必修一细胞代谢复习课件.ppt

1、细胞的新陈代谢细胞的新陈代谢一、细胞中的能源物质一、细胞中的能源物质（一）细胞中的（一）细胞中的ATPATPATPATP三磷酸腺苷，三磷酸腺苷，A A腺苷，腺苷，T T三，三，P P磷酸基磷酸基 1.ATP 1.ATP的结构的结构 腺嘌呤腺嘌呤 核糖核糖腺苷腺苷三个磷酸基三个磷酸基APPPATPATP结构简式：结构简式：高能磷酸键高能磷酸键（30.54KJ/mol)资料资料1 1：纯净的纯净的ATPATP是白色粉末，能够溶于水，可作为一种是白色粉末，能够溶于水，可作为一种药品，药品，ATPATP片剂可以口服，而片剂可以口服，而ATPATP注射液可以肌肉注射注射液可以肌肉注射或静脉滴注。主要是用

2、于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血或静脉滴注。主要是用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。后遗症、心肌炎等疾病。分析讨论：为什么口服分析讨论：为什么口服ATPATP片剂后，可以迅速改善病片剂后，可以迅速改善病人能量供应不足的状况？人能量供应不足的状况？ATP ATP是是直接能源直接能源物质，且是物质，且是小分子小分子有机物，无需消有机物，无需消化就可以被直接吸收，能迅速到达所需部位。化就可以被直接吸收，能迅速到达所需部位。资料资料2 2：ATPATP中两个高能磷酸键水解过程中，释放的能中两个高能磷酸键水解过程中，释放的能量是一般共价键的量是一般共价键的2 2倍以上，如倍以上，如ATPATP

3、水解生成水解生成ADPADP和磷和磷酸时，释放的能量约酸时，释放的能量约30.5kJ/mol30.5kJ/mol，而，而6-6-磷酸葡萄糖水磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol13.8kJ/mol。含有高能磷酸键的化合物成为高能化合物。含有高能磷酸键的化合物成为高能化合物。分析讨论：分析讨论：ATPATP为生命活动提供动力，有什么优势？为生命活动提供动力，有什么优势？与一般化学键相比，高能磷酸键水解时能迅速释放出与一般化学键相比，高能磷酸键水解时能迅速释放出更多的化学能，决定了更多的化学能，决定了ATPATP供能时供能时快速快速而

4、而高效高效。2.ATP 2.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化A-PPPA-PP+PiH2OH2O能量能量用于各种用于各种耗能的生耗能的生命活动命活动肌肉收缩肌肉收缩细胞分裂细胞分裂主动运输主动运输神经冲动的传导神经冲动的传导合成大分子物质合成大分子物质生物发光生物发光能量能量水解酶水解酶合成酶合成酶光能光能光合作用光合作用化学能化学能糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质CO2、H2O、尿素、尿素细胞呼吸细胞呼吸（生物氧化）（生物氧化）ATPH2O ADPPi能量能量酶酶意义：意义：ATPATP在细胞中含量在细胞中含量很少很少，但，但通过与通过与ADPADP的相互转化，使细胞内的相互转

5、化，使细胞内的的ATPATP总是处于动态平衡之中，从总是处于动态平衡之中，从而保证了细胞能量的持续供应。而保证了细胞能量的持续供应。资料资料3 3：ATPATP末端的高能磷酸基，在一定条件下容易水末端的高能磷酸基，在一定条件下容易水解生成解生成ADPADP和和PiPi放出能量，放出能量，ADPADP和和PiPi也很易再捕获能量也很易再捕获能量重新生成重新生成ATPATP。ATPATP在细胞内形成不到在细胞内形成不到1min1min的时间就要的时间就要发生转化，一个成年人在静止状态下，发生转化，一个成年人在静止状态下，24h24h内竟有内竟有40kg40kg的的ATPATP发生转化。发生转化。分

6、析讨论：分析讨论：ATPATP作为生命活动的直接能源物质，是否作为生命活动的直接能源物质，是否在细胞中含量很多？细胞处在不同的生理状态时，细在细胞中含量很多？细胞处在不同的生理状态时，细胞内的胞内的ATPATP含量是否差别很大？含量是否差别很大？ATP ATP在细胞中的含量在细胞中的含量很少很少。但通过。但通过ATPATP与与ADPADP的的相相互转化互转化，既保证了细胞内，既保证了细胞内ATPATP含量的相对含量的相对稳定稳定，有保，有保证了细胞能量的证了细胞能量的持续供应持续供应。ATPATP与与ADPADP的相互转化中，两反应有什么不同？的相互转化中，两反应有什么不同？ATP(+HATP

7、(+H2 2O)O)ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量酶酶1 1酶酶2 21.1.反应反应条件条件不同。酶不同。酶1 1属于属于水解酶水解酶类，酶类，酶2 2属于属于合成酶合成酶类。类。2.2.反应反应时间时间不同。细胞中能量供应充足时，更多地发生不同。细胞中能量供应充足时，更多地发生ATPATP的的合成反应；细胞中耗能反应多时，更多地进行合成反应；细胞中耗能反应多时，更多地进行ATPATP的水解反应。的水解反应。3.3.反应反应场所场所不同。不同。ATPATP合成合成的场所有的场所有细胞质基质细胞质基质、线粒体线粒体和和叶叶绿体绿体；分解场所在细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核；分解场

8、所在细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等等耗能的场所。等等耗能的场所。4.4.能量能量不同。不同。ATPATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的能水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的能量，直接转化成其他各种形式的能量，用于各种生命活动；量，直接转化成其他各种形式的能量，用于各种生命活动；合合成成ATPATP的能量主要来自于的能量主要来自于呼吸作用呼吸作用中有机物的氧化分解和中有机物的氧化分解和光合光合作用作用中光能的转化。中光能的转化。有机物中有机物中的化学能的化学能ATP+HATP+H2 2O OADP+PiADP+Pi酶酶1 1酶酶2 2能量能量能量能量光能光能（光合作用）（光合作用

9、）（细胞呼吸）（细胞呼吸）生命生命活动活动主动运输主动运输物质合成物质合成肌肉收缩肌肉收缩细胞分裂细胞分裂 3.ATP 3.ATP的生理作用的生理作用 所有生物生命活动的所有生物生命活动的直接直接能源物质能源物质 ATP ATP含量稳定、移动迅速、供能高效，是细胞内能含量稳定、移动迅速、供能高效，是细胞内能量释放、转移和利用的中心物质，其他能源物质含有量释放、转移和利用的中心物质，其他能源物质含有的能量都要先转移到的能量都要先转移到ATPATP中才能被生命活动利用。中才能被生命活动利用。生物体内能量的转变过程：生物体内能量的转变过程：光能光能ATPATPATPATP有机物有机物能量能量生命生命

10、活动活动光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸糖类糖类脂肪脂肪蛋白质蛋白质水解水解直接直接能源物质，能量能源物质，能量“通货通货”-ATPATP主要主要能源物质能源物质-糖类糖类主要主要储能储能物质物质-脂肪脂肪能量能量最终最终来源来源-太阳能太阳能 糖类、脂肪和蛋白质作为能源物质使用时的顺序：糖类、脂肪和蛋白质作为能源物质使用时的顺序：糖类糖类脂肪脂肪蛋白质蛋白质二、酶在代谢中的作用二、酶在代谢中的作用（一）酶的概念（一）酶的概念产生场所：产生场所：活细胞活细胞作用：催化作用作用：催化作用化学本质：化学本质：生物大分子生物大分子蛋白质（绝大多数）蛋白质（绝大多数）RNA（少数少数）作用场所：体内体

11、外条件适宜即可作用场所：体内体外条件适宜即可（二）酶的特性（二）酶的特性 1.1.高效性：少量酶可以迅速催化大量底物反应高效性：少量酶可以迅速催化大量底物反应原理原理：（：（1 1）酶使底物彼此靠近，提高反应中心局）酶使底物彼此靠近，提高反应中心局部区域的底物浓度。部区域的底物浓度。（2 2）使底物分子中的敏感键发生）使底物分子中的敏感键发生“变形变形”，从而容易断裂。从而容易断裂。（3 3）更显著地降低反应的活化能，底物可以）更显著地降低反应的活化能，底物可以越过较低的越过较低的“能阈能阈”而形成产物。而形成产物。S S（底物）（底物）E ES SE EEEP P（产物）（产物）活泼的中间产

12、物活泼的中间产物 探究活动：比较过氧化氢酶和探究活动：比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率序号序号项目项目试管试管1试管试管21注入过氧化氢溶液注入过氧化氢溶液2ml2ml2滴加新鲜的肝脏研磨液滴加新鲜的肝脏研磨液2滴滴滴入氯化铁溶液滴入氯化铁溶液2滴滴3观察试管内气泡的产生观察试管内气泡的产生情况；情况；将点燃但无火焰的卫生将点燃但无火焰的卫生香分别放入香分别放入1、2号试管号试管内液面的上方，观察并内液面的上方，观察并记录卫生香燃烧情况记录卫生香燃烧情况气泡产生多气泡产生多且快；且快；卫生香燃烧卫生香燃烧猛烈。猛烈。气泡产生少气泡产生少且慢；且慢；卫生香燃烧卫生香燃烧微弱。

13、微弱。过氧化氢是生物的代谢中的一种常见产物，由于其含有大量没有配对过氧化氢是生物的代谢中的一种常见产物，由于其含有大量没有配对的电子，极易与生物体中的有机分子发生氧化还原反应，破坏内环境的的电子，极易与生物体中的有机分子发生氧化还原反应，破坏内环境的稳定。过氧化氢酶可以促进过氧化氢的分解，有利于生物的正常生活。稳定。过氧化氢酶可以促进过氧化氢的分解，有利于生物的正常生活。（二）酶的特性（二）酶的特性 2.2.专一性：一种酶只能催化专一性：一种酶只能催化一种一种或或一类一类底物底物的反应的反应 原理：一把原理：一把“钥匙钥匙”开一把开一把“锁锁”，结构上契合。，结构上契合。只能催化一种反应的酶：

14、过氧化氢酶、脲酶、只能催化一种反应的酶：过氧化氢酶、脲酶、麦芽糖酶等麦芽糖酶等 能催化一类反应的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化一类反应的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化多种蛋白质的水解能催化多种蛋白质的水解 探究活动：探究唾液淀粉酶的专一性探究活动：探究唾液淀粉酶的专一性序号序号项目项目试管试管1试管试管210.5%可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液2ml2蔗糖溶液蔗糖溶液2ml3体积分数为体积分数为0.5%唾液唾液1ml1ml4班氏试剂班氏试剂4-5滴滴4-5滴滴5沸水浴加热沸水浴加热1-2min1-2min6观察溶液颜色变化观察溶液颜色变化有砖红色沉淀有砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀（二）酶的特性

15、（二）酶的特性3.3.反应条件温和：反应条件温和：保证反应在常态下进行，不保证反应在常态下进行，不对生命体产生损伤。对生命体产生损伤。0 10 20 30 40 50（三）影响酶活性的因素（三）影响酶活性的因素 1.1.温度温度 最适温度最适温度 最适温度最适温度：在一定条：在一定条件下，每种酶在某一特定件下，每种酶在某一特定的温度时活性最大，该温的温度时活性最大，该温度称为酶的最适温度。度称为酶的最适温度。在在达到最适温度前，酶的活达到最适温度前，酶的活性随温度的升高而升高，性随温度的升高而升高，超过最适温度，酶的活性超过最适温度，酶的活性随温度的升高而降低，直随温度的升高而降低，直至完全失

16、活。至完全失活。低温低温使酶的使酶的活性降低活性降低，但不破坏酶的结构，但不破坏酶的结构，温度升高后，酶的活性可恢复；高温（一般超过温度升高后，酶的活性可恢复；高温（一般超过6060）破坏酶的空间结构，使酶不可逆的失活。）破坏酶的空间结构，使酶不可逆的失活。温度温度()酶酶活活性性探究活动：温度、探究活动：温度、pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响1.1.温度对唾液淀粉酶活性的影响温度对唾液淀粉酶活性的影响实验步骤：实验步骤：0 淀粉溶液淀粉溶液唾液唾液淀粉溶液淀粉溶液唾液唾液淀粉溶液淀粉溶液唾液唾液37 90（1）3-5min0 37 90（2）（3）3-5min0 37 90（4 4）向各试管滴加碘液，观察颜色变化。）向各试管滴加碘液，观察颜色变化。实验结论及分析：实验结论及分析：特别提醒：低温和高温对酶活性影响的不同特别提醒：低温和高温对酶活性影响的不同表格：温度对唾液淀粉酶活性的影响表格：温度对唾液淀粉酶活性的影响序号序号项目项目试管试管1试管试管2试管试管310.5%可溶性淀粉可溶性淀粉溶液溶液2ml2ml2ml2置于相应温度的水置于相应温度的水浴中浴中5min0371003