生物化学幸金礼Word格式.docx
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4、多吃糖能够长胖吗?
5、美国2003年的调查统计认为高蛋白饮食对糖尿病患者很有帮助?
你认为对吗?
核酸代谢与糖尿病有关系吗?
要求:
1、第三、四题势必做题;
第五题基础分分值高,选做可以加20分;
第一、二题基础分分值较低。
2、各小组组长组织组员收集资料、相互交流、合作学习,进行讨论,写出解决问题的方案,并提出解决方案的相关知识内容,形成报告(每小组一份即可)上交,各小组讨论记录的原始稿件一并上交。
小组合作解答过程:
第一题:
1.目前流行核酸营养品,你认为我们必要补充核酸营养品吗,为什么?
解答:
脚气病(beriberi)即维生素B1或硫胺素缺乏病(thiaminedeficiency)。
硫胺素是参与体内糖及能量代谢的重要维生素,其缺乏可导致消化、神经和心血管诸系统的功能紊乱。
脚气病临床有三种类型即“干型”神经脚气。
后者多发生成年长者,伴有消耗症状,以神经系统异常为主。
人类在生命活动过程中需要不断地从外界环境中摄取食物,从中获得生命活动所需的营养物质,这些营养物质在营养学上称为“营养素”。
人体所需的营养素有碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质、维生素,共5大类,其中营养素不能在体内合成,而必需从食物中获得,称为“必需营养素”,其中包括9种氨基酸(异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸),2种脂肪酸(亚油酸、亚麻酸);
14种维生素,分为脂溶性维生素(维生素A和胡萝卜素、维生素D、维生素E、维生素K.)和水溶性维生素(B族维生素中的B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸、泛酸、胆碱和生物素以及维生素C、维生素L、维生素H、维生素PP等)。
维生素种类繁多,功能各异,若营养缺乏,会导致一系列相关的疾病,例如;
维生素A缺乏会患缺铁性贫血,缺碘性甲状腺肿和夜盲症,干眼症、角膜软化症,维生素D缺乏病会导致佝偻病或骨软化症的发生;
叶酸缺乏最常见的危害是引起巨幼红细胞性贫血;
维生素C缺乏病主要会患坏血病等。
矿物质元素包括7种常量元素(钾、钠、钙、镁、硫、磷、氯)和8
种微量元素(铁、碘、锌、硒、铜、铬、钼、钴);
不同的矿物质元素有着不同的生理功能,Ca缺乏会使生物血液凝固,肌肉收缩,多种酶的激活剂,同时能平衡体内的渗透压.补充钙的同时一定要补充维生素D,同时,钙切不可钙与酸性物质同食,因为钙有可能与一些酸性物质生成不溶物,不能被人体吸收,还可能沉淀成为结石.Mg是机体内磷酸化作用的活化剂,对人体内各种物质代谢和能量转换具有重要作用对维持人体内环境平衡,维持DNA、RNA的稳定性,抑制神经系统的兴奋性具有重要意义;
参与蛋白质的合成,调节肌肉运动,影响人的情绪;
与妇女痛经有关。
K的维持碳水化合物、蛋白质的正常代谢.维持细胞内正常渗透压,维持神经肌肉的应激性和正常功能,维持心肌的正常功能,维持细胞内外正常的酸碱和电离子平衡.Na调节体内水分,维持酸碱平衡,维持血压正常,增强神经肌肉兴奋性。
正是由于这些营养素的均衡,存在,才使机体正常运作,若其中某一项平衡失调,将会引起相应的疾病。
归纳如下:
缺乏营养素
症状
饮食提示
钙
食欲不好,夜睡不安、枕秃、骨骼变形、关节肿大、鸡胸、罗圈腿。
多喝牛奶,多吃豆制品等含钙丰富的食物。
铁
烦躁、不爱活动、精神不好、食欲不好、脸色苍白、注意力不集中,反应较慢,记忆力减退,容易腹泻,严重的表现出“异食癖”。
多吃富含铁的食物,如动物肝脏、瘦肉、鸡蛋、豆制品、富含VC的新鲜蔬菜和水果,如西红柿、黄瓜、柿子椒、橙子、柑橘、柠檬、草莓等。
锌
舌味觉功能减退,容易患呼吸道感染、口腔溃疡等多种疾病,并且不容易愈合。
严重缺锌的宝宝,还可出现“异食癖”。
多补充富含锌的食物如牡蛎、瘦肉、猪肝、鱼类、鸡蛋黄豆、玉米、小米、扁豆、土豆、南瓜、白菜、萝卜、蘑菇、茄子、核桃、松子、橙子、柠檬等食物。
碘
学习能力差,肥胖,记忆力差。
多补充富含碘的食物如海带、紫菜、鲜带鱼、蚶干、贝、淡菜、海参、海蜇、海产鱼虾等。
镁
肌肉抽搐,出现定向障碍。
多补充富含镁的食物,如紫菜、小米、玉米、荞麦面、高粱面、黄豆、黑豆、蚕豆、豌豆、豇豆、豆腐、冬菜、苋菜、辣椒、蘑菇;
水果如杨桃、桂圆、核桃仁、虾米、花生、芝麻等。
磷
发育慢,牙齿不健康。
多补充富含磷的食物如鱼、虾、蛋、瘦肉、内脏、豆类、杏仁、核桃、南瓜子。
维生素A
夜晚视力减弱,易肠道感染,皮肤干燥粗糙,出现多种皮肤色斑。
多补充富含VA的食物如动物肝、蛋类、乳类、绿色蔬菜、胡萝卜、西红柿、红心白薯、玉米和桔子等。
维生素B1
缺乏食欲,记忆力减退,易怒,易疲乏,心智灵敏度减退,严重的还会呕吐、腹泻、生长速度慢、消瘦或体重下降、声音嘶哑。
多补充富含VB1的食物如葵花子、全面粉、燕麦片、糙米、新鲜蔬菜、瘦肉或动物肝肾、鸡蛋、豆制品等。
维生素B2
口角发生乳白色糜烂、裂口和张口出血
多补充富含VB2的食物如大白菜、花菜、菠菜、芹菜、胡萝卜、苹果、柑橘、瘦肉、豆制品等。
维生素B6
血糖低,嘴角干裂,眼睛周围皮炎,四肢麻木抽筋,肌肉抽搐,反应迟钝,易怒,尿频。
多补充富含VB6的食物如动物肝、鸡肉、瘦猪肉、蛋黄、鱼、虾、花生、大豆、土豆等。
维生素B12
胳膊和大腿酸痛,嘴感觉酸痛,行走困难,四肢感觉发麻,记忆力减退,口吃,反应慢。
多补充富含VB12的食物如蘑菇、蛋黄、瘦牛肉、牛肾、牛肝、猪心、青鱼、牡蛎等。
维生素C
皮肤上经常有出血点,牙龈出血,抵抗力下降,经常患呼吸道疾病,流鼻血,关节痛,伤口愈合慢。
多补充富含VC的食物如西芹、菠菜、青椒、甘蓝、草莓、番茄、柠檬、萝卜叶、白菜、萝卜、大豆,蔬菜制作要防止VC流失。
维生素D
头骨发软,关节肿大,骨骼脆弱,鸡胸,罗圈腿。
多补充富含VD的食物,如大马哈鱼、红鳟鱼、鳕鱼肝油、比目鱼肝油、奶油、鸡蛋、鸡鸭肝等动物肝脏以及牛奶。
维生素E
早产或出生体重较轻的婴儿可能出现贫血。
多补充富含VE的食物如麦芽油、坚果、小麦、小米、芦笋和坚果类特别是杏、扁桃、榛子、核桃、葵花子以及粗粮等。
维生素F
头发易断,头皮屑多,皮肤干燥,指甲易断。
多补充植物性油(由麦芽、亚麻种子、向日葵、红花、大豆、花生等榨取的油)、花生、葵花子、核桃、胡桃等。
烟酸
口臭、口腔溃疡、牙龈酸痛、食欲减退、眩晕。
多补充富含烟酸的食物如瘦肉、豆类、鱼类、花生、蛋、奶、新鲜蔬菜和水果。
叶酸
舌头发红,血细胞比较低,肠胃功能紊乱,容易腹泻等。
多补充富含叶酸的食物如动物肝脏、肾脏、绿色蔬菜(菠菜、小白菜、苋菜、韭菜)、鱼、蛋、谷、豆制品、坚果。
3、我们可以从食物中获取能量,不同的食物如何提供给我们能量,不同的食物给出的能量相同吗?
答、人体在生命活动过程中,一切生命活动都需要能量,如物质代谢的合成反应、肌肉收缩腺体泌等等。
而这些能量主要来源于食物。
动植物性食物中所含的营养素可分为五大类:
碳水化合物(糖类)、脂类、蛋白质、矿物质和维生素,加上水则为六大类。
其中,碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。
三者统称“产能营养物质”或“热源质”。
这三类营养素普遍存在于各种食物中。
粮谷类和薯类食物碳水化合物较多,是膳食能力最经济的来源;
油料作物富含脂肪;
动物性食物一般比植物性食物含有更多的脂肪和蛋白质;
但大豆和硬果类例外,它们含丰富的油脂和蛋白质;
蔬菜和水果一般含量较少。
一、糖类给人体提供能源物质的途径:
糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物.在人体内糖的主要形式是葡萄糖(glucose,Glc)及糖原(glycogen,Gn).葡萄糖是糖在血液中的运输形式,在机体糖代谢中占据主要地位;
糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等,是糖在体内的储存形式。
葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量。
食物中的糖是机体中糖的主要来源,被人体摄入经消化成单糖吸收后,经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。
机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、多元醇途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖代谢等。
1、消化吸收
食物中的糖主要是淀粉,另外包括一些双糖及单糖。
多糖及双糖都必须经过酶的催化水解成单糖才能被吸收。
2、无氧酵解
无氧酵解
当机体处于相对缺氧情况(如剧烈运动)时,葡萄糖或糖原分解生成乳酸,并产生能量的过程称之为糖的无氧酵解。
这个代谢过程常见于运动时的骨骼肌,因与酵母的生醇发酵非常相似,故又称为糖酵解。
反应过程
参与糖酵解反应的一系列酶存在在细胞质中,因此糖酵解的全部反应过程均在细胞质中进行。
根据反应特点,可将整个过程分为四个阶段:
(一)己糖磷酸化:
⒈葡萄糖或糖原磷酸化为6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)
⑴催化葡萄糖生成G-6-P的是己糖激酶(hexokinase,HK),ATP提供磷酸基团,Mg2+作为激活剂。
这个反应的ΔG"
0=-16.7KJ/mol,基本是一个不可逆的反应。
己糖激酶是糖酵解过程关键酶之一。
(二)1分子磷酸己糖裂解为2分子磷酸丙糖
F-1,6-BP裂解为2分子磷酸丙糖,此反应由醛缩酶催化,反应可逆。
3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮,两者互为异构体,在磷酸丙糖异构酶催化下可互相转变,当3-磷酸甘油醛在继续进行反应时,磷酸二羟丙酮可不断转变为3-磷酸甘油醛,这样1分子F-1,6-BP生成2分子3-磷酸甘油醛。
(三)2分子磷酸丙糖氧化为2分子丙酮酸
(四)2分子丙酮酸还原为2分子乳酸
1分子葡萄糖在缺氧的条件下转变为2分子乳酸,同时伴随着能量的产生,净产生2分子ATP;
糖原开始1分子葡萄糖单位糖酵解成乳酸,净产生3分子ATP。
3、有氧氧化
(一)、葡萄糖氧化生成丙酮酸;
这一阶段和糖酵解过程相似,在细胞质中进行。
在缺氧的条件下丙酮酸生成乳酸。
在有氧的条件下丙酮酸进入线粒体生成乙酰辅酶A,再进入三羧酸循环。
(二)、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A
在有氧条件下,丙酮酸从细胞质进入线粒体。
丙酮酸脱氢酶复合体是由三种酶组成的多酶复合体,它包括丙酮酸脱氢酶,二氢硫辛酸乙酰转移酶及二氢硫辛酸脱氢酶。
以乙酰转移酶为核心,周围排列着丙酮酸脱氢酶及二氢硫辛酸脱氢酶。
参与的辅酶有TPP,硫辛酸,FAD,NAD+,辅酶A。
在多酶复合体中进行着紧密相连的连锁反应过程,反应迅速完成,催化效率高,使丙酮酸脱羧和脱氢生成乙酰辅酶A及NADH+H+。
(三)、三羧酸循环
丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A要彻底进行氧化,这个氧化过程是三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle,TCAcycle)。
三。
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含有3个羧基的柠檬酸,再经过一系列反应重新变成草酰乙酸完成一轮循环,其中氧化反应脱下的氢经线粒体内膜上经呼吸链传递生成水,氧化磷酸化生成ATP;
而脱羧反应生成的二氧化碳则通过血液运输到呼吸系统而被排出,是体内二氧化碳的主要来源。
4、磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径是一个比较复杂的代谢途径:
6分子葡萄糖经磷酸戊糖途径可以使1分子葡萄糖转变为6分子CO2。
磷酸戊糖途径的过程
反应可分为两个阶段:
第一阶段是氧化反应,产生NADPH及5-磷酸核糖;
第二阶段是非氧化反应,是一系列基团的转移过程。
磷酸戊糖途径不是供能的主要途径,它的主要生理作用是提供生物合成所需的一些原料。
5、异生调节
糖异生途径中四个关键酶催化的反应是糖异生的主要调节点。
糖异生与糖酵解是两条相同但方向相反的代谢途径,因此它们必须是互为调节的,两条代谢途径中关键酶的激活或抑制要互相配合:
当糖供应充分时,糖酵解有关的酶活性增高,糖异生有关的酶活性减低;
当糖供应不足时,糖酵解有关的酶活性减低,糖异生有关的酶活性增高。
体内通过改变酶的合成速度、共价修饰调节和别构调节来调控这两条途径中关键酶的活性,以达到最佳生理效应。
二、脂肪代谢给人体提供能源物质的途径
消化主要在小肠上段经各种酶及胆汁酸盐的作用,水解为甘油、脂肪酸等。
脂类的吸收含两种情况:
中链、短链脂肪酸构成的甘油三酯乳化后即可吸收——>
肠粘膜细胞内水解为脂肪酸及甘油——>
门静脉入血。
长链脂肪酸构成的甘油三酯在肠道分解为长链脂肪酸和甘油一酯,再吸收——>
肠粘膜细胞内再合成甘油三酯,与载脂蛋白、胆固醇等结合成乳糜微粒——>
淋巴入血。
1、有氧氧化
在氧供充足条件下,脂肪酸可分解为乙酰CoA,彻底氧化成CO2和H2O并释放出大量能量,大多数组织均能氧化脂肪酸,但脑组织例外,因为脂肪酸不能通过血脑屏障。
其氧化具体步骤如下:
1.脂肪酸活化,生成脂酰CoA。
2.脂酰CoA进入线粒体,因为脂肪酸的β-氧化在线粒体中进行。
这一步需要肉碱的转运。
肉碱脂酰转移酶I是脂酸β氧化的限速酶,脂酰CoA进入线粒体是脂酸β-氧化的主要限速步骤,如饥饿时,糖供不足,此酶活性增强,脂肪酸氧化增强,机体靠脂肪酸来供能。
3.脂肪酸的β-氧化,丁酰CoA经最后一次β氧化:
生成2分子乙酰CoA,故每次β氧化1分子脂酰CoA生成1分子FADH2,1分子NADH+H+,1分子乙酰CoA,通过呼吸链氧化前者生成1.5分子ATP,后者生成2.5分子ATP。
4.脂肪酸氧化的能量生成
脂肪酸与葡萄糖不同,其能量生成多少与其所含碳原子数有关,因每种脂肪酸分子大小不同其生成ATP的量中不同,以软脂酸为例;
1分子软脂酸含16个碳原子,靠7次β氧化生成7分子NADH+H+,7分子FADH2,8分子乙酰CoA,而所有脂肪酸活化均需耗去2分子ATP。
2、脂肪酸的其他氧化方式
1.不饱和脂肪酸的氧化,也在线粒体进行,其与饱和脂肪酸不同的是键的顺反不同,通过异构体之间的相互转化,即可进行β-氧化。
2.过氧化酶体脂酸氧化:
主要是使不能进入线粒体的二十碳、二十二碳脂肪酸先氧化成较短的脂肪酸,以便能进入线粒体内分解氧化,对较短键脂肪酸无效。
3.丙酸的氧化:
人体含有极少量奇数碳原子脂肪酸氧化后还生成1分子丙酰CoA,丙酰CoA经羧化及异构酶作用转变为琥珀酰CoA,然后参加三羧酸循环而被氧化。
3、磷脂的代谢
含磷酸的脂类称磷脂可分为两类:
由甘油构成的磷脂称甘油磷脂,由鞘氨醇构成的称鞘磷脂。
甘油磷脂的代谢
4、胆固醇的代谢
合成代谢
1.几乎全身各组织均可合成,肝是主要场所,合成主要在胞液及内质网中进行。
2.合成原料乙酰CoA是合成胆固醇的原料,因为乙酰CoA是在线粒体中产生,与前述脂肪酸合成相似,它须通过柠檬酸——丙酮酸循环进入胞液,另外,反应还需大量的NADPH+H+及ATP。
合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA、36分子ATP及16分子NADPH+H+。
乙酰CoA及ATP多来自线粒体中糖的有氧氧化,而NADPH则主要来自胞液中糖的磷酸戊糖途径。
5、胆固醇的转化
1.转化为胆汁酸,这是胆固醇在体内代谢的主要去路。
2.转化为固醇类激素,胆固醇是肾上腺皮质、卵巢等合成类固醇激素的原料,此种激素包括糖皮质激素及性激素。
3.转化为7-脱氢胆固醇,在皮肤,胆固醇被氧化为7-脱氢胆固醇,再经紫外光照射转变为VitD3。
三、蛋白质给人体提供能源物质的途径:
食物蛋白质的消化从胃开始,但主要在小肠中进行和完成。
小肠是消化蛋白质的主要场所。
小肠内有胰腺和肠粘膜细胞分泌的多种蛋白水解酶和肽酶,在这些酶的协同作用下,将蛋白质分解为氨基酸。
氨基酸在体内的分解代谢主要是脱氨基(deamination),生成α-酮酸和氨。
脱氨基主要有四种不同方式:
氧化脱氨基作用、氨基转移作用、联合脱氨基作用以及其他脱氨基作用等。
其中联合脱氨基作用是最主要的脱氨基方式。
(一)氨基转移(转氨基)作用
氨基转移作用是指氨基酸在氨基转移酶或称转氨酶催化下,将α-氨基转移到一个α-酮酸的酮基位置上,从而生成相应的α-酮酸和一个新的α-氨基酸,此过程只发生了氨基的转移,而无游离氨产生。
反应如下:
维生素B6的磷酸酯——磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺作为氨基转移酶的辅酶,起氨基传递体作用。
氨基转移反应是可逆的,只要有相应的α-酮酸存在,通过其逆过程又是合成非必需氨基酸的重要途径。
(二)氧化脱氨基作用
L-谷氨酸脱氢酶是以NAD+或NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶,其在体内分布广(肌肉组织除外)、活性高,能催化L-谷氨酸脱氢(氧化)又脱氨,产生α-酮戊二酸和游离氨。
(三)联合脱氨基作用
氨基转移酶与L-谷氨酸脱氢酶联合作用,被称为联合脱氨基作用,这是体内大多数氨基酸脱氨基的主要途径。
(四)嘌呤核苷酸循环
肌肉组织中谷氨酸脱氢酶活性很弱,难于进行上述联合脱氨基作用。
但是可以通过嘌呤核苷酸循环过程脱去氨基。
四、不同物质给人体提供的能量不相同:
(一)糖类提供的能量:
糖又称碳水化合物,包括蔗糖(红糖、白糖、砂糖)、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、糊精和糖元等。
在这些糖中,除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人体直接吸收外,其余的糖都要在体内转化为葡萄糖后,才能被吸收利用。
糖的主要功能是提供热能。
每克葡萄糖在人体内氧化产生4千卡能量,人体所需要的70%左右的能量由糖提供。
此外,糖还是构成组织和保护肝脏功能的重要物质。
(二)蛋白质提供的能量:
人体通过摄入的植物和动物食品补充蛋白质。
植物蛋白质主要由粮食提供,一般粮食中含有4%,稻米含8%—9%,面粉含10%—11%左右。
在植物中含蛋白质最丰富的食物是黄豆,100克黄豆含蛋白质35克,豆制品含蛋白质也都比较丰富。
在动物食品中一般瘦肉类食品蛋白质含量在15%—20%左右,鱼虾类及软体动物类食品中蛋白质含量在15%—20%左右,牛奶蛋白质含量是2.3%,鸡蛋是12.8%。
蔬菜、水果中蛋白质含量一般不高,大约在3%以下。
(三)脂类提供的能量:
脂肪与蛋白质、碳水化合物相比是产热量最高的营养素,是人体重要的能源之一,在合理膳食的情况下总能量的20%—30%都是由脂肪提供的。
脂肪是组成生物体的重要成分,如所有的细胞都含有磷脂,它是细胞膜和血液中的结构物,在脑、神经、肝中含量特别高;
脂肪还能维持体温和保护内脏、缓冲外界压力。
如皮下脂肪可防止体温过多向外散失,减少身体热量散失,维持体温恒定。
也可阻止外界热能传导到体内,有维持正常体温的作用;
内脏器官周围的脂肪垫有缓冲外力冲击,保护内脏的作用,减少内部器官之间的摩擦。
三大营养物质的代谢
三大营养物质代谢的相同点
(1)来源相同
三大营养物质的来源都有三条途径:
食物中消化吸收、其他物质转化、自身物质的分解。
(2)都可以作为能源物质
三大营养物质在体内都可以进行氧化分解,作为能源物质使用。
但它们供能有着先后顺序,它们按照糖类、脂质、蛋白质的顺序供能。
(3)在动物体内可以转化
糖类可以直接转化成蛋白质和脂肪,蛋白质也可以直接转化成糖类和脂肪,但脂肪不能直接转化成蛋白质。
(4)代谢终产物
二氧化碳和水是三大营养物质相同的代谢终产物。
三大营养物质代谢的不同点
(1)能否在体内储存
糖类和脂肪都可以在体内储存,但蛋白质不能在体内储存。
(2)代谢终产物不完全相同
糖类和脂肪的代谢终产物都是二氧化碳和水,但是蛋白质的代谢终产物除了它们外还有尿素。
(3)在体内的主要用途不同
糖类主要是氧化分解提供生命活动所需的能量,脂肪主要是在体内再次合成为脂肪储存起来,蛋白质被消化分解成氨基酸之后,主要用来合成生物体内各种组织蛋白以及酶和某些激素等。
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