动植物蛋白质能量转换率
生物能量转换与物质循环知识点总结
生物能量转换与物质循环知识点总结生物能量转换和物质循环是生态系统中至关重要的过程。
生物能量转换指的是光能通过光合作用被植物转化为化学能，再通过食物链传递给其他生物。
物质循环则是指生物体内和生态系统中各种物质在不同生物之间流动和转化的过程。
下面将对生物能量转换和物质循环的相关知识点进行总结。
一、生物能量转换1. 光合作用光合作用是指植物利用光能将水和二氧化碳转化为有机物质的过程。
光合作用发生在叶绿体内，包括光能捕捉、光化学反应和暗反应三个阶段。
光合作用是地球上维持生命的关键过程，也是氧气和有机物质的重要来源。
2. 胞呼吸胞呼吸是细胞内产生能量的过程，通过将有机物质（如葡萄糖）与氧气反应释放能量，并生成二氧化碳和水。
胞呼吸可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两种形式，其中有氧呼吸是主要的能量转换途径。
3. 食物链和食物网食物链描述了生物之间通过食物关系相互联系的现象。
食物网则是由多个食物链组成的网络结构，能够更全面地描述不同生物之间的能量传递关系。
4. 生物生产力生物生产力是指生态系统在单位时间内从光合作用中获得的化学能量总量。
它可以分为初级生产力和次级生产力。
初级生产力是指植物通过光合作用获得的化学能量，次级生产力是指其他生物通过摄食获得的能量。
二、物质循环1. 氧气循环氧气循环是指地球大气中氧气的来源和去向。
植物通过光合作用释放氧气，而动物通过呼吸消耗氧气。
此外，化石燃料的燃烧也会释放大量的二氧化碳，减少了大气中的氧气含量。
2. 氮循环氮循环是指地球上氮元素在生物体内和生态系统中的循环过程。
大气中的氮气可以通过固氮作用转化为植物可吸收的氨和硝酸盐等化合物，然后通过食物链传递给消费者。
蛋白质被分解后，氮元素又返回土壤或水体中。
3. 碳循环碳循环是指地球上碳元素在生物体内和生态系统中的循环过程。
碳元素以二氧化碳的形式存在于大气中，通过光合作用被植物吸收，形成有机物质。
随后，碳通过食物链传递给其他生物，并最终返回大气中或沉积于地表和海底。
细胞的代谢途径与能量转换
细胞的代谢途径与能量转换细胞代谢途径与能量转换细胞是生命的基本单位，细胞代谢是指细胞对物质与能量的转化过程，代谢途径涉及到一系列生化反应的媒介过程，以使细胞内得以生成生化物质和能量的过程。
代谢途径是生命活动的中心和基础，整个生物体的生长发育和各种生命活动皆代表着代谢的结果。
其中，能量的转换是代谢途径的重要组成部分之一，它是细胞代谢的基础，为生命的正常进程提供必要的动力。
糖代谢糖是细胞代谢最常用的能量源。
在细胞中，有两种主要的糖代谢途径：糖酵解和无氧呼吸。
糖酵解是指糖在没有氧气的情况下，通过一系列复杂的过程分解成乳酸（动物细胞）或者酒精（植物细胞）。
这个过程产生少量的ATP和NADH（辅酶，存储能量；NADH会参与将氧气加入细胞呼吸中）。
这种代谢途径适用于氧气供应不足的情况下，是有限能量的产出。
无氧呼吸也是一种没有氧气的情况下进行的糖代谢途径。
分解出的糖从而生成乳酸和ATP，与糖酵解过程相似，只是二者化合产物不同。
有氧呼吸有氧呼吸是细胞内的另一种重要能量转化过程，也是最常用的糖代谢途径之一。
在有氧环境下，细胞会通过氧气来分解糖，并且产生大量ATP。
在细胞内部，简单的糖（如葡萄糖）会被分解成较小的分子，其中包括丙酮酸和磷酸酪氨酸等。
随着这两种分子的分解，产生了大量的能量。
通过持续的生化反应，将产生的能量转化为ATP，储存在细胞内供以后使用。
这一过程中，细胞使用了一系列酶和蛋白质来对糖进行分解，并且通过多个途径将磷酸分子连接到腺苷（Adenosine）分子上，产生ATP，并释放出氧气。
脂肪代谢除了糖以外，脂肪代谢也是细胞代谢过程中的重要组成部分之一。
在细胞内，脂肪分子能够被分解成脂肪酸和甘油，其中脂肪酸是用来产生ATP的重要物质。
脂肪酸和甘油被体内酶进行分解，并且在持续的化学反应中被转化成乙酰辅酶A。
这种化合物可以在其他生化反应中被进一步加工，从而产生巨量的ATP。
蛋白质代谢蛋白质是细胞内另一种重要的分子，也可以作为能量来源之一。
动植物体内的代谢过程及能量转换
动植物体内的代谢过程及能量转换代谢过程是动植物体内的一系列生化反应，从而维持生命活动所需的能量和物质。
这些反应可以分为两类：建造代谢和分解代谢。
前者是指细胞使用葡萄糖等物质合成新分子，例如蛋白质和核酸。
后者是指分解大分子，释放出能量和单体分子，例如葡萄糖和脂肪酸。
二氧化碳和水是植物代谢的主要原料。
叶绿体通过光合作用，将二氧化碳和水转化为养分分子，例如葡萄糖和氧气。
此外，植物的代谢还包括植物合成和产生有机物质的过程。
根据代谢途径和化合物储存方式，可以将代谢过程分为两种类型：光合细胞代谢和非光合细胞代谢。
光合细胞代谢具有建造性特点，其中包括固定大量的二氧化碳，并利用光合色素光介导氧化还原反应。
非光合细胞代谢包括呼吸作用和其他储存和转化化合物的反应。
与植物不同，动物主要依靠有机物质的消耗来维持代谢。
这些物质可以是碳水化合物、脂肪或蛋白质。
在蛋白质和碳水化合物分解代谢中，这些物质被迅速消耗，产生能量和有机物质。
相比之下，脂肪酸的分解速度相对较慢，但能够释放出更多的能量。
同时，动物体内还有氨基酸的分解代谢，这种代谢过程非常重要，因为氨基酸可以用于生产新的蛋白质或其他化合物。
在代谢过程中，能量转换是不可避免的。
能量转换是指将物质的化学能转化为机械能和电梯能，或将机械能和电梯能转化为动力。
在生物体内，大部分的能量转换涉及三种能量转换机制：发光、热能和光能。
发光是通过有机物质氧化降解、或者由质子的双发上升来完成的。
热能是通过摩擦作用和微观粒子的碰撞等过程转换为动力的，而光能是通过光合作用，将太阳能转化为化学能。
总之，动植物体内的代谢过程和能量转换是高度复杂而又令人着迷的主题。
通过这些过程的理解，我们可以更好地掌握生物体内化学反应的运行规律，并为生命科学的研究做出更大的贡献。
生物的能量转化和代谢
酶的活性调节：通过磷酸化、 去磷酸化等方式进行调节
酶的稳定性：受温度、pH值、 离子强度等因素影响
酶促反应动力学
酶促反应：酶催化 的化学反应
米氏方程：描述酶 促反应速率与底物
浓度的关系
动力学：研究反应 速率和反应条件的
关系
反应机制：包括初 速度、最大速度、
半衰期等参数
酶活性的调节
酶活性的调节方式： 包括别构调节、共价 修饰、酶原激活和底
特点：根据环境条件选择 合适的代谢方式
光合作用：在光照条件下， 利用二氧化碳和水合成有
机物，释放氧气
异化作用：在无光照条件 下，分解有机物，产生二
氧化碳和水，释放能量
3
生物代谢中的酶与 反应
酶的分类与作用机制
酶的作用机制：通过降低反 应活化能，加快反应速度
酶的分类：氧化还原酶、转 移酶、水解酶、裂解酶等
物质转化与能量流动
光合作用：植物将光能转化为化学能，储存在糖等有机物中 呼吸作用：生物体将糖等有机物中的化学能转化为能量，供生命活动使用 食物链和食物网：生物通过捕食和被食的关系，实现物质和能量的传递和转化 能量流动：生态系统中，能量从生产者到消费者，再到分解者，形成能量流动链
生物体内能量转化的效率
生物体内的能量转换效率与生物的生理活动密切相关，例如在运动、生长、繁殖等过 程中，生物体内的能量转换效率会发生变化。
生物对能量的利用方式与效率
生物对能量的利用方式： 光合作用、细胞呼吸、
发酵等
光合作用：植物、藻类 和某些细菌利用阳光能 量将二氧化碳和水转化 为有机物和氧气的过程
细胞呼吸：生物细胞 内将葡萄糖等有机物 分解为二氧化碳和水， 同时释放能量的过程
5
生物代谢过程中的 能量转换与利用
物质与能量的相互转化
物质与能量的相互转化物质与能量的相互转化是自然界中一种基本的物理现象。
它描述了物质和能量之间的转换关系，不同形式的能量可以转化为彼此，而物质也可以转化为能量。
这个规律在日常生活中无处不在，也贯穿了科学研究的各个领域。
首先，让我们来探讨物质与能量之间的相互转化。
根据质能守恒定律，物质可以通过核反应、化学反应等方式转化为能量。
最著名的例子就是在核聚变中，核能转化为热能和光能释放出来，这是太阳能的主要来源。
此外，在燃烧中，化学能转化为热能和光能，驱动机器工作，提供动能。
可以说，燃烧是物质向能量转换的经典例子。
而相反的过程，也就是能量转化为物质的过程也是存在的。
在粒子对撞实验中，高能粒子撞击物质，能量转化为新的物质粒子。
这类实验不仅有助于我们理解宇宙的起源，还在物理学的研究中扮演着重要角色。
物质和能量的相互转化不仅在微观层面存在，在宏观层面也如影随形。
例如，食物的消化过程是一种将物质转化为能量的生理过程。
当我们吃进食物时，身体会将食物中的营养素分解，进而转化为身体所需的能量。
这个过程中，碳水化合物、脂肪和蛋白质被分解成葡萄糖、脂肪酸和氨基酸，再由细胞进行氧化代谢，生成能量。
在这个过程中，能量转化的效率受到很多因素的影响，如食物的种类、摄入量和个体的新陈代谢率等。
另外一个重要的物质与能量转化的例子是光合作用。
在光合作用中，植物利用阳光、水和二氧化碳生成葡萄糖和氧气。
光合作用通过将太阳能转化为化学能，为植物和其他生物提供能量和氧气。
这种现象对于维持地球生态系统的平衡至关重要，也是维持生命链条的关键环节之一。
物质和能量的相互转化还与能源领域密不可分。
如今，世界各国正积极寻求替代传统能源的发展方案，其中重要的一方面就是通过研究开发可再生能源以实现物质和能量之间的高效转化。
例如，太阳能光伏技术通过将太阳能转化为电能，为可持续发展提供了无限的新能源。
另一个例子是风能，风力发电利用风能转动风机叶片，进而驱动发电机产生电能。
浮游动物生物量和能量研究中的一些转换系数
为 ３ ： 质浮游动物含有较 少的氨和碳，含量变化 类 腔
大， 包括腔肠动物 ， 栉水母类， 鳃樽 ； 纽 非腔质浮游动 物，含有较 多的元素，含量变化不大，包括甲壳类和
机质． 干重 减去灰甜即为无灰干重。灰份是 指所有的 幼形类被囊动 物； 半胶质浮游动物的元 素含量 居上述 无机物质 ，将 浮游 动物 样品放于马 弗炉 中灼 烧 至步 两者之间， 包括软体动物和 毛颚类。 １ ． ２ｈ 剩下的成分即为灰份。不同的种类灰份的含量
用这个 系数要满足下列条件 ： 蛋白质的构成符合标准 组成 ； 氮只存在于蛋 白质中。
６ 含 能 量
注： 中间一栏 将 Ｃ设 为 １ ０ 右边一 栏将 Ｐ设 为 １ 仿 Ｈ ｍ ０． ， ａ
等，００年 ２０
从 理论 上讲 ， 有 机 体 的 含能 量 为 ２ ／ｒ ２ ６Ｊ ｎ ｇ
４ 元 素 组成
生化组成 （ ｉ ｈ 证 ａ 嘣Ｙ ｍ） Ｂ０ 日 ｃｌ 邺 ｃ 。生化组成是指主
Ｃ重 为 ７ Ｐ ｃ 重 为 １， Ｎ 分析 浮蝣动 物的元 素组成 主要是为 了粗 略估计 Ｎ ： （ 量 比） ０ １， ： （ 量 比） ０ ０３ Ｐ ：
要有机物 （ 蛋白质、 脂类和碳水化合物） 含量。各类 的
也 不 一 样 （ １。 表 ）
ＩＥ Ｃ Ｓ术语和系数委 员会使用的几个转换 系数为 ： 碳 占湿重 的比例 为 ０ １．氮占湿重的比倒为 ０ ００ ２ ．２， 磷占湿重的 比倒为 ０ １ １ ； 占干重 的比倒为 ０印， ０ 碳 ３ ６ 氮占干重 的比倒为 ０ ｌ ．磷占干重 的比例为 ００ ８ ０ ０ ； （ 重量 比） ０ ０８ 为 ７。
海 洋 科 学 ／０２年 ／ ２ 卷 ／ １ ２０ 第 ６ 第 期
植物的能量转换与代谢
植物通过卡尔文循环将大气中的二氧化碳固定为 有机酸，进而合成葡萄糖等糖类物质。
碳分配
植物体内的碳以糖类的形式进行分配和运输，用 于合成各种细胞结构和功能物质。
氮代谢中吸收铵态氮或硝态氮，这是植物体内氮的 主要来源。
氮同化
植物将吸收的氮转化为氨基酸和蛋白质等有机氮化物，用于构建细 胞结构和功能物质。
能量转换对代谢途径的调控
ATP/ADP比值调控 代谢途径
植物细胞内的ATP/ADP比值可以 反映细胞的能量状态，当 ATP/ADP比值较高时，表明细胞 能量充足，可以促进代谢途径的 进行；反之，当ATP/ADP比值较 低时，则表明细胞能量不足，需 要抑制代谢途径的进行以节省能 量。
光合作用产物对代谢 途径的调控
光合作用与呼吸作用的互作关系
揭示了光合作用与呼吸作用在植物能量代谢中的协同作用和相互调控机
制。
植物代谢途径的研究进展
初级代谢途径研究
阐明了植物初级代谢途径，如糖 代谢、氮代谢和脂代谢等，揭示 了这些途径在植物生长发育和逆 境适应中的重要作用。
次级代谢途径研究
揭示了植物次级代谢途径的多样 性和复杂性，如酚类、萜类、生 物碱等化合物的合成途径和调控 机制。
光合色素的功能
依功能不同，光合色素可分成天线色素和反应中心色素两类。天线色素捕获光能，并将光能传给反应中心。极大 部分光合色素都起这一作用。 反应中心色素的作用是以光能来引起电荷分离及光化学成键。它是光化学的催化剂 ，促进能量转化和电荷分离。
光合作用中的能量转换
光能转换为电能
特殊状态下的叶绿素a被激发夺取了 水分子中的电子，叶绿素a被激发变 成了叶绿素a+，同时放出氧气。叶绿 体变成叶绿素a+又从旁边的甲基被氧 化的叶绿素a（叶绿素a被氧化成叶绿 素a+c550）那儿夺取一个电子不断 传递，（氧化——还原）又从还原的 醌a2（氧化成醌b）那儿夺取一个电 子传递给吲哚乙酸，氧化成P680，至 此形成了一个循环回路。
生物链的能量转化效率
生物链的能量转化效率是指在食物链中，能量从一个营养级传递到下一个营养级的效率。
这个效率通常是以百分比表示的，其影响因素包括生物的种类、食物的种类、环境条件以及生物之间的相互作用等。
在食物链中，能量从低营养级向高营养级传递，每一级都有一定的能量转化效率。
一般来说，每经过一个营养级，能量损失率大约在10%到20%之间。
因此，食物链越长，能量的利用率就越低。
此外，食物链中的生物种类和食物的种类也会影响能量的转化效率。
例如，草食动物和肉食动物的能量转化效率就有所不同。
草食动物的消化系统比较简单，将植物组织转化为自身组织的效率较高，而肉食动物的消化系统较为复杂，需要经过多级消化才能将食物转化为自身组织，因此其能量转化效率相对较低。
此外，环境条件也会影响能量的转化效率。
例如，气候变化、污染和天敌等因素都可能影响生物的生长和繁殖，从而影响能量的转化效率。
综上所述，生物链的能量转化效率是一个复杂的问题，它受到多种因素的影响。
了解能量转化效率有助于我们更好地理解生态系统的运行机制，并采取措施提高能量的利用率，促进生态平衡和可持续发展。
05能量平衡
外可进一步氧化5.46千焦
二、人体能量的消耗
人体每日能量的消耗主要包括四个方面： （1） 基础代谢能 （2） 体力活动能 （3） 食物特殊动力能 （4） 生长发育能（儿童、孕妇等）
2700kcal
40-49岁-5%
50-59岁-10%
60-69岁-20% 70岁以上-30%
我们该进食多少？
这要看我们每天能用多少能量
每日所用能量(KJ)
男性
女性
儿童 8岁 青少年 15岁
8800 9600
8800 12600
成人 作文职
11500
9450
成人 作粗重工作
20000
12600
根据劳动（或活动）强度不同把体力活动分为5个等级。 1、极轻体力劳动:身体主要处于坐位的工作。 2、轻体力劳动：站立为主的工作。 3、中等体力劳动：机械操作、驾驶员和农田劳动等。 4、重体力劳动：非机械化农业劳动、炼钢和体育活动等。 5、极重体力劳动：非机械装卸工作、采矿和开荒等。
男性每日需热量（kJ）=（815+36.6*体重 (KG)）*4.184
正常饮食低热量饮食平均寿命50d90d最高寿命100d139d正常饮食低热量饮食平均寿命23m33m最高寿命33m47m正常饮食低热量饮食平均寿命33m45m最高寿命54m69m自自19341934年进行第一次有关实验以来年进行第一次有关实验以来大量的实验大量的实验研究显示研究显示一些哺乳动物一些哺乳动物如老鼠兔子和狗如老鼠兔子和狗通过比同类通过比同类动物少吃动物少吃30304040的食物的食物能够比同类多存活能够比同类多存活13131212的时间间且更加年轻活泼瘦削且更加年轻活泼瘦削不容易罹患癌症和各种传染不容易罹患癌症和各种传染病
动物的能量转换与代谢
动物体内的能量主要用于维持基础代谢、生长、繁殖、运动等活动。其中，基础代谢是指动物在静息状态下维持 生命活动所需的最低能量消耗；生长和繁殖则需要额外的能量支持；运动时的能量消耗则根据运动的强度和持续 时间而定。
能量平衡及其调节机制
能量平衡
动物体内的能量摄入与消耗之间需要保持平衡。当能量摄入大于消耗时，多余的能量会 以脂肪的形式储存起来；反之，当能量摄入不足时，动物则会动用体内的脂肪储备以补
动物的能量转换与代谢
汇报人：XX
2024-01-12
• 动物能量转换概述 • 动物代谢过程剖析 • 不同类型动物能量转换特点 • 影响动物能量转换效率因素探讨 • 提高动物能量转换效率策略 • 总结与展望
01
动物能量转换概述
能量转换定义与意义
能量转换定义
动物通过摄取食物获取能量，经过消化吸收后，在细胞内进行一系列的生物化学 反应，将能量从一种形式转换为另一种形式，以维持生命活动的过程。
生长阶段
动物在不同生长阶段对能量的需求和利用方式也有所不同，例如幼年 期和成年期的能量转换效率往往存在差异。
05
提高动物能量转换效率策略
合理配置饲料营养成分
能量与蛋白质平衡
根据动物的生长阶段和生产需求，调整饲料中能量和蛋白质的比 例，避免能量或蛋白质的浪费。
矿物质和维生素补充
确保饲料中含有适量的矿物质和维生素，以满足动物正常生理功 能和代谢活动的需要。
健康管理
实施科学的免疫程序和疾病预防措施，保障动物健康，减少疾病对 能量转换和代谢的负面影响。
选用优良品种和杂交优势利用
选用高产优质品种
选择生长速度快、饲料 转化率高、抗病力强的 优良品种进行饲养，从 根本上提高动物的能量 转换效率。
生态系统的能量同化率
生态系统的能量同化率
同化率是指生物体对摄取的食物中所含能量的利用效率，通常用百分比表示。
同化率并不等同于营养级效率。
营养级效率是指在一个生态系统中，某一生物群体从其下一级生物群体中获得的能量与该下一级生物群体总能量之比，反映了能量在生态系统中上升流动的效率。
关于生态系统的能量同化率，以下是一些相关概念：
1. 能量传递效率：又叫做林德曼效率，是指n+1营养级所获得的能量占n
营养级获得能量之比或相邻营养级间的同化能量之比。
2. 同化效率：指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。
同化效率＝被植物固定的能量/植物
吸收的日光能或＝被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量。
同化效率的高
低不仅取决于该生物所处的营养级，还因食物性质或类型不同而有明显的差异，通常肉食动物的同化效率要高于植食动物。
请注意，生态系统的能量同化率是一个复杂的概念，涉及到许多因素和变量。
如果您需要更详细的信息，建议查阅相关文献或咨询生态学专家。
生物的能量转换与物质循环
生物的能量转换与物质循环生物的能量转换与物质循环是生命活动中的重要过程，它们紧密相关，相互作用，共同维持着生态系统的平衡。
能量转换指的是生物体内的能量从一种形式转换为另一种形式，物质循环则指的是生物体内各种原料的循环利用过程。
本文将详细介绍生物的能量转换和物质循环的基本过程及其在生态系统中的重要性。
一、能量转换能量是维持生命活动的基础，生物体通过能量的转换来完成各种生命活动。
能量转换主要包括光能转化为化学能的光合作用和化学能转换为其他形式能量的细胞呼吸。
光合作用是生物体内发生的一种重要的能量转换过程。
通过叶绿素等色素的吸收，光合作用将太阳能转化为植物体内的化学能，同时释放出氧气。
在光合作用中，植物通过CO2的吸收和水的分解合成了有机物质，这些有机物质可以作为植物生长和发育的能量来源。
细胞呼吸是能量转换的另一种重要方式，它将有机物质分解成CO2和H2O，并释放出能量。
细胞呼吸在细胞的线粒体中进行，通过氧气的参与将有机物质中的化学能转化为细胞所需的能量。
细胞呼吸的产生的能量被用于维持生物体的生理活动，如运动、生长、繁殖等。
能量的转换不仅在植物体内发生，在动物体内同样存在。
动物从食物中摄取有机物质，经过消化吸收后，利用细胞呼吸将有机物质转化为能量，供给生命活动的需要。
这样，能量在生物体间不断的转换和传递，构成了生态系统中的能量流动。
二、物质循环物质循环是生态系统中物质的流动和转换过程，包括无机物质和有机物质的转换、再生和利用。
物质循环通过各种生物、非生物过程完成，其中包括了水循环、碳循环、氮循环等。
水循环是生态系统中最基本的物质循环之一。
太阳能的作用下，水在地表、植物和大气层之间进行不断的循环。
通过蒸发、降水、透过土壤、植物的蒸腾作用等过程，水分得以流动和再利用。
碳循环是生物体内碳元素的流动和转换过程。
在光合作用中，植物通过吸收CO2并将其转化为有机物质，这些有机物质被储存于植物体内。
当植物被动物摄食后，有机物质转化为动物体内的碳源。
生物的能量转换与利用
生物的能量转换与利用能量是生物体生存与发展所必需的基本资源，它在生物体内进行转换与利用，使生物能够进行代谢活动、维持生命活动和适应环境。
生物的能量转换与利用涉及到许多生物学过程和分子机制，本文将从不同的角度对其进行探讨。
首先，生物体能够利用光能、化学能和热能等多种形式的能量。
最常见的能量来源是光能，它是通过光合作用将太阳能转化为化学能。
通过这一过程，植物能够合成有机物质，并将其中的能量用于自身生长和繁殖。
在光合作用中，光能被植物体内的叶绿素和其他光合色素吸收，然后转化为化学能。
此外，光合细菌和浮游植物等也能进行光合作用。
化学能是另一种常见的能量来源，其包括有机物质中的化学键所含有的能量。
通过分解有机物质，生物能够释放出化学能，并将其转化为其他形式的能量。
此外，生物体还能利用热能进行能量转换，如一些特定的细菌可以利用深海黑板岩中的化学能进行生物反应。
其次，能量转换与利用涉及到维持生命活动所需的各种代谢过程。
代谢是生物体内的一系列化学反应，包括合成与降解反应。
生物体通过代谢过程从食物或其他能量源中提取能量，并将其转化为身体所需的能量形式。
在饥饿状态下，生物体会适应性地进行代谢调节，以保持能量供应。
葡萄糖是生物体最常用的能量来源之一，它在细胞内通过糖酵解分解为三磷酸腺苷（ATP）和乳酸（动物）或乙醇（植物）。
此外，脂肪和蛋白质等也可以被代谢为能量。
代谢反应在细胞内进行，需要一系列酶的参与。
酶可以降低反应的活化能，从而加快反应的进行。
此外，能量输送与转化也是生物体能量转换与利用的重要过程。
生物体内的能量往往以一种化学分子形式储存，如ATP。
ATP是细胞内的能量储备分子，它通过降解释放出能量，并将其转化为其他化学能或机械能。
ATP通过细胞膜和细胞质间隔进行能量传递，在生物体内形成能量传递网络。
一些生物还能利用化学梯度进行能量转换。
以细胞色素系统为例，葡萄糖在细胞色素中被氧化，最终释放出能量并转化为电子梯度。
生物量能量转换的机理研究
生物量能量转换的机理研究
首先，生物体通过摄入有机物质进食的方式获取能量。
植物通过光合
作用将太阳能转化为化学能，合成有机物质，并被其他生物摄取。
而动物
通过摄食其他生物或其代谢产物来获取能量，如食物中的蛋白质、碳水化
合物和脂肪等。
然后，消化系统开始对摄入的有机物进行分解和溶解。
植物中的细胞
壁通常含有纤维素，这是人类肠道中的消化酶难以降解的物质。
为此，一
些动物进化出了共生菌，这些共生菌产生的纤维素酶帮助分解植物纤维素，使动物能够从植物中提取出更多的能量。
生物体将能量形式从一种转化为另一种，主要通过细胞呼吸和发酵等
代谢过程实现。
细胞呼吸是指将有机物完全氧化为二氧化碳和水的过程，
在此过程中释放能量，用以合成生物体的三磷酸腺苷。
发酵是一种特殊的
代谢途径，能够在缺氧条件下产生能量，使生物体能够应对短期的能量需求。
最后，生物体对剩余的未被利用的有机物质进行排泄。
一些无法从食
物中提取能量的物质会被排泄出体外，如粪便和尿液。
而一些有机物质也
会被转化成体内不需要的产物，并排泄出体外，如尿素和氨等。
总的来说，生物量能量转换机理是生物体迅速将摄入的有机物转化为
能量的过程。
该过程包括摄取食物、消化吸收、细胞呼吸和发酵等环节，
其中涉及到多种生理生化机制和化学反应，从而维持生物体的正常生活活动。
生物体内的能量转换与代谢
合成过程主要是DNA和 RNA的复制及蛋白质的合成
分解过程主要是核酸被降解 为核苷酸等小分子
03
生物体内能量转换与代 谢的调节
酶的调节作用
酶的合成与分泌受基因调控，基因的表达受多种因素影响，如激素、生 长因子等。 酶的活性受多种因素调节，如共价修饰、磷酸化、去磷酸化等。
糖酵解：糖酵解是生物体内葡萄糖氧化分解为丙酮酸的过程 ，释放出少量能量并产生ATP。
三羧酸循环：三羧酸循环是生物体内能量转换的关键过程，通过一系列的氧化还原反应将丙酮 酸 彻 底 氧 化 分 解 为 二 氧 化 碳 和 水 ， 释 放 出 大 量 能 量 并 产 生 AT P 。
能量转换效率
生物体内能量转换的基 本原理是利用化学反应 将有机物中的化学能转 化为细胞可利用的能量 形 式 ， 如 AT P 。
蛋白质组学研究进展
蛋白质组学定义：研究蛋白质在生物体中的作用、蛋白质的表达和蛋白质之间的相互作用。
研究目的：了解生物体内能量转换与代谢的机制，发现新的治疗方法和药物靶点。
研究方法：利用质谱、色谱等技术分离和鉴定蛋白质，利用基因组学和代谢组学等技术研究蛋 白质的表达和相互作用。
最新进展：发现了许多与能量转换与代谢相关的蛋白质，深入了解了蛋白质在生物体内的功能 和作用机制，为未来的治疗和药物研发提供了新的思路和方法。
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添加标题
激素的调节作用具有特异性， 每种激素只能作用于特定的靶 细胞或器官，从而实现对能量 转换与代谢的精细调节。
添加标题
激素的分泌量受到多种因素的 影响，如营养状况、环境因素、 生理状态等，这些因素可以影 响激素的分泌，进而影响生物 体内的能量转换与代谢。
生物体内的能量转化
光合作用的产物是葡萄糖，它是植物体内其他化合物的合成原料，如脂肪、蛋白质等
呼吸作用
定义：生物体内有 机物氧化分解的过 程
场所：线粒体
过程：有机物氧化 分解，释放能量
产物：二氧化碳、 水和其他小分子物 质
发酵作用
定义：生物体内通过发酵作用将有机物转化为能量 类型：厌氧发酵和有氧发酵 厌氧发酵：在无氧条件下，通过厌氧菌的作用将有机物转化为乳酸、甲烷等物质 有氧发酵：在有氧条件下，通过好氧菌的作用将有机物转化为二氧化碳、水等物质
生物体内的能量转化
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汇报人：XX
目录
01 生 物 体 内 能 量 转 化 的基本概念
03 生 物 体 内 能 量 转 化
的效率
05 生 物 体 内 能 量 转 化
的研究进展
02 生 物 体 内 能 量 转 化 的方式
04 生 物 体 内 能 量 转 化 的应用
在环境保护中的应用
生物质能转化：利用生物质转化为可再生能源，减少化石燃料的依赖 污水处理：利用微生物降解有机污染物，净化水质 废气处理：利用微生物或植物吸收和转化废气中的有害物质 土壤修复：利用微生物或植物修复受损土壤，提高土壤质量
在生物技术中的应用
生物发光：利用 生物发光原理， 开发出荧光蛋白 等生物标记技术
Part One
生物体内能量转化 的基本概念
生物体内能量转化的定义
生物体内能量转化是指生物体通过一系列化学反应将能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
能量转化的目的是为了维持生物体的生命活动和生长发育。
教学目动植物细胞中的能量转换.doc
教学目标：1说出细胞中含有的物质。
2 理解细胞膜的功能。
3 描述生物能量转换器的作用。
重点：动植物细胞中的能量转换过程。
细胞膜的功能。
难点：动植物细胞中的能量转换过程。
教学步骤：一导语：（复习导新）1 生物的基本特征1：生物的生活需要营养。
2 生物的基本特征6：生物都是由细胞构成的。
细胞每时每刻都在不断长大、衰老、死亡，那么，细胞的这些生命活动需要物质和能量吗？二细胞中的物质1 物质的构成：由分子构成。
例如：水H2O分子----｛由H原子和O原子构成｝氧气O2分子-----｛由2个O原子构成｝注：单个的H原子或O原子不具备水的特性，只有2个H原子和1个O原子组装成水分子时才具有水的特性。
（此过程教师讲解水溶解于蔗糖现象，帮助学生理解物质由分子构成。
）2 细胞中的物质无机物：分子小，一般不含碳。
如：水、无机盐、氧气。
有机物：分子大，一般含碳。
如：糖类、脂质、蛋白质、核酸等3 种子燃烧实验细胞在生活过程中不断消耗这些营养物质，同时产物大量的代谢废物。
而细胞的空间又非常有限，所以，细胞必须源源不断的从细胞外吸收营养物质，同时将代谢废物排出细胞之外。
那么，细胞是如何做到的呢？三细胞膜控制物质的进出（细胞膜具有选择透过性）1 有用物质进入细胞。
2 废物排出细胞之外。
四细胞中的能量转换1 自然界中的能量形式：光能、热能、动能、势能、化学能等。
2 自然界中的能量转换：能量可以由一种形式转换成另一种形式。
例如：蜡烛燃烧化学能→光能、热能内燃机：化学能→热能、动能3 细胞中的能量转换细胞中含有一些营养物质，这些物质中储存一定的能量，这种能量叫化学能。
通过新陈代谢将这些营养物质氧化分解成CO2、H2O等简单的物质，同时释放出其它形式的能量，供给生命活动的需要。
那么细胞中有类似内燃机的能量转换器吗？（1）细胞中的能量转换器叶绿体：光能→化学能线粒体：化学能→热能、动能等动植物生命活动所需要的其它能量形式（2）动物细胞中的能量转换器：线粒体（呼吸作用）植物细胞中的能量转换器：叶绿体（光合作用）；线粒体（呼吸作用）五课堂小结本节课我们了解了细胞内含有的物质，以及细胞膜具有控制物质进出的功能，重点认识了细胞质中线粒体和叶绿体在能量转换方面的作用。
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空氣的污染
• 吃一塊牛排對地球變暖的影響與 一輛小汽車行駛兩英里排放廢氣 所造成的不良效果相同。
31
空氣的污染
• 一頭牛在它的消化過程中可由打 嗝和放屁在一天內排出200升甲 烷，全世界超過3億頭牛，它們 每年排放的甲烷則高過達一億多 噸，占全球甲烷排放總量的20%
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空氣的污染
• 溫室效應的緣故北極冰原2040年 前可能消失
餵牲畜 298.605
30%
人食用 696.745
70%
餵牲畜 人食用 9
海洋資源的浪費
• 1989年，有13萬噸從北海撈來的魚都用 來餵養2.8萬噸的養殖鮭魚
10
養殖的破壞
• 1980年，菲律賓群島還有1469平方公里的紅樹林， 但到1989年已減少到380平方公里。
平方公里
1500 1000
支持有利地球永續經營 的飲食銷售
39
有機農業對生態環境的影響
• 降低對環境污染 • 農業廢棄物回收再生資源利用
• 稻殼、廚餘、排泄物回收再利用 • 建立良好之耕作制度
• 混作、輪作或間作，改善土壤的結構 、減少病蟲害）
• 改進空氣品質 • 減少氮肥的使用，N2O的產生
• 防止土壤沖蝕 • 多元化植物覆蓋土壤，防止雨水沖刷
40
有機農業的成效
• 古巴自從大量採用有 機農法後，從1994年 以來，市區菜園的蔬 菜產量每年呈現雙倍 或三倍成長。
41
化學肥料 添加劑
農藥 有機食品 基因改造
改變飲食，世界會更不同
¼ 荒野保護協會講座內容
1
你今天吃了什麼？
2
從何而來？
3
從何而來？
4
人工添加物
基因改造食品
重金屬
化學肥料
農藥
生病的環境生病的人 Garbage in, garbage out!
5
魚撈方式的破壞
• 每年有50萬到150萬的海豚 和小鯨死亡，大多數是被 纏在漂浮的尼龍網裏
22
飲用水源的劇減
• 全世界50%的淡水是供給畜牧業 使用，它包括種植牲口所吃的穀 類及它們所喝的水。
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飲用水源的劇減
• 產1磅動物蛋白質所需的水，是 生產1磅植物蛋白質所需的15倍。
24
飲用水源的劇減
• 生產1隻普通大小的母牛消耗的 水，足夠浮起一隻驅逐艦
25
環境的污染
• 畜牧業在美國本土造成的污染是 其他所有工業加起來的兩倍。
• 1970年代的末期，為了供應北美洲速食業的漢 堡肉，中南美洲2/3的農業用地已改成畜牧場。
畜牧場成了摧殘中南美洲 熱帶雨林的禍首
16
為了口腹之慾！
¼ 磅漢堡肉
20~30種不同的植物 100種不同的昆蟲
165磅被摧毀的生態
20~30種不同的 鳥類與動物。 17
拯救熱帶雨林最好的方法
• 一個人從肉食者轉變 為素食者每年能...
拯救一英畝 的熱帶雨林
18
表土流失
• 一英吋的表土自然形成的時間需 要200~1000年。
19
表土流失
• 85%的美國畜牧場及農場的表土 已流失，間接亦影響了森林的表 土。
20
表土流失
• 為了1磅牛排，35磅的表土則永 遠流失掉了。
21
表土流失
• 每年平均在美國本土直接或間接 流失的表土損失大概是440億美 元。
• 海底拖網，讓很多海底的 動植物連同比實際捕撈到 的多得多的魚也一塊被殺 死了。
6
海洋資源的銳減
萬噸 40 30 20 10 0
38
13 1970
6
4.9 1990
鱈魚 黑線鱈
黑線鱈 鱈魚
7
當海生哺乳動物與人競爭魚類資源時， 它們就面臨著被殺的可能性！
8
海洋資源的浪費
• 1989年，在全球所捕撈的995.35億噸魚 中，將近30%都不是給人消費的
500 0
1469 1980
380 1989
紅樹林面積
11
12
飢餓的真相
全世界四分之一的人口（13億） 是生活於挨餓或是營養不良的情況下
每一年，四千萬到六千萬的人口， 因為營養不良或飢餓而死亡
人
牲
家
類口
禽
：
：
：
54億 40億 110億 13
畜牧業消耗的榖類是人類消耗榖類的二倍。
全美國生產的榖類，70%是用在畜牧業上。 全美國每年出口的榖類，2/3用在畜牧業上。 全世界生產的穀類，1/3是用在畜牧業上。
36
在我們身邊發生的事情
• 台灣人口：22863122 (95年11月) • 牛：30535頭0.001 • 羊：133688頭0.006 • 豬：9547972頭0.418 • 雞：143686446隻6.285 • 鴨：2259375隻0.099
• 資料來源：農委會(94年)
37
動植物蛋白質能量轉換率
請救救 我吧！
1984年，非洲國家衣索匹亞每天有成千上萬的人死於饑荒。 但在同時，衣索匹亞繼續出口以百萬美元計的榖類到英國及其他 歐洲國家。
14
少吃肉有什麼好處？
• 如果美國肉類生產降低10%，省下來的糧食 可用來養活每年餓死的…
六千萬人!
15
畜牧業與熱帶雨林
• 1960年開始，超過25% 的中南美洲的熱帶雨林 已經被開發成畜牧場。
動物食物
能量轉換率
植物食物
能量轉換率
雞
6.3%
玉米
250%
牛奶
5.3%
麥
220%
蛋
3.6%
燕麥
510%
牛排
2.9%
米
210%
豬排
1.5%
蘋果
110%
羊肉
0.5%
柳橙
170%蝦子ຫໍສະໝຸດ 0.7%馬鈴薯123%
38
資料來源：Pimentel D., and M. Pimentel (Editors), 1996. Food, Energy and Society, University Press of Colorado, 363p. ISBN: 0870813862
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環境的污染
• 畜養一萬頭牛所產生的廢物相當 於一個11萬人口的城市所製造的 廢物。
27
環境的污染
• 在1986年，一個關於大氣中氨含 量的研究發現：81%的氨來自牛 群，而氨會引起酸雨。
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環境的污染
• 加州牛的糞便就已超過全美國所 有人類的糞便。
29
空氣的污染
• 為了一個漢堡，等於燃燒了500 磅的二氧化碳。
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資料來源：2006年12月「地球物理研究通信」（Geophysical Research Letters）雜誌
能源耗損
• 生產1磅的牛肉需要1加侖的汽油
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能源耗損
• 若全人類飲食以肉類為主，現存 石油可維持使用13年；若全人類 素食，現存石油可維持使用260 年
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能源耗損
• 從牛肉提取1磅蛋白質須耗用78 卡路里；從大豆提取1磅蛋白質 只需耗用2卡路里