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三、人和动物体内三大营养物质的代谢
巩固：夯实基础
理解:要点诠释
考点一人和动物体内三大营养物质的代谢过程
三大营养物质具体的代谢过程，从来源和去路两种情况可以比较如下：
1.糖类代谢——葡萄糖在体内的变化
2.蛋白质代谢——氨基酸在体内的变化
3.脂质代谢——脂质在体内的变化
考点二三大营养物质代谢的关系
科学实验证明了三大营养物质，在体内可以进行相互转化。这一过程是通过呼吸作用过程中产生的中间产物(如丙酮酸等)完成的，由于三大营养物质代谢的中间产物基本相同，故这些中间产物构成了三大营养物质联系的桥梁。对植物来讲，糖、脂肪、蛋白质之间可以相互转化，而对人来讲，糖类和脂质之间可以进行相互转化，多余的蛋白质可以转化成糖类或脂肪。但糖类和脂肪只能转化为组成人体的12种氨基酸，另有8种氨基酸不能转化，只能靠从食物中摄取，因此，这8种氨基酸叫人体必需氨基酸。
对于糖类、脂肪、氨基酸(蛋白质)之间的关系，可通过设例分析理解。例如，北京鸭在育肥阶段用含糖类很多的谷类食物饲养，经过一段时间，鸭就变肥了，这说明糖类在动物体内可以转变成脂肪。又如，把酵母菌放在含糖培养基中培养，它的细胞内就能合成各种脂类，某些动物在冬眠后发现脂肪层变薄；糖类可以转变成非必需的氨基酸，但在人体内不能合成必需氨基酸。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，同时用蛋白质饲料喂动物，发现动物逐渐肥胖等。这些实验表明了三者之间可以实现转化，研究发现三者的关系如下图所示：
考点三三大营养物质代谢与人体健康
（1）糖代谢与人体健康
血糖浓度过低或过高对人体健康的影响。人在长期饥饿或肝功能减退情况下，血糖浓度低于50 mg／dL，就会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等低血糖早期症状。当血糖含量低于45 mg／dL时，脑组织就会因得不到足够的能量供应而发生功能性障碍，出现惊厥和昏迷等低血糖晚期症状。这时应及时给患者静脉注射葡萄糖溶液。当人体内胰岛素分泌过少时，可使血糖浓度升高，一部分血糖随尿液排出，称糖尿病。此病主要是由于胰岛素分泌不足引起的，所以注射胰岛素可使症状消失，但不能根治。胰岛素是一种蛋白质，口服时容易被胃肠内的蛋白酶分解而失效，所以不能口服。
（2）脂质代谢与人体健康
①肥胖的原因：一般情况下的肥胖，是人多食少动，使得摄入的供能物质多于消耗的供能物质，由食物中吸收来的过量脂肪和糖类、蛋白质可转变成脂肪储存在体内，导致肥胖。
②肝硬化的原因：肝脏是脂肪运输的枢纽。消化吸收后的一部分脂肪先进入肝脏，以后再转变成体内脂肪而储存；饥饿时，储存的体内脂肪先被运到肝脏，然后再进行分解。脂肪在血液中是以脂蛋白的形式运输的。如果肝脏功能不好，或者缺乏合成脂蛋白的原料之一——磷脂，脂蛋白的合成受阻、脂肪不能顺利地从肝脏中运出去，因而造成脂肪在肝脏中积累，形成脂肪肝。这种情况会影响肝细胞的功能，长期发展下去，可使肝细胞坏死，结缔组织增生，最终导致肝硬化。合理膳食，适当地休息和活动，并注意吃一些富含卵磷脂的食物，能防治脂肪肝。
（3）蛋白质代谢与人体健康
在生命活动过程中，组成组织和器官的蛋白质，经常不断地进行新陈代谢，因此机体必须经常从外界摄取蛋白质，作为体内新生蛋白质的原料，以维持体内蛋白质的平衡。我们日常生活中食入的蛋白质都是混合蛋白质，各种不同来源的蛋白质含有不同成分和比例的必需氨基酸，所以混合食物中蛋白质可以互相补充所缺少的必需氨基酸，而使它们的成分和比例更接近于机体蛋白质中必需氨基酸的成分和比例。故同时吃几种不同来源的蛋白质可取长补短，使营养价值不高的蛋白质，可以更合理地高度利用。
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三大营养物质各自的主要功能是什么？
提示：三大营养物质具有多种功能，各自的主要功能分别是：
糖类：主要能源物质；
脂肪：主要的储能物质；
蛋白质：主要的构成成分。
难点三大营养物质的代谢
对于三大营养物质的代谢，我们可以从两个方面进行理解、归纳。一是来源：糖类、脂类和蛋白质是不溶于水的有机高分子物质，不能被动物直接吸收，动物只有在消化酶的作用下，将其水解成小分子、溶于水的物质才能被吸收，消化过程为：淀粉→麦芽糖→葡萄糖；脂肪→脂肪酸＋甘油；蛋白质→多肽→氨基酸。二是去向：进入体内的营养物质，在细胞内产生一系列的变化。其中，三大营养物质共有的途径是氧化分解释放出所含有的能量，供生命活动需要；不共有的途径是在体内储存起来，即糖类和脂类在体内可以储存，蛋白质在体内不能储存。
疑点血糖浓度平衡的原因
血糖的来源与去路在机体内保持着动态平衡。这种平衡状态是在神经、激素及某些器官的功能调节作用下来完成的。正常人空腹时血糖浓度是相当恒定的，每100 mL血液含葡萄糖80—120 mg／dL。进食后，由于大量葡萄糖吸收入血，血糖浓度暂时升高，但不久即恢复正常。在短时间内空腹，没有糖吸收入体内时，肝糖元再分解成葡萄糖而进入血循环。血糖的去路有四条：一是氧化分解。二是合成肝糖元或肌糖元而储存。三是合成非糖物质，如脂肪，某些氨基酸等。四是随尿排出。血糖从尿中排出是一种不正常的去路，但在某些情况下，血糖含量升高，如超过160 mg／dL，超过了肾小管的重吸收能力，此时部分糖从尿中排出。诱思：实例点拨
【例1】人体每天必须摄入一定量蛋白质，而婴幼儿每天食物中蛋白质的摄入比例应比成年人多。下列理由不正确的是( )
A.蛋白质和氨基酸不能在人体内大量、长期储存
B.蛋白质是主要的能源物质，每天都有大量被分解供能
C.组织蛋白质等自身蛋白质每时每刻都在“降解更新”
D.婴幼儿生长发育快，要产生很多的新细胞，而蛋白质是构成细胞和生物体的重要组成物质
解析：糖类是生物的主要能源物质，蛋白质也可供能，但一般情况下不分解，只有在机体极度饥饿时才分解供能，而蛋白质每天都在消耗。
答案：B
讲评：从多个方面考查蛋白质在人体中的作用，要求学生理解蛋白质在生物体内的主要功能，并与糖类、脂肪的功能比较区分。
【例2】（2005江苏高考，7）人体内糖类代谢的中间产物可通过转氨基作用生成( )
A.丙氨酸 B.赖氨酸
C.脂肪酸 D.核苷酸
解析：呼吸作用的中间产物可以经转氨基作用形成新的氨基酸。组成人体的氨基酸有8种，氨基酸只能从食物中摄取而不能通过转氨基作用形成，即赖氨酸是人体必需氨基酸，丙氨酸可以通过转氨基作用合成。
答案：A
讲评：考查组成人体氨基酸的情况及来源，进而理解糖类与蛋白质代谢产物的联系。
【例3】（2005上海高考，31）下列关于新陈代谢的叙述正确的是（ ）
A.糖类在生物体内氧化和体外燃烧都生成CO2和H2O，释放的能量也相等
B.运动员在100 m赛跑时，腿部肌肉的能量供应主要来自此时所进行的有氧呼吸
C.淀粉是储存能量的化合物，可以为植物细胞直接供能
D.在夏季晴朗的白天，温度适宜的条件下，绿色植物光合速率等于呼吸速率
解析：糖类在生物体内氧化和体外燃烧的产物都是二氧化碳和水，将含有的能量全部释放出来；运动员在跑100 m时，腿部肌肉的能量供应主要由无氧呼吸提供；淀粉是贮藏能量的化合物，而植物细胞生命活动的直接能源是ATP；在夏季白天、适宜的温度条件下，绿色植物的光合作用速率大于呼吸作用速率。
答案：A
讲评：考查对新陈代谢的理解。在掌握课本内容的基础上对新陈代谢的不同方面进行分析，巩固有关内容。
【例4】（2006江苏江浦一模）下图为人体内能源物质代谢的部分过程图解，下列有关叙述正确的是（ ）
A.处于饥饿状态时，血液中的葡萄糖可来自于肝糖元和肌糖元的分解
B.d过程是氨基转换作用
C.葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，故图中的\只来自于葡萄糖的氧化分解
D.人体所需的葡萄糖最终来源于绿色植物的光合作用，故人的同化作用类型为异养型
解析：处于饥饿状态时，血液中的葡萄糖可来自于肝糖元的分解，但不能来自肌糖元的分解；d过程是脱氨基作用；葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，但脂肪产生的脂肪酸和氨基酸脱氨基作用产生的有机酸也可以氧化分解供能，该过程中也产生［H］。
答案：D
讲评：综合考查糖类、蛋白质、脂肪与人体供能的关系，糖类是主要的能源物质，但有时脂肪、蛋白质也分解供能。
【例5】(2006江苏海陵一模)下图表示人体内氨基酸与其他物质之间的关系，与之有关的叙述错误的是（ ）
A.1、2过程既能获得非必需氨基酸，又能获得必需氨基酸
B.4过程不能增加氨基酸种类，能增加氨基酸数量
C.5和6过程必须要经过脱氨基作用才能形成
D.3过程需要消耗由ATP提供的能量
解析：体内转氨基作用产生的均为非必需的氨基酸，食物中可提供必需的氨基酸也有非必需的氨基酸。4过程为转氨基作用，能增加氨基酸种类，但不能增加数量。
答案：B
讲评：三大物质之间的转化关系中，氨基酸与其他物质的转化为重点，通过图表分析帮助学生理解体内氨基酸的来源，经过的过程。
【例6】(2005广东高考，20)下列哪种情况容易导致脂肪肝的发生( )
①脂肪来源太多 ②脂蛋白合成快 ③磷脂合成不足 ④高糖饮食
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
解析：在物质代谢过程中，脂肪来源太多（如高脂肪、高糖膳食时），肝脏就要把多余的脂肪合成为脂蛋白，从肝脏中运出去，磷脂是合成脂蛋白的重要原料，如果肝脏功能不好，或是磷脂等的合成减少时，脂蛋白的合成受阻，脂肪就不能顺利地从肝脏中运出去，造成脂肪在肝脏中的堆积，形成脂肪肝。
答案：C
讲评：引导学生关注理论知识与现实生活的联系，并能找出相关的依据，增强理论联系实际的能力。
【例7】(2006河南郑州一模)下图是人体腹腔中小肠、肝脏的血液循环模式图，请据图回答：
（1）饥饿时b中的血糖浓度比c中的血糖浓度________________。
此时c内血糖能维持100 mg/dL左右水平，其血糖的主要来源是________________，同时血液中与血糖调节有关的激素：________________和________________升高，________________降低。
(2)肝能将蛋白质分解后产生的对人体有害的氨转变成无害的尿素。请判断在a、b、c、d血管的血液中含尿素最多的是________________________________。
(3)下表为饭后1—2 h内人体内不同部位血液成分相对值：
名称
氧合血红蛋白
CO2
血糖
氨基酸
含氮废物
甲
1.8
1.0
1.0
1.0
1.4
乙
1.1
1.4
2.1
1.5
1.3
丙
1.2
1.4
1.0
1.0
1.8
甲、乙、丙中最有可能是血管b内流动的血液是_____________________________。
解析：(1)“人体处于饥饿状态”时，入肝血液血糖浓度偏低。胰高血糖素能升高血糖含量，通过强烈促进肝糖元的分解，促进非糖物质转化成葡萄糖，从而使血糖含量升高。肾上腺素促进肝糖元分解成葡萄糖，从而使血糖含量升高，二者是协同作用，与胰岛素之间是拮抗作用；因此出肝脏的血液要比入肝脏的血液血糖高。由此可见,肝糖元的合成和分解对维持血糖浓度正常有重要的作用。
(2)根据题意:肝脏可将蛋白质脱氨基产生的氨转变成尿素,因此出肝的血液(c)尿素含量多一些。
(3)从表中可以看出,甲中氧合血红蛋白高,为动脉血,乙、丙为静脉血,含二氧化碳相对多一些，但是乙中的血糖和氨基酸浓度比较高,而小肠是消化吸收营养物质的主要场所，通过主动运输吸收葡萄糖、氨基酸等营养物质,消耗了能量(即消耗氧),使过小肠的血液由动脉血变成静脉血,含营养物质多，所以应该是乙。
答案：（1）低 肝糖元的分解 胰高血糖素 肾上腺素 胰岛素
（2）c
（3）乙
讲评：本题考查的知识点有:血糖调节;肝脏和小肠的主要功能;与其生理功能引起的血液成分分析。解答此题时关键是结合图表去分析理解与血糖调节有关的激素之间的相互关系;结合高中生物所涉及的一些重要生理过程分析动脉血和静脉血的成分、肝脏的重要功能及特殊部位的血液特点。
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