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第四节++生物体内营养物质的转变
第四节生物体内营养物质的转变
韩莉
[知识结构网络]
一、糖的消化、吸收、代谢
二、蛋白质的消化、吸收、代谢
三、脂肪的消化、吸收、代谢
四、三大营养物质的转化及条件
(1)糖类、脂质和蛋白质之间是可以转化的。
________________(一种代谢产物)在三大有机物的转化中起着非常重要的作用;糖类可以转变成
_______________氨基酸。
(2)糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的,只有在糖类
_______________的条件下,才能大量转化成脂质,而脂肪不能
______________转化成糖类。
(3)糖类、脂肪和蛋白质之间除了能转化外,还相互制约着。
三者的供能顺序是:
首先
_________,其次
______________,再次是
__________________。
(4)糖类到氨基酸首先经过
__________________(生理过程)形成中间产物,再经
_______________才能形成氨基酸。
氨基酸形成脂肪或糖类则需经过
___________作用形成
_______________转化而成。
(5)三大营养物质中在体内不能贮存的是
__________________,原因是
___________________________________。
[重难点突破]
一、人和动物体内三大营养物质代谢关系
在生物体内,糖类、脂质和蛋白质这三类物质的代谢是同时进行的,它们之间既相互联系,又相互制约。
形成一个协调统一的过程,下面仅就人和动物体内三大物质的代谢情况进行讨论。
(1)糖类、脂质和蛋白质之间是可以转化。
Ⅰ:
糖类和脂质之间的转化关系:
①糖类可大量转变为脂肪:
糖类代谢的中间产物可以转变为甘油和脂肪酸,两者结合生成脂肪,这种转变在人和动物体内可大量进行,这就是人和动物吃糖能胖的原理。
②脂肪只能少量转变为糖:
在人和动物体内,甘油和脂肪酸都可以加入糖代谢途径,但甘油经一系列过程可以转变为糖,而脂肪酸却几乎不能转变为糖,因此,脂肪不能大量转变为糖。
这就是肥胖后很难减肥的原因之一。
Ⅱ:
糖类和蛋白质之间的转化关系。
①糖类代谢的中间产物可以转变为非必需氨基酸:
糖类在分解过程中产生的一些中间产物(如丙酮酸)可通过转氨基作用产生与之相对的非必需氨基酸,但由于糖类分解时不能产生与必需氨基酸相对应的中间产物,因此糖类不能转化为必需氨基酸,这也是人体每天必需摄取一定量蛋白质的原因之一。
②蛋白质可以转化为糖类。
蛋白质水解作用氨基酸脱氨基作用不含N部分 糖类
Ⅲ:
蛋白质和脂质之间的转化关系:
①氨基酸可以转变为脂肪:
氨基酸分解代谢过程中的中间产物既可转变为脂肪,又可转变为脂肪酸,因此在人和动物体内蛋白质可大量合成脂肪。
此外,有些氨基酸也可转变为磷脂等。
②脂肪几乎不能转变为氨基酸:
在人和动物体内,甘油可以先转变为丙酮酸,然后再经转氨基作用生成某些非必需氨基酸,脂肪酸因几乎不能转变为糖类,因而脂肪酸在人和动物体内不能转变为氨基酸。
总之,人和动物几乎不能利用脂质来合成蛋白质。
(2)糖类、脂质和蛋白质之间转化的局限性
①糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的。
例如,只有在糖类供应充足的情况下,糖类才有可能大量转化成脂质。
②各种代谢物之间的转化程度也是有明显差异的。
例如,糖类可以大量转化成脂肪,而脂肪却不能大量转化成糖类。
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。
(3)三大营养物质代谢的区别和联系:
来源相同:
动物体内的三大营养物质均可来自食物,都必须经过消化与吸收
相
同 代谢途径相同:
三大营养物质在体内均可合成、分解、转变。
都必需在酶的催化下
点 才能完成
都能作为能源物质:
氧化分解,释放能量。
最终产物均有CO2和H2O
贮存方式不同:
糖类和脂肪可以在体内贮存,蛋白质不能在体内贮存。
不
同 代谢最终产物不同:
糖类、脂肪的代谢终产物只有CO2和H2O,而蛋白质的代谢终
点 产物除CO2和H2O外,还有尿素等含氮废物
糖类是主要能源物质,脂肪是体内的储备能源物质。
蛋白质只是一种能源物质
(只在糖、脂肪严重供能不足时,方由蛋白质供能)
[例1](09上海).过量摄入糖类会导致体内脂肪积累,其部分原理如下图所示。
其中过程X、物质Y和物质Z分别是
A.糖酵解、丙酮酸、脂肪酸 B.有氧呼吸、乳酸、脂肪酸
C.糖酵解、乳酸、胆固醇 D.有氧呼吸、丙酮酸、胆固醇
命题意图:
本题考查人体内三大营养物质转化关系。
解析:
由图中看出:
Z是脂肪酸,Y是三碳化合物(丙酮酸),X是呼吸过程的糖酵解过程。
此题与细胞呼吸相结合考查三大营养物质的转化代谢过程。
三大物质代谢通过细胞呼吸而联系起来,因此,细胞呼吸及其产生的丙酮酸是联系物质代谢的纽带与桥梁。
答案:
A
解题指导:
解此类题目要分析并识记三大营养物质转化关系、转化条件,并与营养物质的消化吸收,细胞呼吸联系在一起。
二、转氨基作用和脱氨基作用
1、转氨基作用:
也称氨基转换作用,是指氨基酸中的氨基转移到其他化合物上,从而形成新的氨基酸的过程。
这样能使食物中含量较多的氨基酸转变为含量较少的氨基酸,这样既充分利用了体内过剩的氨基酸,又满足了机体的需要。
经过转氨基作用,氨基酸的数量没变,但种类却改变了。
生物体内的氨基酸几乎都可发生转氨基作用(苏氨酸和赖氨酸不能进行),但通过转氨基生成的氨基酸则为非必需氨基酸。
2、脱氨基作用:
是指将氨基酸中氨基脱下来,成为NH3的过程。
以后NH3在肝脏内经过一系列转变最终转化为尿素(如人体内)和尿酸(如鸟)排出体外,其过程可用下述方程式表示:
脱氨基作用是蛋白质氧化供能所必需发生的过程,人和动物体几乎所有氨基酸都可发生脱氨基作用。
脱氨基作用和转氨基作用都主要在肝脏中进行,它们生成的不含氮部分都可转化为糖类或脂质,也可氧化分解生成CO2和H2O并释放能量。
[例2]反应1:
苏氨酸 酶1 丁酮酸+NH3,
反应2:
谷氨酸+丙酮酸 酶2 α酮戊二酸+丙氨酸,以下叙述正确的是 ( )
A.酶1的作用是转氨基,它可以使氨基酸种类减少
B.酶2的作用是转氨基,它可以使氨基酸数量增加
C.酶2的作用是转氨基,它可以使氨基酸种类改变
D.酶1的作用是脱氨基,它可以使氨基酸数量增加
命题意图:
本题考查脱氨基和转氨基作用。
解析:
反应1的作用为脱氨基,它可使细胞内氨基酸数量减少。
反应2为转氨基,通过氨基转换将会形成一种新的氨基酸,而氨基酸的数量并未改变。
答案:
C。
三、肝脏在三大营养物质代谢过程中的作用
(1)肝脏在糖类代谢中占有重要地位:
在肝脏中,葡萄糖和糖元可以互相转化;从小肠吸收来的其他单糖(如果糖、半乳糖等)可以转化为葡萄糖;脂肪和蛋白质代谢过程中产生的某些非糖物质也可以转化成糖。
其中特别重要的作用是维持血糖含量的相对恒定,以保证全身(特别是脑组织)糖的供应。
血糖的含量通常维持在动态的范围内。
当大量的食物经过消化,陆续吸收到体内,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动态的范围内。
由于细胞进行生理活动要消耗血糖,血糖的含量会逐渐降低,这时,肝脏中的糖元又可以转变成葡萄糖,陆续释放到血液中,使血糖的含量仍然维持在动态的范围内。
(2)肝脏在脂质代谢中也有重要作用
肝细胞分泌的胆汁可以促进脂质的消化和吸收。
肝功能障碍时,胆汁分泌减少,脂肪消化不良,就出现厌油等症状,所以肝病患者要少吃脂肪。
此外,肝脏还是合成磷脂、胆固醇等的重要场所。
(3)肝脏在蛋白质的合成和分解过程中都起着重要的作用
人体的一般组织细胞都能合成自己的蛋白质,但是肝脏除能合成自己的蛋白质以外,还能合成大部分的血浆蛋白质(如白蛋白、纤维蛋白原等)。
据估计,肝脏合成的蛋白质占全身合成蛋白质总量的40%以上。
所以患慢性肝炎或严重肝病变的病人,血液中的白蛋白含量显著降低。
肝脏中氨基酸代谢比其他组织中的氨基酸代谢活跃,这是因为肝脏中含有丰富的催化氨基酸代谢的酶类,谷氨酸——丙酮酸转氨酶(简称GPT)就是其中之一。
正常肝细胞中的GPT很少进入血液,只有肝病变时,由于肝细胞的细胞膜通透性增加,或肝细胞坏死,GPT可以大量进入血液。
所以,临床上常用测定血清中GPT的数值作为诊断肝脏疾病的重要指标之一。
[例3]下图为人体内糖代谢示意图,请回答:
(1)图中④和⑤分别表示__________、_________两种物质。
(2)C6H12O6转变⑤物质需要化学元素________,这种元素可通过_____________生理过程获得。
(3)人体内⑤物质的获得除了图中所示生理过程外,还可通过______________、___________等生理过程获得。
(4)图中②物质是________,若②物质在缺氧时转变为③物质,由图示看出③物质的代谢去路是_________________,除此以外,还有哪些去路?
____
____________________________,通过以上途径,可维持人体血浆pH相对稳定。
命题意图:
本题考查人体在肝脏和肌肉中的物质代谢情况。
解析:
由图中看出,④是脂肪,⑤是氨基酸,②是肌糖元,③是乳酸。
答案:
(1)脂肪 氨基酸
(2)N 转氨基作用
(3)食物的消化吸收 体内组织蛋白的水解
(4)肌糖元 (肌糖元经无氧呼吸产生的乳酸绝大部分)随血液进入肝脏,在肝脏内转变为肝糖元
随血液循环到达肾脏,随尿液排出体外
四、三大营养物质代谢与健康
正常情况下,依靠机体自身的调节可以使三大物质代谢保持动态平衡,维持机体健康。
但当代谢失调时,则会出现不同的病症。
(1)高血糖、糖尿病
原因:
措施:
(2)低血糖症
原因:
肝功能减退、饥饿等。
措施:
静脉滴注葡萄糖溶液,补充含糖多的食物。
(3)肥胖
原因:
肥胖或因能源物质的摄入量超过消耗量引起,或因遗传或内分泌失调而引起。
措施:
前者应通过控制饮食、加强锻炼治疗,后者则应进医院治疗。
(4)脂肪肝
原因:
磷脂等合成减少
脂蛋白合成受阻 脂肪不能运出而在肝中堆积→脂肪肝
肝功能不好
长期 肝细胞坏死,结缔组织增生 肝硬化
(5)蛋白质与营养不良
原因:
单一饮食--→必需氨基酸种类不全--→蛋白质合成受阻--→影响生长、发育及代谢等
措施:
食物多样性,不偏食,不挑食。
五、实验要素分析与应用
(1)胰岛素对血糖的调节作用
将实验动物平均分成两组,一组注射胰岛素,另一组不处理,在相同条件下测定两组动物的血糖水平。
(2)糖尿的鉴定
尿样+班氏试剂(或斐林试剂)煮沸砖红色沉淀。
要点突破训练题答案:
[典例解析]
题型Ⅰ 考查营养物质的消化、吸收
[例题l](08上海理综)17.某学生午餐吃了芹菜炒肉丝、番茄炒蛋和米饭,2小时后,不可能被吸收进入血液的是
A.维生素 B.纤维素 C.氨基酸 D.葡萄糖
答案:
B
[例题2]小肠吸收严重不良的病人,采用静脉注射输入全营养液的方法提供营养,全营养液的成分不能含有 ( )
A.蛋白质 B.葡萄糖 C.无机盐和维生素 D.氨基酸
解析:
小肠吸收严重不良的病人,需要通过静脉输入营养液的方法补充营养,输入的营养物质应当是营养物质的可吸收的形式。
葡萄糖、无机盐、维生素和氨基酸均是可以被吸收的形式,这些物质吸收后进入血液,因而这些物质可以通过输液的方式通过静脉输入人体,蛋白质是大分子物质,正常情况下,蛋白质在消化道中被蛋白酶、肽酶等分解为氨基酸后吸收入血液。
人体细胞的蛋白质是在细胞内合成的,合成蛋白质以mRNA为模板,氨基酸为原料,所以蛋白质不适合作为营养物质输入人体。
答案:
A。
解题指导:
解此类题目要记清人体内三大营养物质的消化吸收方式,总结如下:
题型Ⅱ 考查三大营养物质的代谢
[例题](08北京).下列有关人体糖类代谢的叙述不正确的是
A.糖类可由某些氨基酸经脱氨基后转化产生
B.糖类在供应过量的情况下可转化成为脂质
C.肌糖元可分解为葡萄糖以维持血糖浓度
D.肝糖元分解代谢出现障碍可导致低血糖
答案:
C
题型Ⅲ 与其他代谢过程相结合考查三大物质的转化、代谢
[例题1](08上海)39.(9分)B.下图为人体消化与吸收过程示意图。
①~⑤表示消化液,其中⑤是小肠液。
纵向箭头表示消化液对相应化合物的消化作用,a~c表示淀粉、蛋白质和脂肪的最终消化产物。
请回答下列问题。
(1)消化液①能将淀粉分解为 ;不含有消化酶的消化液名称是 。
(2)消化液④为 ,在虚线框内按图中方式,用直线和箭头表示该消化液所作用的物质。
(3)图中X代表的器官是 。
消化终产物a为 ,它被吸收进入X器官绒毛的 。
(4)消化终产物c被吸收进入毛细淋巴管的主要方式是 。
答案:
(1)麦芽糖 胆汁
(2)胰液 见下图 (3)小肠 葡萄糖 毛细血管(血液) (4)被动转运
[例题2].(07天津)下列关于动物新陈代谢的叙述,不正确的是
A.在正常情况下,肝脏细胞可以将多余的脂肪合成为脂蛋白
B.当血糖含量升高时,肌肉细胞可以将葡萄糖合成为糖元
C.糖类分解时可以产生与必需氨基酸相对应的中间产物
D.氨基酸脱氨基产生的不含氮部分可以合成为脂肪
答案:
C
[例3]、(07四川)下列关于人和高等动物机体代谢及调节的相关叙述,正确的是
A.多余的糖可以转化为非必需氨基酸,而多余的氨基酸可以贮存
B.脂肪和蛋白质的分解代谢强度受糖类分解代谢强度的制约
C.肾上腺素的分泌受下丘脑直接控制,与血糖浓度无关
D.胰高血糖素促进肝脏和肌肉细胞的糖原分解为葡萄糖
答案:
B
题型Ⅳ 考查氨基酸代谢中的脱氨基和转氨基作用
[例题]根据下列反应过程,依次指出脱氨基作用和氨基转换作用 ( )
①NH3 酶 尿素
②谷氨酸 酶 α—酮戊二酸+NH3
③蛋白质 酶 氨基酸
④谷氨酸+丙酮酸 酶 α-酮戊二酸+丙氨酸
A.②④ B.①②③ C.④② D.③②①
解析:
①是尿素的形成,②是脱氨基作用,③是蛋白质水解,④是转氨基作用。
答案:
A。
解题指导:
解此类题目要分清脱氨基和转氨基的过程、特点和意义。
题型Ⅳ 考查三大营养物质代谢与人体健康
[例题1](08上海模拟)在减肥和预防肥胖的方法中,正确的是( )
①加强体育锻炼,养成体育锻炼的习惯
②改变不良的生活方式,如作息时间安排不当、长时间观看电视等
③控制油腻食物的摄入量,代以大量进食谷物和蛋白质
④在医生的指导下服用减肥药物
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
解析:
本题考查脂质代谢与人体健康,肥胖是人体摄入的供能物质(糖类)和脂肪过多,加之不良生活习惯(如多食少动)导致的,有些也是因遗传或内分泌失调引起的,对于前者应加强体育锻炼,养成良好的生活、饮食习惯,对于后者应到医院就诊,市场上的减肥药物,应在医生指导下服用。
答案:
C。
[例题2](07江苏)4.下列关于人体健康与营养物质关系的说法不正确的是
A.营养不良的原因之一是食物种类过于单一 B.脂肪肝的形成与脂肪摄人多少无关
C.低血糖早期症状可通过及时补充糖含量多的食物来缓解
D.大病初愈者适宜进食蛋白质含量丰富的食物
答案:
B
[巩固练习]
一、选择题
1.血糖消耗太多时,可补充血糖的物质是( )
①肝糖元 ②肌糖元 ③氨基酸 ④脂肪
A.① B.①② C.①③④ D.①②③④
2.当用14C标记的葡萄糖喂动物后,可在下列哪种物质中发现放射性 ( )
A胆固醇 B脂肪 C尿 D维生素
3.早晨空腹喝牛奶不如喝牛奶时吃些面包营养价值高,原因是早晨 ( )
A.人体急需能量,氨基酸进行脱氨基作用
B.人体急需能量,氨基酸进行转氨基作用
C.人体急需蛋白质,氨基酸合成蛋白质
D.人体急需蛋白质,氨基酸进行转氨基作用
4.对人类代谢过程的叙述,正确的是 ( )
①一切营养物质都要经过消化,才能被吸收
②营养物质必须经过内环境,才能被身体各细胞获得
③蛋白质不能都由糖和脂肪转化而来,因此需要每天补充
④营养物质都直接被吸收进入血液循环系统
⑤细胞内合成代谢永远大于分解代谢,否则无法生活
⑥代谢产物排出途径只有排尿
⑦三大有机物的代谢产物都是水、二氧化碳和尿素
A.①②⑦ B.②③ C.③④ D.④⑤⑥
5.试验证明,若长期用含氨基酸的营养液喂患糖尿病的狗,在其尿中仍可检查出葡萄糖,这是因为 ( )
A.氨基酸不能用于蛋白质的合成
B.蛋白质可水解成葡萄糖
C.氨基酸经脱氨基作用后可转化成葡萄糖
D.氨基酸在体内可发生转氨基作用
6.在某一时刻测定一器官的动脉和静脉血内三种物质的含量,其相对数值如下图所示,该器官是 ( )
A.肺 B.脑 C.肌肉 D.小肠
7.有8种必需氨基酸不能在人体和动物的细胞内合成,只能从食物中获得,其原因是 ( )
A.糖类分解时不能产生与必需氨基酸相对应的中间产物
B.人和动物体内缺乏合成必需氨基酸的转氨酶
C.人和动物不能从组织蛋白质的分解中获得
D.8种必需氨基酸在人和动物体内分解太快,需要随时补充
8.下列哪项可作为脱氨基作用的具体实例( )
A.苏氨酸 酶 丁酮酸+NH3
B.谷氨酸+丙酮酸 酶 酮戊二酸+丙氨酸
C.谷氨酸 酶 氨基丁酸+CO2
D.谷氨酸+NH3 酶 谷氨酰胺+H2O
9.有些对胃有较大刺激作用的药物,常装在淀粉制成的胶囊中,原因主要是 ( )
A.胃对胶囊不起消化作用,可顺利经胃进入小肠
B.让药在胃中慢慢渗透出来,减轻对胃的刺激
C.为服药方便,利于吞咽
D.以上几点都对
10.下列关于物质代谢的叙述,正确的是( )
①淀粉在淀粉酶的作用下分解为葡萄糖
②氨基酸以主动运输的方式通过胃的上皮细胞进入血液
③氨基酸转变为糖类必须首先通过脱氨基作用
④肝细胞中的肝糖元可以水解为葡萄糖进入血液,以维持血糖
浓度的相对稳定
A.①②③ B.③④
C.②③④ D.①②③④
二、简答题
1.下图是细胞内物质代谢综合图解,请填图并回答问题:
(1)填出图中方框内的物质和①、②两个过程。
(2)糖代谢的主要途径是___________________。
(3)据报道,台湾地震中有一个小男孩被震灾所困8天后终于获救,在这8天中,小男孩生命活动的能量主要来自__________________________。
(4)猪吃糠长“膘”说明___________________。
(5)牛吃草产奶说明_______________________。
(6)有的人油腻食物吃得很少,结果还是患了肥胖症,其脂肪组织中的脂肪主要由__________转化而来。
2.有人用原子示踪法做了一个实验,给植物施用含15N的氮肥,人吃了这些植物的可食部分后,15N最终从尿液中检测出来,分析一下,15N的行踪可能为:
植物利用15N进行①合成物质a;人食用物质a后经消化变成物质b;物质b被吸收到体内后经血液运输到组织中;在细胞内,物质b经过②形成物质c;物质c在肝脏内被转变为物质d;在肾脏内,血浆中的部分物质经过肾小球的③和肾小管的④,形成尿液,物质d随尿液排出体外,15N从而在尿液中被检测出来。
请回答下列问题:
(1)a~d各代表什么物质:
a_______________;b_________________;
c_______________;d__________________。
(2)①~④各代表什么生理过程:
①______________;②________________;
③______________;④________________。
3.下图表示一名肾衰竭患者接受洗肾机治疗的示意图,下表列出进入及离开洗肾机的血浆成分的部分资料。
据此回答:
物质
血浆内物质的浓度(g/100cm3)
A
B
葡萄糖
0.1
0.1
尿素
0.08
0.06
蛋白质
7.00
7.00
(1)透析管代表肾单位的______________(结构)。
根据上表所提供的数据,说明洗肾机的作用是__
_________________________________________。
(2)为什么病人的血液要从动脉引出,从静脉引回?
(3)为了保证病人血液中的有用成分不流失,洗肾机内与血液流向相反的浴液,除__________以外,其成分和浓度应与_________相同;而且浴液在通过洗肾机之前应加热到__________________。
(4)为什么医生建议肾衰竭患者减少进食蛋白质含量高的食物?
(5)在洗肾机中血液流动方向与浴液流动方向相反,有什么好处?
4.(2004年广东、广西)某人持续进行中等强度的运动,下图是运动前、运动中和运动后血糖和血液中游离脂肪酸浓度的测定结果。
据图分析回答:
(1)运动开始时,血糖下降是由于血糖大量进入细胞,经过____________分解成_________,同时合成___________________。
(2)运动过程中,6分钟后血糖保持在相对稳定的状态,主要直接依赖于__________________分解供应。
(3)运动初期,血液中脂肪酸浓度也下降,表明___
___________________________________________________________________________________。
(4)运动6分钟后,随着运动时间的持续,脂肪酸浓度反而上升,其原因是___________________
_________________________________________。
[例]如图是人体内物质代谢示意图,请据图回答:
(1)①过程的中间产物是_____________,作用于该物质的消化酶是______________。
(2)③过程中,最先参与的液体是_____________。
(3)如果a是结构蛋白质,则b主要是__________。
(4)⑤是蛋白质代谢的________________过程。
⑦过程产生的物质将被转化成_________排出体外。
(5)c是________,d是__________,e是________,
f是__________
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