能 物质
光能—是生命活动的最终能量来源
1．ATP分子中大量的化学能储存 在 高能磷酸键 _______内。2分子ADP中含有 的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键 2 、__ 4 、__ 2 个。 的数目依次是__
2．如图所示，能表 ATP 示动物肌细胞内ATP 含量 含量与氧供给关系的 曲线是 ( B ) A、a B、b C、c D、d
第三章 细胞的代谢
第一节 细胞与能量
细胞代谢:
活细胞中全部有序的生物化学反应的总称
实例:
植物的光合作用:
能量
酶 叶绿体
6CO2+12H2O
C6H12O6+O2
生物的呼吸作用:
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
能量的转化
1、能量只能从一种形式转变为另一种形式， 既不会被消失，又不会被创造。 2、化学能是细胞内最主要的能量形式。 3、生物体是一个开放系统，细胞也是一 个开放系统，生物体不断地与外界环 境发生物质和能量的交换。 4、原子 无序 小分子 有序 大分子 更高的有序
细胞与能量
☆
C、H、O、N、P
O O O
H
N
N
C H H C
O
C
H C
H C H
O
P
OH
O
～P
OH
O
～P
OH
OH
腺嘌呤
OH OH
核糖
腺苷(A)
三个磷酸基团
☆3、 ATP的分子简式
A
“—”
P ～P ～ P
—— “普通磷酸键”
“～ ”
——“高能磷酸键”
1、1个ATP有几个腺苷?高能磷酸键?磷酸基团?
4、结构上的特点
酶 A-P~P~P 酶 A-P~P +Pi + 能量
5、 （多选题）对上述反应，下列说法不正确的是
A、上述过程中存在着能量的释放和储存
BＤ
B、所有生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自 呼吸作用 C、这一反应无休止的在活细胞中进行，保证了生 命活动的顺利进行 D、 ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放 大量能量
ATP与RNA的关系 ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分 是四种核糖核苷酸之一，是组成RNA的 基本单位之一，如下图：
小结：ATP分子的结构
例
题
1.ATP的分子简式为（ ） A、A—P—P~P B、A—P~P~P C、A~P~P—P D、A~P~P~P 2.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键 数目依次是（ ）。 A、1，2，2 C、1，3，2 B、1，2，1 D、2，3，1
6. 对于反应式：
酶 ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（） 酶
A、物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆 的 C、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的
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AB
AB
⑴萤火虫发光是将
能转化成
能的过程。
Байду номын сангаас
②这一过程所需的能量由
直接提供。
③
不是生命活动的直接能源。
⑵向A、B两管中加水后，两管均发荧光，说明了发光器
研磨成的粉末中含有
物质。
⑶若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，你
认为会发荧光吗？为什么？
能
生物的生命活动
量 可以直接进行？
ATP
是生物体进行生命活动的直接能源物质
ATP—细胞中的能量通货
它是各种活细胞内普遍存在的一 种高能磷酸化合物.
高能化合物:一般将水解时，能释 放能量在20.92kJ／mol上的化合 物。
ATP:水解释放的能量是30.54kJ／ mol,故ATP叫做高能磷酸化合物。
二、ATP的分子结构
腺嘌呤
磷酸基团
A ATP的结构简式
腺苷
核糖C5H10O5
P~ P ~P
高能磷酸键
二、ATP的分子结构
１、元素组成： Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ
；
２、Ａ代表
腺苷 ；Ｔ代表 三个 ；
Ｐ代表 磷酸基团 。
３、一个ATP分子由一个 腺嘌呤 ，一个 核糖 和 三个 磷酸基团 组成。含有 ２ 个高能磷酸键。
ATP的理化性质：
▪ 在细胞中ATP很不稳定，远离A的那个高能磷 酸键很容易水解。
据计算，一分子葡萄糖所含的能量是 一分子ATP所含的能量的９４倍。
▪ 总之，构成生物体的活细胞，根据生命活动的 需要，内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化， 同时也伴随着能量的储存和释放。我们可以形 象的把ATP比喻成细胞内流通着的“能量货 币”。正事由于细胞内具有这种流通着的“能 量货币”，生物体的生命活动才能及时得到能 量供应，新陈代谢才能顺利进行。
解
释放 能量
生物体各项 生命活动
ATP与ADP的相互转化：
1、伴随能量的储存和释放
ATP 酶 ADP +Pi+能量
2、ATP的含量处在动态平衡之中， 保证了稳定供能。
ATP在细胞中含量少，但数量保 持相对稳定.
≈ 糖类、脂肪等有机物 储存有大量的能量， 能 但不能被直接利用 量
ATP ≈ 储存的能量相对 来说少，但能被 直接利用
用于大脑思考 （电能）
ATP的理化性质：
▪ 远离A的那个高能磷酸键不仅很容易水解， 而且很容易重建。
A－P ～P + Pi + 能量 （ADP）
酶
A－P ～P ～P
（ATP）
动物：呼吸作用 植物：呼吸作用与光合作用
ATP与ADP的相互转化：
ATP
吸收 能量
脱水
合成
光合作用 细胞呼吸
ADP+Pi
水
看一看
资料1：ATP药物说明书
实验探究
葡萄糖 溶液2ml
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 A、B两支试管,各加入少量水使之混合, 置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出 现,约过15分钟荧光消失，然后……
ATP注射 液2ml
A
B
A
B
葡萄糖 溶液2ml
ATP注射 液2ml
下直接形成
a
含量
b
c
d
O2供给量
3、菠菜根毛细胞能产生ATP的 场
所是（B ）
A、 叶绿体 B、线粒体 C、 液泡 D、叶绿体、线粒体
4、下列关于人体细胞中ATP的描述，正确的是 A
A、ATP在人体细胞中普遍存在，含量不多 B、ATP在人体细胞中普遍存在，含量很高 C、它含有3个高能磷酸键 D、当它过分减少时，ADP在不依赖其它物质的条件
反应物
化学能 水平
反应进程
化学能 放能反应
反应物 化学能 水平
生成物 化学能 水平
反应物
+
生成物
反应进程
光能
O2 有机物
CO2 H2O
ATP
热 能
CO2 H2O
光能 有机物 O2
CO2
ATP
H2O 热能
细胞中的很多种吸能反应，它们所需要的 能量来自于细胞中的放能反应。
细胞中放能反应所产生的能量怎 样被吸能反应利用呢？
课题练习：
1．ATP分子中大量的化学能储 存在 高__能_磷__酸__键__内。2分子ADP 中含有的腺苷、磷酸基团、高 能磷酸键的数目依次是__2__、 __4_ 、_2__个。
▪ 2．如图所示，能表示动物肌细胞内ATP含量
B 与氧供给关系的曲线是 ( )
▪ A、a B、b C、c D、d
ATP
细胞与能量
新叶伸向和煦的阳光
草蜢觊觎绿叶的芬芳
我一定要好好地饱餐一顿！！
我就要抓住你了！
他们都在为生存而获取能量！
细胞的代谢
细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称 为细胞代谢。是生物的基本特征，细胞在代 谢过程中都伴随着能量的转移或转化。
化学能 吸能反应
生成物
化学能
水平
+
反应物
生成物
酶
A－P ～P ～P
A－P ～P + Pi + 能量
（ATP）
（ADP）
神经系统活动、肌肉收缩 和细胞中的许多其他活动
用于各项生命活动
用于主动运输 用于恒定体温
（渗透能）
ATP
用于生物放 用于生物发光 电（电能） （光能）
葡萄糖+果糖→酶蔗糖
用于各种运动，如肌细 胞收缩（机械能）
用于细胞内各种吸能反应 （化学能）