第一节细胞与能量
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课件23张PPT。第三章 细胞代谢第一节 细胞与能量知识点一：能量的转化细胞内的最主要的能量形式是什么？请比较蛋白质和氮基酸的势能谁高？知识点二： 吸能反应和放能反应吸能反应(endergonic reaction)产物分子中的势能高于反应物分子中的势能，在反应过程中吸收周围环境中的能量贮存在产物分子中，
由氨基酸合成蛋白质的反应是吸能反应。
光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应。
放能反应 （exergonic reaction）：产物分子中的化学能少于反应物分子中的化学能，在反应过程中向周围环境释放能量，细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，即细胞呼吸
细胞中放能反应所产生的能量怎样被吸能反应利用呢？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分钟荧光消失知识点三、ATP是细胞中的能量通货腺苷三磷酸结构简式：A-P~P~P2、ATP的水解及能量的利用+ATPADPPi(磷酸)+酶 能量
释放出的能量可直接转换成细胞中各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量形式主要有：
（1）、机械能：生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做机械功，所消耗的就是机械能。例如纤毛和鞭毛的摆动、肌细胞的收缩、细胞分裂期染色体的运动等所消耗的能量都是由ATP所提供的能量转换而成的。
（2）、电能：生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流所做的电功消耗的就是电能。（3）、渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质通过膜移动所做的功消耗了能量，这些能量称为渗透能。（4）、化学能：生物体内物质的合成需要化学能。如小分子物质合成大分子物质时，必须有直接或间接的能量的供应。另外，物质在分解的开始阶段，也需要有化学能将某些物质活化成能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。（5）、光能远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂，也易再生成。3、ATP的再生：ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 动物等:细胞呼吸和磷酸肌酸分解绿色植物:细胞呼吸和光合作用ATP 酶ADP +Pi+能量通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP——ADP循环。ATP是细胞的能量通货 ATP在细胞内的含量是很少的。但是，ATP在细胞内的转化是十分迅速的。细胞内的含量总是处在动态平衡之中，这对于构成生物体内部稳定的供能环境，具有重要的意义。生物体内的能源物质总结：
1）细胞中的最重要能源物质——葡萄糖；
2）植物细胞中储存能量的物质——淀粉；
3）动物细胞中储存能量的物质——糖元；
4）生物体内储存能量的物质——油脂；
5）生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
6）生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
7）生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳能。
8）糖类、脂质、蛋白质-----生物体内的三大能源物质，供能先后顺序一般是糖类、脂质、蛋白质。各种能源物质在代谢中的地位的形象比喻：ATP是细胞能量流通中的“小额现金”及能量通币，糖类物质是常用的可随时支取的“信用卡”，而脂质则是“定期存款”蛋白质则相当于“不动产”，不到万不得已时，不能“出售兑现”1、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 B、1，2，1
C、1，3，2 D、2，3，1 C2、下列关于人体细胞中的ATP叙述中正确的是（ ）
A ATP主要在线粒体中合成
B 打开它的高能磷酸键需消耗很多的能量
C 各种人体细胞合成的ATP都较少
D 细胞内贮有大量的ATP，以供各种生理活动。A3、下列关于生物体内ATP的叙述中正确的是（ ）
A 、ATP只能在线粒体中合成
B、 ATP含有在一定条件下很容易水解和重新形成的高能磷酸键
C、 ATP水解时释放的能量很少
D 、ATP与ADP在同一种酶的作用下，可以互相转化。B4、ATP是生命活动的直接能源物质，一下关于ATP的叙述正确的是( )
A 细胞中绝大多数需能活动都由ATP直接供能
B 自然界中的光能、热能、机械能、电能和化学能都可以转化为细胞中的ATP
C 细胞中的ATP很少，但数量恒定
D 人的心肌细胞中，ATP的合成速度远远大于分解速度，从而保证心肌细胞有充足的能量供应。A5、下列物质水解后所释放出的能量可直接用于肌肉收缩的是（ ）。
A．肝糖元 B．肌糖元
C．葡萄糖 D．三磷酸腺苷6、ATP分子中不稳定的高能磷酸键是 ，伴随着ATP-ADP的循环，存在着 反应和 反应，ATP的这一特点，使它与生物体的新陈代谢有密切的关系。参考答案：两个磷酸基团之间的高能磷酸键 放能 吸能生物体内的能源物质总结：
1）细胞中的最重要能源物质——葡萄糖；
2）植物细胞中储存能量的物质——淀粉；
3）动物细胞中储存能量的物质——糖元；
4）生物体内储存能量的物质——油脂；
5）生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
6）生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
7）生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳能。
8）糖类、脂质、蛋白质-----生物体内的三大能源物质，供能先后顺序一般是糖类、脂质、蛋白质。各种能源物质在代谢中的地位的形象比喻：ATP是细胞能量流通中的“小额现金”及能量通币，糖类物质是常用的可随时支取的“信用卡”，而脂质则是“定期存款”蛋白质则相当于“不动产”，不到万不得已时，不能“出售兑现”高能磷酸化合物 高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物。重要的有ATP和磷酸肌酸。磷酸肌酸主要存在于动物和人体细胞中，特别是骨骼肌细胞中，当由于能量大量消耗而使细胞中ATP含量过分减少时，磷酸肌酸就释放出所储存的能量，供ADP合成为ATP，这是动物体内ATP形成的一个途径。当肌细胞中的ATP浓度过高时，肌细胞中的ATP可将其中的高能磷酸键转移给肌酸，生成磷酸肌酸，其变化可表示为： 磷酸肌酸是能量的一种储存形式，但是不能直接被利用。对于动物和人来说，它在能量的释放、转移和利用之间起着缓冲作用，使细胞内ATP的含量保持相对的稳定。 对生物体来说，储藏在化学键中的能量是一种重要的自由能。所谓自由能，就是能够用来做功的能量。食物中的自由能有相当一部分是以热的形式散发出去，这些热不能再被用来做功。 “断键释能”违背了化学键的一般认识在高中化学甚至大学化学中,认为化学反应过程实质上就是旧的化学键断裂、新的化学键形成的过程,且化学键断裂需要吸收能量,化学键形成则会放出能量。同时,还通俗地将“打断1摩尔化学键所需要的能量”[2]定义为键能。
由氨基酸合成蛋白质的反应是吸能反应。
光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应。
放能反应 （exergonic reaction）：产物分子中的化学能少于反应物分子中的化学能，在反应过程中向周围环境释放能量，细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，即细胞呼吸
细胞中放能反应所产生的能量怎样被吸能反应利用呢？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分钟荧光消失知识点三、ATP是细胞中的能量通货腺苷三磷酸结构简式：A-P~P~P2、ATP的水解及能量的利用+ATPADPPi(磷酸)+酶 能量
释放出的能量可直接转换成细胞中各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量形式主要有：
（1）、机械能：生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做机械功，所消耗的就是机械能。例如纤毛和鞭毛的摆动、肌细胞的收缩、细胞分裂期染色体的运动等所消耗的能量都是由ATP所提供的能量转换而成的。
（2）、电能：生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流所做的电功消耗的就是电能。（3）、渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质通过膜移动所做的功消耗了能量，这些能量称为渗透能。（4）、化学能：生物体内物质的合成需要化学能。如小分子物质合成大分子物质时，必须有直接或间接的能量的供应。另外，物质在分解的开始阶段，也需要有化学能将某些物质活化成能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。（5）、光能远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂，也易再生成。3、ATP的再生：ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 动物等:细胞呼吸和磷酸肌酸分解绿色植物:细胞呼吸和光合作用ATP 酶ADP +Pi+能量通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP——ADP循环。ATP是细胞的能量通货 ATP在细胞内的含量是很少的。但是，ATP在细胞内的转化是十分迅速的。细胞内的含量总是处在动态平衡之中，这对于构成生物体内部稳定的供能环境，具有重要的意义。生物体内的能源物质总结：
1）细胞中的最重要能源物质——葡萄糖；
2）植物细胞中储存能量的物质——淀粉；
3）动物细胞中储存能量的物质——糖元；
4）生物体内储存能量的物质——油脂；
5）生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
6）生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
7）生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳能。
8）糖类、脂质、蛋白质-----生物体内的三大能源物质，供能先后顺序一般是糖类、脂质、蛋白质。各种能源物质在代谢中的地位的形象比喻：ATP是细胞能量流通中的“小额现金”及能量通币，糖类物质是常用的可随时支取的“信用卡”，而脂质则是“定期存款”蛋白质则相当于“不动产”，不到万不得已时，不能“出售兑现”1、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 B、1，2，1
C、1，3，2 D、2，3，1 C2、下列关于人体细胞中的ATP叙述中正确的是（ ）
A ATP主要在线粒体中合成
B 打开它的高能磷酸键需消耗很多的能量
C 各种人体细胞合成的ATP都较少
D 细胞内贮有大量的ATP，以供各种生理活动。A3、下列关于生物体内ATP的叙述中正确的是（ ）
A 、ATP只能在线粒体中合成
B、 ATP含有在一定条件下很容易水解和重新形成的高能磷酸键
C、 ATP水解时释放的能量很少
D 、ATP与ADP在同一种酶的作用下，可以互相转化。B4、ATP是生命活动的直接能源物质，一下关于ATP的叙述正确的是( )
A 细胞中绝大多数需能活动都由ATP直接供能
B 自然界中的光能、热能、机械能、电能和化学能都可以转化为细胞中的ATP
C 细胞中的ATP很少，但数量恒定
D 人的心肌细胞中，ATP的合成速度远远大于分解速度，从而保证心肌细胞有充足的能量供应。A5、下列物质水解后所释放出的能量可直接用于肌肉收缩的是（ ）。
A．肝糖元 B．肌糖元
C．葡萄糖 D．三磷酸腺苷6、ATP分子中不稳定的高能磷酸键是 ，伴随着ATP-ADP的循环，存在着 反应和 反应，ATP的这一特点，使它与生物体的新陈代谢有密切的关系。参考答案：两个磷酸基团之间的高能磷酸键 放能 吸能生物体内的能源物质总结：
1）细胞中的最重要能源物质——葡萄糖；
2）植物细胞中储存能量的物质——淀粉；
3）动物细胞中储存能量的物质——糖元；
4）生物体内储存能量的物质——油脂；
5）生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
6）生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
7）生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳能。
8）糖类、脂质、蛋白质-----生物体内的三大能源物质，供能先后顺序一般是糖类、脂质、蛋白质。各种能源物质在代谢中的地位的形象比喻：ATP是细胞能量流通中的“小额现金”及能量通币，糖类物质是常用的可随时支取的“信用卡”，而脂质则是“定期存款”蛋白质则相当于“不动产”，不到万不得已时，不能“出售兑现”高能磷酸化合物 高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物。重要的有ATP和磷酸肌酸。磷酸肌酸主要存在于动物和人体细胞中，特别是骨骼肌细胞中，当由于能量大量消耗而使细胞中ATP含量过分减少时，磷酸肌酸就释放出所储存的能量，供ADP合成为ATP，这是动物体内ATP形成的一个途径。当肌细胞中的ATP浓度过高时，肌细胞中的ATP可将其中的高能磷酸键转移给肌酸，生成磷酸肌酸，其变化可表示为： 磷酸肌酸是能量的一种储存形式，但是不能直接被利用。对于动物和人来说，它在能量的释放、转移和利用之间起着缓冲作用，使细胞内ATP的含量保持相对的稳定。 对生物体来说，储藏在化学键中的能量是一种重要的自由能。所谓自由能，就是能够用来做功的能量。食物中的自由能有相当一部分是以热的形式散发出去，这些热不能再被用来做功。 “断键释能”违背了化学键的一般认识在高中化学甚至大学化学中,认为化学反应过程实质上就是旧的化学键断裂、新的化学键形成的过程,且化学键断裂需要吸收能量,化学键形成则会放出能量。同时,还通俗地将“打断1摩尔化学键所需要的能量”[2]定义为键能。