中学综合学科资源库——代谢

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【阅读材料】

从能量代谢的角度来考虑，人体不能直接利用太阳所提供的光能，也不能利用外部供给的电能、机械能等；人体唯一能够利用的是摄入体内的特定物质分子结构中固有的能量，也就是食物中所蕴藏的化学能。

机体经常摄取的营养物包括糖、脂肪、蛋白质、无机盐类、水与维生素等。其中前三种，既是构筑机体结构，实现组织自我更新及其他一些重要生理功能所不可短缺的物质，又是机体能量的主要来源。

1．糖

糖是机体重要的能源，我国人所摄取的食物中，糖的比例最大。一般说来，机体所需能量的70％以上是由食物中的糖提供的。

2．脂肪

机体中的脂质分为组织脂质和储存脂质两大部分。组织脂质主要是类脂质，这是组织细胞的组成成分，在人体饥饿时也不减少，不能成为能源。储存脂质主要是脂肪。在全部储存脂质中，脂肪约占98％；其中不仅有来自食物的、还有糖和氨基酸在体内转变成的。所以，脂肪是体内各种能源物质储存的主要形式。

3．蛋白质

蛋白质主要是由氨基酸构成的，氨基酸也可以作为机体的能源物质，但这是它的次要功能。

机体所需要的能，究其根底，均来源于食物中的糖，脂肪和蛋白质。这些能源物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能，在氧化过程中碳氢健断裂，生成CO2和H2O，同时释放出所蕴藏的能。

各种能源物质在体内氧化时所释放的能，其总量的50％以上迅速转化为热能，其余不足50％是可以自由作功的“自由能”。

测定整个机体在单位时间内发散的总热量通常有两种方法：直接测热法与间接测热法。

直接测热法就是将机体在一定时间内发散出来的总热量收集起来并加以测量的方法。但是，此类装置结构复杂、操作较难，所以一般常用间接测热法。

在一般化学反应中，反应物的量与产物的量之间呈一定比例关系，间接测热法的基本原理就是利用这种关系。通常要通过测定机体耗氧量和CO2产量，然后测算出机体所释放出的热量。

耗氧量与CO2产量的测定方法有两种：闭合式测定法和开放式测定法。

（1）闭合式测定法。在动物实验中，将受试动物置于一个密闭的吸热的装置中。通过气泵，不断将定量的氧气送入装置。受试动物不断地摄取氧，可根据装置中氧量的减少，算出该动物在单位时间内的耗氧量。动物呼出的CO2，则由装在气体回路中的

CO2吸收剂来吸收。然后根据实验前后CO2吸收剂的重量差，算出单位时间内的CO2产量。

通常使用代谢率测定器（如图），同上述

闭合装置相比，差别是这种测定器只用来测

定受试者一定时间内的耗氧量，实际工作中

使用比较方便。

该装置的气体容器中装满氧气，容器的

上盖密封且可无摩擦移动，滑轮与绳间也无

摩擦。受试者通过呼吸口瓣将氧气作为吸入

气吸入呼吸器官，此时气体容器上盖随吸气

过程下降，并由连于上盖的描记笔记在纸上，

记录纸绕在记纹鼓上随鼓匀速转动而展开。受试者的呼出气则通过吸收容器（呼出气中的CO2和水可被除掉）呼入气体容器中，于是气体容器的上盖又升高，描记笔也随之移动。

（2）开放式测定法。它是在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产量的方法，所以称为开放式，其原理是，采取受试者一定期间内的出气，测定呼出气量并分析呼出气中氧和CO2的容积百分比。由于吸入气就是空气，所以其中的氧和CO2的容积百分比不必另测。根据吸入气和呼出气中氧和CO2的容积百分比的差数，就可以算出该时间内的耗氧量和CO2的排出量。

气体分析方法很多，最简便而又广泛应用的方法，是将受试者一定时间内呼出气采集于袋中，通过气量计测定呼气量。然后用气体分析器分析呼出气的组成成分，进而计算耗氧量和CO2产量。进而可以计算出混合呼吸商（生理学将一定时间内机体呼出的CO2量与摄入的O2即耗氧量的比值称为呼吸商）。

【基本训练】

一．糖类是机体重要的能源物质，一般

说来，机体所需能量的70％以上是由食物中

的糖类提供的，请根据右图回答有关问题：

1．体内将淀粉消化为葡萄糖的酶主要有

和

2．小肠上皮细胞从小肠腔中吸收葡萄糖

属于方式，血浆中的葡萄糖以

的方式进入红细胞。

3．图中A和B表示的物质都是，它的主要功能是。

4．正常人的血糖水平总是处于80～120mg％范围之内，图中D过程表示

5．图中C过程表示，它发生的部位是细胞内的中。

①C过程分为三个阶段：第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸并形成少量的和；第二阶段丙酮酸分解为；第三阶段产生的能量最，其主要过程是

②人体骨骼肌处于相对缺氧状态时，存在一条不需要氧的供能途径，写出其反应式

该途径与C过程相比较相同点与不同点分别是

③关于乳酸的化学性质，正确的是

a．能与NaHCO3反应生成CO2

b．能与Na2CO3反应生成CO2

c．能与乙醇发生酯化反应

d．在NaOH水溶液中发生消去反应

e．乳酸溶液能使紫色石蕊试液变红色

A abcd

B acde

C abce

D abde

6．缺氧和低血糖都可能引起昏迷，试分析原因。

7．在基础条件下，一个中等身材的成年男子每天需要消耗5858kJ的热量。并且已知葡萄糖的热量价（人体基础代谢时，每克葡萄糖释放出来的可供人体利用的能量）是17.15kJ/g。若某中等身材的成年男子，由于某种疾病不能进食，只能靠输液维持，则在24h内至少需输10％的葡萄糖溶液

A．约6800mL B 约3400mL C 约l700mL D 无法估计

8．当含有下列结构片断的蛋白质在胃液中水解时不可能产生的氨基酸是

…NHCH(CH3)CONHCH2CH2CONHCH(CH3)CONHCH(CH2SH)CONHC H2CO …

A B H2NCH2COOH C D

【参考答案】

1．唾液、胰、肠淀粉酶胰、肠麦芽糖酶

2．主动运输协助扩散

该题涉及的内容可分别在细胞中有关物质出入细胞膜的方式和新陈代谢中有关营养物质消化吸收中叙述过。在平时的学习中，如果能对有关知识进行仔细的归纳和比较，在做题时就不难找出正确的答案。

3．肝糖元维持血糖水平的相对稳定

4．当血糖浓度超过160mg%，大量葡萄糖将经过肾脏随尿流失

5．有氧呼吸过程（或葡萄糖氧化分解过程）线粒体

①[H] ATP 二氧化碳最多

前两步产生的[H]与氧结合形成H2O并释放出大量的能量。

②反应方程式略

相同点：从葡萄糖→丙酮酸

不同点：有氧的条件下，丙酮酸彻底氧化分解形成CO2和H2O释放的能量较多，无氧的条件下，分解不彻底，形成乳酸，释放的能量较少。

③C

6．脑组织消耗能量较多，在通常的生理情况下，脑组织所消耗的能量均来自糖的有氧氧化，因而脑组织对缺氧非常敏感。加之脑组织细胞中糖原的储存量极少，代谢消耗的糖主要依靠摄取血糖来补给，所以脑的功能对血糖水平有较大的依赖性，血糖水平过低，可引起昏迷甚至抽搐。

7．B