细胞与周围环境之间物质和能量的交 换，以及细胞内物质和能量的转变过 程，称为细胞的代谢。 化学变化的过程都伴随着能量的转移或转化 第三章 细胞的代谢 细胞与周围环境之间物质和能量的交 换，以及细胞内物质和能量的转变过 程，称为细胞的代谢。 化学变化的过程都伴随着能量的转移或转化

草蜢觊觎绿叶的芬芳 新叶伸向和煦的阳光

看你往哪跑！ 他们都在为生存而获取能量！

第一节 细胞与能量

问题探讨 囊萤夜读 银烛秋光冷画屏， 轻罗小扇扑流萤. 天街夜色凉如水， 卧看牛郎织女星。 ——杜牧《秋夕》 讨论： 1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2.萤火虫发光需要什么条件？其体内有什么特殊物质吗？ 3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？

一、能量的转化 吸能反应和放能反应 能量的转变是如何实现的呢？ 1.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，是细胞中最主要的能量形式。细胞中的能量转化主要就是研究细胞中与化学能有关的能量转化。 2.能量守恒定律，能量只能从一种形式转变为另一 种形式，既不能被消灭也不能被创造。 3.生物体是一个开放的系统，必须不断的与外界进行物质和能量的交换。 能量的转变是如何实现的呢？ 吸能反应和放能反应

二、吸能反应与放能反应 ？ 你能说出生物体中哪些是吸能反应，哪些是放能反应吗？ 1.吸能反应：光合作用、蛋白质的合成 等 2.放能反应：糖的氧化分解（细胞呼吸）等 细胞中有许多反应是吸能反应，所需的能量来自于细胞的放能反应。 那么，放能反应所产生的能量怎样 被吸能反应利用呢？

放能反应 ATP 吸能反应 如：细胞呼吸 转移 释放 如： 蛋白质 氨基酸 (大分子---小分子) C6H12O6+O2 酶 CO2 +能量 放能反应与吸能反应之间的纽带 ——腺苷三磷酸（ATP） 转移 ATP 吸能反应 (小分子---大分子) 释放 如： 氨基酸 酶 蛋白质 +能量

☆ATP：直接的能源物质 一 个 有 趣 的 实 验 讨论：上述实验说明了什么问题？ 请预测 结果？ 数十只萤火虫的发光器干燥后， 研磨成粉末，取等量加入试管， 再各加入少量水混合 A B 一 个 有 趣 的 实 验 两支试管 置于暗处 可见荧光 15分钟后， 荧光消失 ☆ATP：直接的能源物质 A 医用葡萄糖溶液2ml B ATP注射液2ml 两支试管 置于暗处 观察 请预测 结果？ 无荧光出现 有荧光出现 三维P29 讨论：上述实验说明了什么问题？ 葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，ATP能。

化学能 机械能 化学能 电能 ATP化学能 光能

细胞中ATP能的转换 一切生命活动所需能量都直接来自ATP 发生部位 能量的转换 肾 ATP化学能 渗透能 肌细胞、纤毛上皮细胞 萤火虫发光细胞 神经、脑、味觉及嗅觉感受器 叶绿体 内耳 视网膜 ATP化学能 渗透能 ATP化学能 机械能 ATP化学能 辐射能 ATP化学能 电能 ATP化学能 化学能 ATP化学能 电能 一切生命活动所需能量都直接来自ATP

ATP

≈ ≈ ☆ATP：直接的能源物质 “能量通货” ATP 糖类、脂肪等有机物 能量 能量 用于各项生命活动 储存有大量的能量， 但不能被直接利用 ≈ “能量通货” ATP 能量 储存的能量能被直接利用 用于各项生命活动

结构相关 三、ATP是细胞中的能量通货 ATP中的能量是如何被利用的？ 为何在细胞中能迅速转化成各种形式的能量被细胞直接利用呢？

１、中文全称 ATP---腺苷三磷酸 A： T： P： 腺苷 三个 磷酸基团（Pi，P）

2、ATP的结构式 ☆ ATP的化学元素组成： C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团 腺苷(A) H—N—H C N N C C C H O O O H N N O H C O P O ～P O ～P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OH C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团 腺苷(A)

☆3、 ATP的结构简式 P ～ A “—” —— “～” —— “普通磷酸键” “高能磷酸键” 高能指的是水解时释放的能量高

4、结构上的特点 特点 易断裂 易形成 A P ～ P ～ P 远离腺苷的高能磷酸键 思考： 能量的变化？

ATP ADP+ Pi+能量 ATP的水解过程 H2O 能量的来源： 能量的去向： 反应场所： 远离腺苷的高能磷酸键断开 用于各项生命活动 任何活细胞内 ATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol， 是一种高能磷酸化合物

资料： 总结： 1、机体每天消耗ATP总量很多 2、细胞中ATP含量很少 如何解决这一矛盾？ 思考:通过以上资料，你能得到什么信息？ 1、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。 2、肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。 思考:通过以上资料，你能得到什么信息？ 总结： 1、机体每天消耗ATP总量很多 2、细胞中ATP含量很少 如何解决这一矛盾？

能量 ATP ADP +Pi + ATP的再生途径 绿色植物 人、动物、真菌等 合成酶 呼 呼 光 吸 吸 合 作 作 作 用 用 用 能量的来源： 能量的去向： 反应场所： ATP来源 呼吸作用分解有机物释放的化学能和 光合作用中吸收的光能 储存在远离腺苷的高能磷酸键 线粒体，叶绿体，细胞溶胶

ATP与ADP的相互转化(ATP-ADP循环） 脱水 合成 水解 ADP＋pi 通常可以用一个反应式来表示两者的关系。 ATP ATP水解酶 ADP + Pi + 能量 ATP合成酶 ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？

ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？ 场所 细胞内所有需要＿＿的进行生命活动的结构 酶 “能量” 呼吸作用分解有机物释放的＿＿＿＿＿和光合作用中吸收的＿＿＿＿ 储存在ATP 中的化学能，直接用于生命活动 能量 线粒体、叶绿体、细胞溶胶 ATP合成酶 ATP水解酶 远离A的 化学能 高能磷酸键 光能 物质可逆，能量不可逆

ADP+Pi+能量 小结 ATP ATP—ADP循环 水解酶 合成酶 1、ATP水解（放能反应） 能量的去向：用于各项生命活动（如肌肉收缩、 神经细胞活动、细胞分裂等） 2、ATP合成（吸能反应） 能量的来源：葡萄糖氧化（细胞呼吸）、光能 能量的去向：形成ATP中的远离腺苷的高能磷酸键

ATP 是一切生命活动所需能量的直接来源。 3、ATP在细胞内含量很少，但是ATP-ADP循环速 保证生命活动中能量的供应。 4、ATP是细胞中普遍使用的能量载体，所含能量 不多，像小额钞票一样，便于流通使用，所以 又被称为细胞中的“能量通货” 。 ATP 是一切生命活动所需能量的直接来源。

小结：与生命活动有关的能源物质 1、直接能源物质是ATP； 2、主要能源物质是糖类； 3、细胞内主要的储能物质是油脂，动物细胞内的糖元、植物细胞内的淀粉也是细胞内储存能量的物质； 4、最终能量来源于太阳。

1. 在生物体活细胞内，不断进行着下面的化学反应： 请回答下列问题： (1)在动物细胞中，形成ATP需要能量，该能量主要由________来提供，也可以由________提供。 (2)在植物叶肉细胞内，形成ATP的场所是________、________、________。 (3)合成ATP的能量的主要来源是________作用，而分解ATP释放的能量用于________。 答案　(1)需氧呼吸　厌氧呼吸　(2)细胞质基质（细胞溶胶）　线粒体　叶绿体　(3)呼吸　生物体生命活动

2．(2009年孝感模拟)有关反应式ADP＋Pi＋能量①②ATP的叙述，其中错误的是 (　　) B．反应①过程中所需的酶和色素，可分布在叶绿体的基粒和基质中[来源:学科网ZXXK] C．肺泡内的气体交换时，没有发生反应② D．有氧呼吸时，反应①过程主要发生在[H]与氧结合成水时 【答案】　B 3．(2009年枣庄模拟)下列关于ATP的说法正确的是 (　　) A．ATP在植物和动物体内的来源相同 B．ATP既可以贮存能量，又可以作为生命活动的直接能源物质 C．1 mol ATP完全氧化时释放2 870 kJ的能量 D．ATP中的能量可以来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能 【答案】　B

4．(2008年唐山模拟)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明 (　　) A．ATP中远离A的P容易脱离 B．部分32P标记的ATP是重新合成的 C．ATP是细胞内的直接能源物质 D．该过程中ATP既有合成又有分解 【答案】　C 5．对动物体内的ATP的描述，正确的是(　　) A．ATP分子中含有三个高能磷酸键 B．吸能反应一般与ATP的水解反应相联系 C．动物细胞中的ATP都来自线粒体 D．细胞生命活动所需能量都由ATP直接提供 答案：B