中图版高中生物必修1细胞中的能源物质 备课资料1

细胞中的能源物质备课资料
突破思路
通过初中内容的学习，学生已经知道糖类、脂类是细胞内的能源物质，但是这些能源物质是如何供能，以及能否直接供能，它们与细胞代谢的关系如何，学生了解较少。

本节要完成的主要任务是：通过对各种能源物质的比较学习，明确糖类、脂肪、ATP等能源物质在细胞代谢中的地位和作用。

其中ATP的结构特点、ATP与ADP的相互转变、ATP的生理作用是学习的重点。

为此，在教学中先安排了一个难度较大的探究活动，利用新鲜的蛙腓肠肌做实验材料，明确ATP和葡萄糖在生命活动中的作用的不同。

在完成该探究活动的同时，教师可联系关于“萤火虫发光器〞的经典实验来开拓学生的思路，鼓励学生设计新的方案。

同时也可向学生出示ATP药品的使用说明书，加深对ATP功能的理解。

关于ATP的结构，限于学生的化学基础，在此不宜过于深入。

但要指导学生分析图3—2—1中三个色块代表的含义，明确ATP结构简式中所有符号代表的意义，特别是要强调ATP 中大量的化学能储存的部位，通过查找并分析相关数据来分析ATP中高能磷酸键与一般化合物中普某某学键的区别。

同样，对于ATP的形成途径，因学生还未学习细胞呼吸和光合作用的过程，在此也不宜太具体地讲解。

但教学中应抓住教材中“ATP再生迅速而含量稳定、移动迅速、供能高效〞的特点，引导学生分析ATP在能量“转移〞中所起到的关键作用，让学生感悟，在神奇的自然选择过程中之所以“选中〞ATP作为生命活动的直接能源物质，是因为ATP既解决了线粒体“产能〞和细胞各处都要“用能〞在空间上的矛盾，又解决了能量在糖类、脂肪等物质中“稳定储存〞和细胞代谢需要“灵活利用〞的矛盾；从而真正理解ATP在能量代谢过程中扮演的角色——“能量流通的货币〞。

对于糖类、脂类等相关内容的学习可以从两个方面着手：一是通过分析图说明确单糖、二糖、多糖的种类和特点，明确脂肪、类脂、固醇的常见种类及作用；二是通过对这些物质在细胞中的含量、生命活动中供能的比例、单位质量的供能多少等数据的比较，进一步明确它们在能量代谢中的地位。

能源物质的供能顺序
人体所需要的能量主要来自于糖类氧化分解，只有当糖类代谢发生障碍时，人体才会动用脂肪和蛋白质氧化分解供能，当糖类和脂肪的摄入量都不足时，体内蛋白质就将成为主要的供能物质；然而当糖和脂肪供应充足，且其代谢过程又都正常时，体内蛋白质的分解供能就会相应减少。

科学家们认为，人们在面对饥饿时，最简便高效的能源——葡萄糖的来源减少，人体只能依靠挖东墙补西墙的方法解决能源危机。

先降低“二线器官〞诸如心脏、骨骼肌和肾的“生活标准〞，让它们放弃葡萄糖，转而利用含量丰富的“煤炭〞——脂肪，以保证人体最重要器官大脑对“天然气〞——葡萄糖的使用；如果饥饿状态继续下去，机体就开始“考虑〞破坏“厂房〞，分解最原始的“建筑材料〞——蛋白质〔主要是分解骨骼肌和心肌〕，来维持机体的正常运作。

糖元
糖元是由许许多多葡萄糖组成的大分子多糖，它微溶于水，能通过氧化分解或酵解而迅速释放能量。

糖元除由葡萄糖合成以外，其他单糖如果糖、半乳糖等也能合成。

由单糖合成糖元的过程，就叫糖元的合成。

糖元的合成，主要在肝脏和肌肉中进行。

糖元还可以由非糖物质如甘油、丙酮酸、乳酸、某些氨基酸等转变而成。

由非糖物质转变成糖元的过程，就叫糖元的异生作用，糖元的异生作用发生在肝脏中。

糖元是一种可以迅速利用的贮能形式〔脂肪虽然贮能最多，但是不像糖元那样能被迅速利用〕，因此，糖元的合成和异生作用具有重要的生理意义。

当大量的食物经过消化，其中的葡萄糖被陆续吸收入血液以后，血糖含量会显著地增加。

这时，肝脏可以把一部分葡萄糖转变成糖元，暂时储存起来，使血糖含量仍然维持在80～120mg／dL的X围内，当血糖含量由于消耗而逐渐降低时，肝脏中的糖元又可以转变成葡萄糖，陆续释放到血液中，使血糖含量还维持在80～120 mg／dL的X围内。

可见，糖元的合成，不但有利于储存能量，而且还可以调节血糖含量。

在某些生理状况下，如剧烈运动时，肌肉内的肌糖元经酵解生成了大量乳酸。

乳酸由血液运输到肝脏，可以合成肝糖元。

可见，糖元的异生作用，对于回收乳酸分子中的
能量，更新肝糖元，防止乳酸中毒的发生等都具有一定的意义。

细胞中的能源物质背景练习
1.生命活动所需的能量的最终来源是什么？人与动物能不能直接利用这种能源？
2.哪几种细胞器具有能量转化的功能？
答案：1.生命活动所需的能量的最终来源是太阳能，人与动物不能直接利用太阳能，必须由植物先将光能转化成为有机物中的化学能后，才可以利用。

2.线粒体和叶绿体具有能量转化的功能。

叶绿体是将光能转化成为细胞能利用的化学能，线粒体是进行有氧呼吸，将有机物中的化学能释放出来。

知识
地球上的能量来源是太阳，生态系统中的所有的能量都是由太阳提供的。

线粒体和叶绿体的功能在细胞的结构一节中有部分涉及。

细胞中的能源物质习题解析
巩固提高：
1.解析：在正常情况下，人和动物体所需要的能量主要是由糖类氧化分解供给的，只有当糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才由脂肪和蛋白质氧化分解供给能量，保证机体的能量需要。

当糖类a和脂肪的摄入量都不足时，体内蛋白质的分解就会增加。

而当大量摄入糖类和脂肪时，体内蛋白质的分解就会减少。

糖类、脂类和蛋白质中的能量释放出来后，只有转移到ATP中后才能直方法点拨
糖类、脂质、蛋白质、ATP都是细胞中的能源物质。

接被利用。

答案：ATP是生命活动的直接能量物质，糖类是主要的能源物质，脂肪是重要的储存能量的物质，其他有机蛋白质等也能为生命活动提供能量，但只有在糖类和脂肪供应不足时才动用蛋白质。

2.解析：在生物界中，物质是循环利用的，而能量的流动是单向的。

当ATP水解后，高能磷酸键中的能量释放出来直接用于各项生命活动，例如可以转化为机械能、热能等。

而这部分能量被利用之后，不可能再与ADP、Pi结合重新变成ATP中高能磷酸键中所贮存的能量。

所以可以说，ATP和ADP之间的转换物质是可逆的，能量是不可逆的。

答案：不同意。

理由是：ADP和Pi是合成ATP的原料，也是ATP分解的产物，故从转换式中的物质来看ATP和ADP之间的转换是可逆的，而从能量方面来分析，ATP合成所需要的能量主要来自生物体呼吸作用所释放出来的一部分能量，绿色植物还可来自叶绿体色素吸收的太阳能，而ATP分解，由高能磷酸键断裂释放出的能量用于各项生命活动，如物质吸收和合成，细胞分裂，动物肌肉收缩，转化为生物电能等。

这些能量最终以热能的形式耗散，生物体无法再加以利用。

考查ATP与ADP相互转换的关系，属于应用层次。

当学习了生态系统的物质循环和能量流动的内容后，联系这里关于物质代谢和能量代谢的知识，可有更深刻的理解。

3.解析：在人体细胞中储存能量的物质有糖元、脂肪等，但是脂肪是生物体内的主要储能物质。

答案：一般成年人体内储存的糖元只有几百克,而脂肪的储存量那么高达数千克甚至十几千克。

1克脂肪在体内储存所占的体积是1克糖元体积的1/5，但是1克脂肪氧化分解时所释放出来的能量〔约为38.91 kJ〕，比1克糖元氧化分解时所释放出来的能量〔约为17.15 kJ〕要大一倍多。

脂肪是人体细胞中储存能量的物质。

分析讨论：
1.为了使肌肉中的ATP消耗尽。

2.会。

3.ATP是肌肉收缩需要的能量的直接来源。