细胞的能量转换共29页文档

细胞的能量转换——线粒体和叶绿体学习方法归纳：第一、认识细胞生物学课程的重要性，正如原子是物理性质的最小单位，分子是化学性质的最小单位，细胞是生命的基本单位。

50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家，可见细胞生物学的重要性。

如果你将来打算从事生物学相关的工作，学好细胞生物学能加深你对生命的理解。

第二、明确细胞生物学的研究内容，即：结构、功能、生活史。

生物的结构与功能是相适应的，每一种结构都有特定的功能，每一种功能的实现都需要特定的物质基础。

如肌肉可以收缩、那么动力是谁提供的、能量从何而来的？第三、从显微、超微和分子三个层次来认识细胞的结构与功能。

一方面每一个层次的结构都有特定的功能，另一方面各层次之间是有机地联系在一起的。

第四、将所学过的知识关联起来，多问自己几个为什么。

细胞生物学涉及分子生物学、生物化学、遗传学、生理学等几乎所有生物系学过的课程，将学过的知识与细胞生物学课程中讲到的内容关联起来，比较一下有什么不同，有什么相同，为什么？尽可能形成对细胞和生命的完整印象，不要只见树木不见森林。

另一方面细胞生物学各章节之间的内容是相互关联的，如我们在学习线粒体与叶绿体的时候，要联想起细胞物质运输章节中学过的DNP、FCCP 等质子载体对线粒体会有什么影响，学习微管结构时要问问为什么β微管蛋白是一种G蛋白，而α微管蛋白不是，学习细胞分裂时要想想细胞骨架在细胞分裂中起什么作用，诸如此类的例子很多。

第五、紧跟学科前沿，当前的热点主要有“信号转导”、“细胞周期调控”、“细胞凋亡”等。

细胞生物学是当今发展最快的学科之一，知识的半衰期很短（可能不足5年），国内教科书由于编撰周期较长，一般滞后于学科实际水平5-10年左右，课本中的很多知识都已是陈旧知识。

有很多办法可以使你紧跟学科前沿：一是选择国外的最新教材，中国图书进出口公司读者服务部那里可以买到很多价廉物美的正宗原版教材（一般200-400元，只相当于国外价格的1/5）；二是经常读一些最新的期刊资料，如果条件所限查不到国外资料，可以到中国期刊网、万方数据等数据库中查一些综述文章，这些文章很多是国家自然科学基金支助的，如在中国期刊网的检索栏输入关键词“细胞凋亡”，二次检索输入关键词“进展”，你会发现一大堆这样的文章，都是汉字写的比读英文省事。

【核心素养】5.2《细胞的能量“货币”ATP》课件(共29张PPT)(共29张PPT)第2 节细胞的能量“货币”——ATP学习目标01用结构和功能观，说明ATP的结构与功能间的关系。

02通过分析与综合理解生物界在能量供应上的统一性。

03通过比较与分类，说出动植物合成ATP的能源不同在能量供应上的统一性。

思考·讨论观看苏炳添在奥运会决赛的视频，思考：在快速奔跑的过程中，是什么物质为肌肉收缩直接提供能量呢？思考·讨论主要的能源物质是:我们前面学习过的与生命活动相关的一些能源物质有哪些？糖类主要的储能物质是:被称为“生命的燃料”的是是:葡萄糖脂肪是谁直接给苏炳添的奔跑提供能量呢？是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？ATPATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

思考·讨论想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。

讨论2. 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3. 在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？1. 萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫思考·讨论2. 萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3. 在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？1. 萤火虫发光的生物学意义是什么？主要是为了互相传递信号，繁衍后代。

萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。

有，萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有转变成光能时，萤火虫才能发光。

思考·讨论发光原理能量荧光素酶＋氧气荧光素激活的荧光素氧化荧光素发出荧光萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。

荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。

在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。

科学家运用这一原理，将荧光素酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光，从而培育出一种能发光的“荧光树”。

思考·讨论主要的能源物质是:我们前面学习过的与生命活动相关的一些能源物质有哪些？糖类主要的储能物质是:被称为“生命的燃料”的是是:葡萄糖脂肪是谁直接给萤火虫的发光提供能量呢？是葡萄糖，脂肪，还是其他物质？ATPATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

细胞代谢与能量转换细胞代谢是细胞内发生的一系列生化反应，主要涉及能量的产生和利用。

其中，能量转换是细胞代谢的重要过程之一。

本文将从细胞的能量需求、能量转换的机制以及调节因子等方面，探讨细胞代谢与能量转换的关系。

一、细胞的能量需求细胞是生命的基本单位，其正常运作需要大量的能量。

细胞能量需求的主要来源是细胞内的代谢活动，特别是细胞呼吸过程中产生的能量。

这些能量主要用于维持细胞结构的稳定、细胞活动的正常进行以及物质的合成和降解等。

二、能量转换的机制能量转换是指将外界供给的能量转化为细胞内能量形式的过程。

而这一过程主要通过三大生物分子来完成：葡萄糖、脂肪和蛋白质。

1. 葡萄糖代谢葡萄糖是细胞内最主要的能量源之一，它可以通过糖酵解和细胞呼吸两个途径进行代谢。

在糖酵解中，葡萄糖被分解为乳酸，并释放少量的能量。

而在细胞呼吸中，葡萄糖在线粒体内被氧化为二氧化碳和水，同时释放出大量的能量。

这一过程包括三个步骤：糖解、丙酮酸循环和氧化磷酸化。

通过氧化磷酸化，细胞可以获得最高能量产量。

2. 脂肪代谢脂肪是储存能量的重要物质，一旦体内的葡萄糖储备不足，细胞将转而利用脂肪来产生能量。

脂肪酸被氧化为乙酰辅酶A，进入丙酮酸循环并通过氧化磷酸化途径产生ATP。

3. 蛋白质代谢蛋白质是构成细胞的重要组成成分，但在能量产生过程中很少直接参与。

在细胞代谢中，蛋白质主要被分解为氨基酸，其中一部分可以通过转氨基作用后参与糖酵解和丙酮酸循环进而产生能量。

三、调节因子细胞代谢与能量转换的过程受到多个调节因子的控制。

其中，最重要的调节因子是ATP和AMP的比例。

当细胞内ATP水平高时，会抑制细胞中的酶活性，从而减少葡萄糖和脂肪的分解以及蛋白质的合成；而当ATP水平低于一定值时，AMP的浓度升高，进一步刺激酶活性，促进能量转换的进行。

另外，还有激素如胰岛素和肾上腺素等对细胞代谢和能量转换起到重要作用。

胰岛素可以促进葡萄糖的摄取、利用和储存，使细胞内的能量转换向合成方向发展；而肾上腺素则促进葡萄糖的分解，提高细胞内能量产量。

第六章细胞的能量转换-------线粒体和叶绿体第一节线粒体1890年，R. Altaman发现线粒体，命名为bioblast。

1898年，Benda将这种颗粒命名为mitochondrion。

1900年，L. Michaelis用Janus Green B 对线粒体进行染色，发现线粒体具有氧化作用。

1904年，在植物细胞中发现了线粒体。

至20世纪50年代，证实三羧酸循环，氧化磷酸化和脂肪酸氧化等重要的能量代谢过程均发生在线粒体中。

现在线粒体的结构和功能的研究已经深入到分子水平。

（一）形态与分布形状：线粒体是一个动态细胞器，在活细胞中具有多形性、易变性、运动性和适应性等特点，其形态、大小、数量与分布在不同细胞中变动很大，即使在同一细胞，随代谢条件不同也会发生很大变化。

线粒体，一般呈粒状或杆状，有时可以形成分支的相互连接的网状结构。

化学组成：蛋白质和脂类。

大小：一般直径0.5~1μm，长1.5~3.0μm，在胰脏外分泌细胞中可长达10~20μm，称巨线粒体，人的成纤维细胞线粒体可达40μm。

•数量及分布：植物细胞少于动物细胞（叶绿体可替代线粒体的某些功能）；许多哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体。

在很多细胞中，线粒体在细胞质中的分布是比较均匀的。

通常结合在微管上，分布在细胞功能旺盛的区域，这样有利于就近运送和利用ATP。

数量：不同类型细胞中线粒体数目差异很大，同一类型细胞数目相对稳定。

动物细胞内线粒体的数目从数百到数千，代谢旺盛的细胞中线粒体数目多。

•线粒体的运动：根据细胞代谢的需要，线粒体可以运动、变形、融合和分裂增殖。

玉米的小孢子在发育过程中，线粒体定向的移动、聚集与分散，这样绒毡层细胞中线粒体的数量可增加40多倍。

（二）超微结构线粒体（mitochondrion）是由两层彼此平行的单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。

外膜起界膜的作用，内膜向内折叠成嵴。

内外膜将线粒体分割为两个区室：内外膜之间的叫膜间隙，内膜包围的空间叫基质。