高生物人和动物体内大营养物质代谢.docx
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高生物人和动物体内大营养物质代谢
第八讲
人和动物体内三大营养物质的代谢
代谢的基本类型
重点、难点知识剖析
【准备】
1．糖类、脂肪、蛋白质等大分子物质能直接进入细胞内参与代谢吗？
2、在进入细胞之前要经过什么生理过程？
3．所有营养物质都要经过消化才能吸收吗？
4．人体内有哪些常见的消化酶？
考点一、糖代谢
【基础】
血液中葡萄糖（血糖）的来源与去路
【拓展】
1．血液中的葡萄糖进入细胞内的方式是什么？
2、调节血糖浓度的方式有哪些、其中的激素有哪些？
考点二、蛋白质代谢
【基础】人体细胞中氨基酸的来源与去路
【拓展】
1、血液中的氨基酸进入细胞内的方式是什么？
2、．蛋白质、氨基酸在人体内能贮存吗？
3、区别：
转氨基作用
脱氨基作用
非必需氨基酸：
人体必需氨基酸：
转氨基作用和脱氨基作用是人和动物对氨基酸的两种利用情况，但通过转氨基作用和脱氨基作用后，产生的不含氮的化合物的去路相同，即都可以转化成糖类或脂肪，也可以分解成二氧化碳和水并释放能量。
考点三、脂类代谢
【基础】
人体细胞中脂类物质的来源与去路
【拓展】
1．脂类可分为哪三类？
2．为什么生物体内储存能量的物质是脂肪而不是糖类或蛋白质？
考点四、人体内三大营养物质的代谢关系
【基础】
①同时进行，相互联系
②有条件转化：
如糖类只有在情况下才能转化为脂类；可大量转化为，而不能大量转化为。
③相互制约：
正常情况，由供能；糖代谢障碍，
由供能；糖类和脂肪摄入不
足，由供能。
三大营养物质代谢之间是可以转化的，它们之间的关系如下：
注：
图中的虚线箭头指。
【拓展】
1、是三大类营养物质相互转化的枢纽,因为其产生
的是三大类营养物质联系的桥梁.
2、主要供能物是，主要储能物是，主要结构物是，主要遗传物质是。
3、三大营养物质代谢的比较：
相同点：
主要来源都来自于。
都包括代谢和代谢。
都要的催化。
都可作为能源物而发生。
共有的代谢产物是，代谢的主要场所均在。
不同点：
（1）作为能源物质时的供能地位不同：
（2）贮存情况：
（3）代谢终产物：
考点五、三大营养物质与人体健康的关系
A、糖代谢与人体健康：
【基础】
血糖含量：
正常值为；血糖含量为mg/dL，出现
等低血糖早期症状；血糖含量小于mg/dL，出现等低血糖晚期症状；血糖含量超过mg/dL，叫做高血糖；血糖含量高于mg/dL，出现尿糖。
【拓展】
1、低血糖与贫血均会出现惊厥和昏迷等症状，为什么？
2、对低血糖早期症状的救治方法——
对低血糖晚期症状的救治方法——
3、出现尿糖的原因有：
如何鉴定？
B、脂类代谢与人体健康：
【基础】
1、肥胖的原因：
如果长期供能物质（如糖类）多，消耗少，导致的状态；
使①②
从而导致肥胖。
这种肥胖可以通过措施来治疗。
2、脂肪肝形成的原因：
功能不好或者缺乏，造成合成受阻，脂肪堆积易形成脂肪肝，长期发展下去导致肝硬化。
合理，适当的
，并注意吃一些含较多的食物，是防治脂肪肝的有效措施。
C、蛋白质代谢与人体健康：
1、人体每天都必须摄入足够的。
否则会出现。
这对等人群更为重要。
2、中的蛋白质含氨基酸种类较齐全，有些的蛋白质缺某些必需氨基酸。
人的食物种类不能过于单一（如只吃大米），故要合理选择和搭配食物。
【拓展】
1、人每天必须摄取一定量的蛋白质（特别是青少年）。
因为：
①，
②，
③。
2、肝脏在代谢中的作用：
（1）在糖代谢中的作用：
（2）在脂代谢中的作用：
（3）在蛋白质代谢中的作用：
例1．人和动物体的物质代谢只发生在
A．消化道内B．肝脏内C．内环境D．细胞内
例2．形成脂肪肝的原因有
①肝脏功能不好②磷脂合成减少③磷脂合成增多④脂蛋白合成受阻⑤脂肪不能从肝脏顺利运出⑥喜欢吃肥肉
A．①②④⑤B．①③④⑤C．①②⑤⑥D．①③⑤⑥
例3种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关。
在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子（如花生）萌发时需氧量比含淀粉多的种子（如水稻）萌发时的需氧量（B）
A．少B．多C．相等D．无规律
例4下列对血糖浓度相对稳定起重要作用的一组是（A）
A、胰岛、肝脏、肾小管B、胰岛、胆囊、肾小管
C、胰岛、胆囊、肠腺D、胰岛、胆囊、肝脏
例5（2003年上海生物卷）糖、脂肪和蛋白质在人体代谢过程中，都可出现的是
①可在体内储存②在体内可相互转化③分解后能释放能量④能生成水、CO2和尿素
A．①③B．②③C．③④D．①④
例6（多选）某运动员运动后感到饥饿，此时，血液流经肝脏后，增加的成分是
A．葡萄糖B．乳酸C．尿素D．有毒物质
例7蛋白质代谢是以氨基酸形式进行的，血液中氨基酸通过一定的来源和去路维持动态平衡。
请根据下图所示的氨基酸代谢的示意图回答问题：
（1）在血液氨基酸的来源中，①是指_______；②主要是指机体内的水解；能转变为部分氨基酸的物质③来自于____，该类物质通过____作用转变为氨基酸。
（2）在氨基酸的去路中，④是指____，NH3随着血液入肝后转变成⑤_____；酮酸氧化分解的终产物⑥为____；以酮酸为原料合成的非蛋白性物质⑦包括___。
（3）在氨基酸的去路中，⑧是指____________；该反应过程区别于④的特点是___________；以血液氨基酸合成的物质⑨包括_________________。
[答案]
（1）肠道吸收组织蛋白糖类代谢中间产物（如丙酮酸）氨基转换作用
（2）脱氨基作用尿素CO2+H20糖类和脂肪（3）氨基转换作用（转氨基作用）无NH3生成，但有酮酸生成各种组织蛋白质、酶和某些激素
例9、下图表示人体内三大营养物质代谢之间的关系。
据图回答下列问题：
（1）三大营养物质在体内共有的代谢终产物是
，蛋白质特有的代谢终产物是。
（2）糖类在代谢过程中可通过[d]作用形
成非必需氨基酸。
化验人体血液中
酶的含量，可作为诊断是否患有肝炎等疾病的
一项重要指标。
（3）某人患有糖尿病，一日三餐只吃一些蔬菜、瘦肉和
牛奶，结果发现其尿中仍含有较多C6H12O6，由此说明体
内发生了图中过程，称为作用。
（4）某学生身高1.55m，体重80kg，父母让其多吃米饭，不吃荤菜。
一段时间后，其体重有增无减，原因是体内发生了图中过程所致。
医生认为该同学营养不良，其所缺少的营养物质主要是。
科学的减肥方法应在保证营养的前提下和。
考点六、新陈代谢的概念
【基础】
新陈代谢是活细胞中的总称。
新陈代谢过程中，既有，又有。
同化作用中有物质代谢，也有能量代谢，同样异化作用中有物质代谢，也有能量代谢。
生物体在进行物质代谢的同时，一定伴随着。
考点七、新陈代谢的类型
【基础】
特点
举例
同化作用
自养型
光能自养型
化能自养型
异养型
异化作用
需氧型
厌氧型
兼性厌氧型
【拓展】
光能自养与化能自养的区别：
例1、下列生理现象中，属于同化作用的是（）
A、丙酮酸进一步分解形成CO2B、变形虫把废物排出体外
C、绿色植物利用光能固定CO2而形成糖D、姐妹染色单体散乱排列
例2、（1997上海）新陈代谢同化作用的异养型和自养型的根本区别在于（D）
A、能否进行光合作用B、能否利用光能
C、能否利用化学能D、能否将简单的无机物转化为有机物
例3、我们所食用的蘑菇一般用牛粪作培养基来栽培，根据这一特点可以推知蘑菇细胞中不可能含有（D）
Ａ、核糖体Ｂ、线粒体Ｃ、细胞核Ｄ、叶绿体
例4、经常疏松土壤，会使土壤中的氨态氮和硝态的比例发生何种变化（C）
A、不变B、增大C、减小D、不能确定
例5、判断某生物异化作用类型是否属于无氧呼吸型的主要依据是（B）
Ａ．能否进行无氧呼吸Ｂ．在有氧的条件下受抑制
Ｃ．能否把无机物转变成有机物Ｄ．在无氧的条件下不能正常生长
例6、将一瓶洗碗水加盖，放在窗台上搁置一年，发现其经历了浑浊、黑臭、变绿三个阶段的变化。
问其中生活的生物类群变化是（）
A、厌氧型微生物→需氧型微生物→光能自养型生物
B、需氧厌氧型微生物→厌氧型微生物→光能自养型藻类
C、异养需氧型微生物→异养需氧厌氧型微生物→厌氧型微生物→光能自养型生物
D、自养需氧型微生物→异养需氧型微生物→光能自养型生物
例7、草履虫是常用的生物实验材料。
有人在一定的容器内、在相对稳定的环境下，用一种粘菌作为饲料培养草履虫。
（1）草履虫对粘菌的消化方式是。
（2）在容器里，草履虫较多地集中在培养液的上层，这说明草履虫的异化方式是。
（3）草履虫在适宜的环境中，通常进行生殖。
（4）在容器里，草履虫的数量不会无限增加，其原因是许多草履虫之间进行着
___________________________________________________。
（5）如果把甲、乙两种草履虫同时放在一起培养，一段时间后，乙草履虫逐渐消失。
在生态学上，它们之间的这种关系叫做。
【阅读】
1．物质代谢之间的相互联系
物质代谢之间的相互联系主要表现在糖类、脂类、蛋白质的各种组成成分经过相应的化学变化可以相互转变，例如，糖类可以转变成某些氨基酸，氨基酸可以转变成糖类，等等。
现在把这些联系简要说明如下：
（1）糖类代谢与脂类代谢之间的相互联系。
北京鸭在肥育阶段是用含糖类很多的谷类食物饲养的，经过一段时间，鸭就变肥了。
其他家禽、家畜的肥育，情况也类似。
这说明糖类在动物体内可以转变成脂肪。
一些实验也证明，糖类可以在生物体内转变成脂肪。
例如，把植物光合作用生成的用放射性14C标记的葡萄糖引入大白鼠体内，就可以发现从组织里分离出来的软脂酸中有14C的存在。
又如，把酵母菌放在含糖培养基中培养，它的细胞内就能够生成各种脂类，个别种类的酵母菌合成的脂肪可以高达酵母菌干重的40%。
脂肪的组成成分是甘油和脂肪酸。
糖类可以转变成a一磷酸甘油，也可以转变成脂肪酸，所以糖类能够转变成脂肪。
糖类转变成a一磷酸甘油的化学步骤是：
葡萄糖可以经过糖酵解途径变成磷酸二羟丙酮，磷酸二羟丙酮可以转变成为a一磷酸甘油。
葡萄糖可以经过糖酵解途径生成丙酮酸，丙酮酸再经过氧化脱羧反应转变成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A再经过脂肪酸合成途径可以转变成脂肪酸。
脂肪酸和a一磷酸甘油再经过脂肪合成途径生成脂肪。
此外，乙酰辅酶A还可以合成胆固醇。
脂肪能够转变成糖类吗？
某些动物（例如刺猬）在冬眠的时候，脂肪可以转变成糖类。
已经有实验证明，脂肪分子中的甘油可以经过糖元异生作用变成糖元；由脂肪分子中的脂肪酸分解而成的乙酰辅酶A，也可以通过三羧酸循环转变成草酰乙酸，然后有少量的转变为糖类。
此外，油料植物种子在萌发的时候，动用所贮存的大量脂肪，也可以转变成糖类。
（2）糖类代谢与蛋白质代谢之间的相互联系。
丙酮酸是糖类代谢的重要中间产物。
丙酮酸经过三羧酸循环可以变成a一酮戊二酸，丙酮酸也可以变成草酰乙酸，这三种酮酸可以经过加氨基或转氨基作用，分别变成丙氨酸、谷氨酸和天门冬氨酸这三种氨基酸。
糖类还可以转变其他非必需氨基酸，但是在人体内却不能合成必需氨基酸。
蛋白质是由氨基酸组成的，可以在人和动物的体内转变成糖类。
如果用蛋白质饲养患人工糖尿病的狗，则有50%以上的食物蛋白质可以转变成葡萄糖。
如果改用丙氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸等饲养这种患人工糖尿病的狗，随尿排出的葡萄糖就会大大增加。
用氨基酸饲养饥饿动物，根据狗肝脏中糖元量增加，也可以证明多种氨基酸在体内转变成了肝糖元。
蛋白质转变成糖类的步骤是先分解成氨基酸，氨基酸再经过脱氨基作用可以转变为a一酮酸（如丙氨酸转变成丙酮酸，谷氨酸转变成a一酮戊二酸，天门冬氨酸转变成草酰乙酸），a一酮酸再经过一系列变化转变成糖类。
现在已经知道，几乎所有组成蛋白质的天然氨基酸都可以转变糖类。
（3）脂类代谢与蛋白质代谢之间的相互联系。
一般来说，在动物体内不容易利用脂肪酸合成氨基酸，在植物和微生物体内存在着乙醛酸循环，很多油料植物的种子和利用醋酸、石油烃类物质的微生物，则可能通过这条途径，由脂肪酸和氮源生成氨基酸。
用只含蛋白质的食物饲养动物，动物也能够在体内存积脂肪。
这个事实说明，蛋白质可以在动物体内转变成脂肪。
有些氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等，可以在代谢过程中生成乙酰辅酶A，再沿着脂肪酸合成途径生成脂肪酸。
一些能够转化成糖类的氨基酸可以直接或间接地转化成丙酮酸，丙酮酸可以转变成甘油，也可以在转化成乙酰辅酶A以后再转化成脂肪酸。
2．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，上述两个过程可以图解如下：
非糖物质
小肠吸收的
葡萄糖
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的范围内；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80～120mg/dL的范围内。
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具有一定的意义。
3.红螺菌
也称为红色非硫细菌，是一种光能异养厌氧型生物，它可利用某些有机物（如脂肪酸、醇、甲烷等）中的氢去还原CO2，生成糖。
如有一种深红红螺菌以异丙醇的氢去还原CO2，形成丙酮和糖类，但不释放氧。
反应式可写成：
4.新陈代谢类型的进化
代谢类型的进化顺序是：
异养厌氧型→自养厌氧型→需氧型→化能合成作用的类型。
原始生命的代谢类型是异养厌氧型的，由原始生命进化出的单细胞原核生物的代谢类型也是异养厌氧型的。
单细胞原核生物独霸地球的时间大约有15亿年左右。
在这15亿年中，消耗掉原始海洋中的大部分有机物，使原始海洋中的有机物的含量越来越少，原核生物的生存压力也越来越大，通过突变和选择，逐渐进化出了光能自养型的原核生物。
最早进化出的光能自养型生物是以H2S等无机的或有机的物质作为还原剂，把CO2还原为有机物，这个过程称为细菌光合作用，由于进化出这种类型的自养型原核生物时，地球上还没有氧气，所以其异化作用类型是厌氧型的。
现存的红色硫细菌即属于这种类型，它们大部分是嫌性厌氧型细菌。
光合细菌的细胞不存在叶绿体，但具有双层膜的球状颗粒，类似叶绿体中的类囊体，称为载色体。
载色体含有细菌叶绿素和类胡萝卜素，能吸收光能和传递光能，进行光合作用。
红硫细菌在光照下利用CO2作为碳源，利用H2S或其它硫化物为供氢源和电子供体而进行光合作用，不释放氧气，积累的是硫。
CO2+2H2S───→（CH2O）+2S+H2O
只有进化出了以水作为氢供体和电子供体的光合作用生物，才能从根本上改变地球上的面貌，因为光合作用能够产生氧气，而且水在地球上很丰富，在代谢过程中也可以循环使用。
所以水作为光合作用的原料几乎是取之不尽用之不竭的。
最早进化出的光合作用的生物，其异化作用类型仍是厌氧型。
在地球上有了游离的氧气之后，才进化出需氧型的生物。
需氧型生物的代谢效率比厌氧型高得多，从而使得生物进化的速度大大加快。
化能合成作用的代谢类型是在光合作用的生物进化出来以后才出现的，因为化能合成作用的过程是需要氧气的，异化作用方式也是需氧型。
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