資源簡介

第四章 代謝與平衡
食物與能量
1.食物中的營養(yǎng)素主要有水、無機鹽、糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和膳食纖維等七大類
糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物都能為人體提供能量
2.探究不同食物所含能量多少
①分別燃燒等質(zhì)量的干燥花生仁，牛肉干，大米，用小刀盡量切碎。
②試管中加入等質(zhì)量等溫度的水，注意擋風(fēng)比較水溫升高多少
結(jié)論：花生仁、大米、牛肉干分別富含脂肪、糖類和蛋白質(zhì)。通過實驗可知，富含脂肪的花生仁所含的能量最多。
3.有機物的氧化：糖類在體內(nèi)完全氧化和在體外完全燃燒釋放的熱量是一樣的，1克糖類可釋放16.8千焦的熱量，同等質(zhì)量的蛋白質(zhì)、糖類和脂肪在體內(nèi)完全氧化所釋放的能量脂肪>蛋白質(zhì)=糖類
由于不同食物所含的營養(yǎng)素種類和比例不同，它們所含的能量往往不同。
營養(yǎng)素的作用
1.水：水不能提供能量，是構(gòu)成細胞的主要成分，各種生物化學(xué)反應(yīng)只有在水溶液中才能進行，并且體內(nèi)的養(yǎng)分和廢物必須溶解在水中才能進行運輸。
2.無機鹽：食物中含有很多種無機鹽，其中包括鈣、鐵、碘、鈉和磷等元素。不能提供能量
成分 作用 缺乏癥狀 食物來源
鈣 構(gòu)成骨骼和牙齒的重要成分 佝僂病、骨質(zhì)疏松癥 蔬菜、奶類、豆類
磷 構(gòu)成骨骼和牙齒的重要成分 厭食、貧血、肌無力等 瘦肉、魚、奶類、豆類等
鐵 構(gòu)成血紅蛋白的重要原料 缺鐵性貧血 動物肝臟、瘦肉、蛋黃等
碘 甲狀腺激素的重要組成成分 地方性甲狀腺腫、幼兒呆小癥 海產(chǎn)品、菠菜、芹菜等
鋅 體內(nèi)多種酶的組成成分 生長發(fā)育不良、味覺發(fā)生障礙 肉類、魚、蛋等
3.糖類：包括淀粉、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖等，在大米、小麥、馬鈴薯和玉米食物中含量較多，是人體所需能量的主要來源
4.蛋白質(zhì)：是細胞生長及組織修復(fù)的主要原料，占人體干重的50%以上，蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體細胞的基本物質(zhì)，處在長身體時期的青少年需要更多。蛋白質(zhì)還可以為生命活動提供能量。在肉類、禽蛋、魚蝦、乳制品和大豆等食物的含量較高
5.脂肪：是生物體內(nèi)貯藏能量的主要物質(zhì)。只有當人體內(nèi)的糖類氧化分解不足以提供人體必需的能量時，才會分解脂肪提供能量，在植物油、動物油、核桃和花生等食物中，脂肪含量較高。
6.膳食纖維：主要由纖維素組成，不能被人體消化吸收的物質(zhì),主要來自于植物性食物。膳食纖維可以刺激消化腺分泌消化液，促進腸道的蠕動，有利于及時排便等。
7.維生素：種類很多，除維生素D以外，其他維生素都不能自己合成，必須從食物中獲取。維生素不能提供能量，參與人體內(nèi)許多重要的生理活動
常見的維生素
種類 作用 缺乏癥狀 食物來源
維生素A 促進人體的正常發(fā)育，增強抵抗力，維持人的正常視覺 皮膚干燥、夜盲癥、干眼癥等 肝臟、魚肝油、胡蘿卜、玉米等
維生素B1 維持人體正常的新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)正常的生理功能 神經(jīng)炎、腳氣病、消化不良、食欲不振等 谷物的種皮、動物的腎臟等
維生素C 維持正常的新陳代謝，增強抵抗力 壞血病、抵抗力下降等 新鮮蔬菜、水果等
維生素D 促進鈣、磷的吸收和骨骼的發(fā)育 佝僂病、骨質(zhì)疏松癥等 魚肝油、蛋黃、肝臟等
平 衡 膳 食
平衡膳食的定義:人的健康飲食要求食物種類盡量多些、數(shù)量適當、營養(yǎng)物質(zhì)之間的比例合理，并且與身體消耗的營養(yǎng)物質(zhì)保持相對平衡。
消化系統(tǒng)的組成
人體的消化系統(tǒng)是由消化道和消化腺組成。
1.消化道：是一條中通的管道，從上到下有口腔、咽、食管、胃、小腸、大腸和肛門，主要是能進行食物的消化和吸收。
牙：牙是重要器官，可咬切和磨碎食物。幼兒時長出的一組牙稱為乳牙，共有 20 顆。約 6 歲起，乳牙逐漸脫落，換上恒牙，共 32 顆， 一般恒牙脫落就不會再長出來
牙的結(jié)構(gòu)：牙本質(zhì)組成了牙的主體結(jié)構(gòu)，牙本質(zhì)內(nèi)部有一腔隙，內(nèi)含牙髓，牙髓由小血管和神經(jīng)組成。牙本質(zhì)的外側(cè)被牙釉質(zhì)包饒，牙釉質(zhì)是人體最堅硬的結(jié)構(gòu).
齲齒：俗稱蛀牙，形成過程是：食物殘留在牙面上，牙釉質(zhì)受到破壞，隨后牙本質(zhì)受到破壞，最后是牙髓受到破壞，它是青少年中發(fā)病率很高的牙病。
2.消化腺：消化道外的唾液腺、肝臟、胰腺和消化道壁上的胃腺和腸腺，主要功能是分泌消化液，參與食物的消化。
其中胰液、膽汁、腸液流入小腸，胃液流入胃部
3.消化道與消化腺的結(jié)構(gòu)與功能：
①胃是消化道中最膨大的部分,胃的內(nèi)表面有許多皺襞，其中有許多胃腺，能夠分泌胃液。胃液具有殺菌、消化和保護胃壁的作用。
②小腸長約5-6米，是消化系統(tǒng)中最長的部分，可以增加食物的停留時間；小腸內(nèi)表面有許多皺襞，有微小凸起叫小腸絨毛（增大內(nèi)表面積），小腸絨毛壁只有一層上皮細胞，增加消化和吸收的面積；絨毛內(nèi)分布著豐富的毛細血管和淋巴管，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和運輸；小腸壁上還有豐富的腸腺，能分泌多種消化液。腸壁含有平滑肌層，能使小腸蠕動，促進消化。
★小腸中與消化有關(guān)的結(jié)構(gòu)：①小腸很長，約5~6m和很多皺襞；②小腸內(nèi)有多種消化酶；
★小腸中與吸收有關(guān)的結(jié)構(gòu): ①小腸很長，約5~6m和很多皺襞；②小腸絨毛壁有一層上皮細胞構(gòu)成，內(nèi)有豐富的毛細血管網(wǎng)；③肝臟是人體最大消化腺，分泌的膽汁流入膽囊濃縮和貯存。
食物的消化與吸收
人體將食物中的大分子物質(zhì)分解成能被身體利用的小分子物質(zhì)的過程叫做消化
當食物消化后，營養(yǎng)物質(zhì)通過消化道管壁進入循環(huán)系統(tǒng)的過程叫做吸收
①物理消化：物理消化過程中食物被軟化和細化，如口腔中被切割、研磨成小碎塊、胃腸的蠕動、膽汁的乳化等。
②化學(xué)消化：大分子物質(zhì)經(jīng)過消化液作用后分解成能被機體吸收利用的小分子物質(zhì)，即營養(yǎng)物質(zhì)
營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收
淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì)可在小腸內(nèi)得到充分的消化，分別形成葡萄糖、氨基酸及甘油和脂肪酸等小分子營養(yǎng)物質(zhì)，人體可吸收的大多數(shù)營養(yǎng)物質(zhì)也是通過小腸壁被吸收的。小腸是食物消化和吸收的主要場所
未被小腸消化和吸收的食物殘渣最后進入大腸，人類的大腸沒有重要的消化功能，主要是吸收少量的水分、無機鹽和維生素，最后形成糞便經(jīng)肛門排出體外，即排遺
營養(yǎng)吸收的位置：
人的消化系統(tǒng)主要具有三大功能：①將食物中的大分子物質(zhì)分解成能被機體利用的小分子化合物；②將這些小分子化合物吸收到血液中；③將消化后產(chǎn)生的食物殘渣排出體外。
酶的催化作用
酶：由生物體細胞合成，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。
酶的性質(zhì)：①高效性：可以使體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)迅速進行，保證各項生命活動的正常進行。②專一性：一種酶只能催化某種或者某一類化學(xué)反應(yīng)。③多樣性：酶有很多種
探究影響酶催化作用的因素
實驗原理：①唾液淀粉酶能催化淀粉分解；②碘液能使淀粉變藍
試劑加入的順序
結(jié)論：PH對酶的活性有影響
酶的催化作用易受到溫度、酸堿度等外界因素的影響，而且不同的酶所需的最適外界條件往往有所不同
注意事項：
①為什么需將試管放入盛有37℃水浴中加熱？唾液淀粉酶消化作用的最適宜溫度為37℃左右。
②設(shè)置B試管的目的是什么？對照
③在探究溫度對酶活性的影響實驗中，要先將含淀粉的試管置于不同的溫度一段時間，再加同溫度的唾液淀粉酶（若常溫下將淀粉和酶混合再置于不同溫度后實驗，因為酶具有高效性，會立即催化反應(yīng)，會使實驗結(jié)果不準確）
血 液
1.血液的功能：經(jīng)消化系統(tǒng)吸收的營養(yǎng)物質(zhì)是通過血液和淋巴循環(huán)流向全身。
血漿：淡黃色半透明液體。由水、蛋白質(zhì)、葡萄糖、無機鹽等組成主要運載血細胞，運輸養(yǎng)料和體內(nèi)代謝出的廢物。
觀察血細胞
把血滴推成一層均勻的薄膜
血細胞的結(jié)構(gòu)與特點：
在顯微鏡下，最容易找到的是數(shù)量最多的紅細胞。
人體內(nèi)具有造血功能的紅骨髓擔負著血細胞的再生任務(wù)
血液具有輸送氧氣、二氧化碳、各種營養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物的功能，還能起到防御保護和調(diào)節(jié)體溫等作用。
心臟和血管
1.心臟外形像桃子，大小與本人的拳頭相似，主要由心肌構(gòu)成，通過不停地搏動，推動血液在心
臟和血管中沿著固定的方向不間斷地流動
2.當左、右心房收縮，左、右心室舒張時，會將心房的血液壓入心室，而心房和心室間的瓣膜（房室瓣）會防止血液倒流回心房，如圖 4-23 所示。
當左、右心室收縮，左、右心房舒張時，左心室便會把血液壓入主動脈輸 送到身體各部分，右心室則將血液壓入肺動脈送往肺部，如圖 4-24 所示。
心室與動脈間的瓣膜（動脈瓣）會防止血液倒流回心室。
心臟收縮后能得到充分時間的舒張，有利于血液流回心臟，也有利于心臟持久地工作
3.人體的血管分為動脈、靜脈和毛細血管 3 種
（1）動脈血管：管腔較小，管壁較厚、彈性大；血流速度快。
（2）靜脈血管：管腔較大，管壁較薄，彈性小；血流速度慢；大靜脈管腔內(nèi)有靜脈瓣，防止血液倒流。
（3）毛細血管：數(shù)量大，分布廣；管壁薄，只有一層上皮細胞構(gòu)成；管腔小，只允許紅細胞單行通過。
血液流動方向：動脈血管→毛細血管→靜脈血管
4.觀察小金魚尾鰭內(nèi)的血液流動
用低倍顯微鏡觀察魚尾毛細血管內(nèi)血液流動的情況
血 液 循 環(huán)
1.血液在由心臟和全部血管組成的封閉管道中，按一定方向周而復(fù)始地流動，叫做血液循環(huán)。血液在一次完整的循環(huán)過程中要流經(jīng)心臟兩次，可分為體循環(huán)和肺循環(huán)兩部分。
含氧量高的血呈鮮紅色，稱為動脈血；含氧量較低的血呈暗紅色，稱為靜脈血。
（1）體循環(huán)：左心室→主動脈→全身毛細血管→上下腔靜脈→右心房
（2）肺循環(huán)：右心室→肺動脈→肺部毛細血管→肺靜脈→左心房
【注意】：肺靜脈里流的是動脈血，肺動脈里流的是靜脈血
血液循環(huán)的主要功能是不斷地將氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)和激素等運送到全身各個組織器官，并將各個組織器官產(chǎn)生的二氧化碳和其他代謝廢物運送到腎臟等排泄器官并排出體外，以保證機體各項生理活動的正常進行。
藥物問題：
a.藥物靜脈注射到肺，經(jīng)過心臟1次，肺1次；
b.藥物靜脈注射到全身：經(jīng)過心臟2次，肺1次
急救問題：
a. 動脈出血，近心端止血
b. 靜脈出血，遠心端出血
c. 被蛇咬：扎在近心端，防止毒素隨血液流入心臟
2.中醫(yī)在診斷疾病時常把手指按放在病人腕部的橈動脈處觸摸脈搏，根據(jù)“ 脈相 ”來診斷疾病
當心臟收縮時，動脈血壓達到的最高值叫做收縮壓。心臟舒張時，動脈血壓下降到的最低值叫做舒張
壓。16 ／ 10.7 千帕，表示收縮壓 16 千帕，舒張壓 10.7 千帕。若一個人的收縮壓經(jīng)常超過 18 千帕或舒張壓經(jīng)常超過 12 千帕（90 mmHg），則可能是高血壓。若一個人的收縮壓經(jīng)常低于 12 千帕，則認為是低血壓。
血型與輸血
凝集原和凝集素：紅細胞膜上存在著叫凝集原的蛋白質(zhì)類物質(zhì)（決定血型的物質(zhì)），而血清中含有與之對應(yīng)的特異性蛋白質(zhì)類物質(zhì)，稱為凝集素（可與對應(yīng)的凝集原發(fā)生凝集）。（血清是指血液凝固后，在血漿中除去纖維蛋白原后分離出的淡黃色透明液體。）
當含有 A 凝集原的紅細胞與含抗 A 凝集素的血清相遇時，就會發(fā)生凝集反應(yīng)。這些紅細胞凝集成團，導(dǎo)致血管堵塞。
輸血原則：原則上應(yīng)輸同型血，若無同型血，必須先進行交叉配血實驗，交叉配血試驗主要考慮供血者的紅細胞上凝集原是否會和受血者血清中的凝集素發(fā)生凝集作用，根據(jù)上述原則，可依據(jù)下表進行輸血，但必須少而慢（A型血萬能供血者；AB型血萬能受血者）
無償獻血：我國實行無償獻血制度，提倡18～55周歲的健康公民自愿獻血。健康成年人每次獻血200～300毫升是不會影響健康的，作為一個健康的公民，應(yīng)當積極參加無償獻血，為挽救他人的生命奉獻愛心。
有 氧 呼 吸
呼吸作用：細胞內(nèi)氧化分解糖類、蛋白質(zhì)、脂肪等有機物，并釋放出能量的過程。
有氧呼吸：在氧氣的參與下，有機物的分解較為徹底，并釋放出較多的能量的呼吸作用方式，大多數(shù)生物均以有氧呼吸作為呼吸作用的主要方式，無氧呼吸只是作為一種暫時補充，它釋放的能量比有氧呼吸要少得多。
有氧呼吸文字表達式 ：葡萄糖 + 氧氣 二氧化碳 + 水 + 能量（大量）
糖類是人體最主要的能量來源：在一般情況下，人體每天進行各種生理活動所需的能量大多來源于糖類，也有一部分來源于脂肪，極少數(shù)來源于蛋白質(zhì)。
無 氧 呼 吸
無氧呼吸：指在無氧條件下，通過酶的作用，細胞把糖類等有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放少量能量的過程。
劇烈運動時，肌肉細胞急需大量的能量，但僅靠呼吸運動和血液循環(huán)不能滿足肌肉組織對氧的需求，所以細胞就會進行無氧呼吸。
動物無氧呼吸文字表達式 ：
植物無氧呼吸文字表達式 ：
微生物獲得能量的方式：微生物獲得的能量有有氧呼吸、無氧呼吸兩種呼吸類型。微生物的無氧呼吸被稱為發(fā)酵（如下圖）。如酵母菌在有氧的情況下進行有氧呼吸，在無氧的情況下則進行無氧呼吸。
酵母菌釀酒
葡萄酒的釀制過程是：葡萄果汁+白糖+酵母菌放入發(fā)酵罐，先通氣使酵母菌進行有氧呼吸，產(chǎn)生大量的能量，從而大量繁殖；然后使發(fā)酵罐密閉，使酵母菌進行無氧呼吸 獲得葡萄酒。
多樣的呼吸器官
1.低等無脊椎動物如草履蟲、變形蟲等，大多數(shù)沒有專門的呼吸器官，它們只靠體表與外界環(huán)境進行氣體交換。
2.較為高等的無脊椎動物開始，已經(jīng)出現(xiàn)了專門用于呼吸的器官，如對蝦用腮呼吸，蝗蟲用器官呼吸
3.魚類使用腮進行呼吸
4.兩棲動物使用肺呼吸，皮膚輔助呼吸
5.爬行類、鳥類和哺乳類使用肺呼吸，鳥類使用氣囊輔助呼吸
營養(yǎng)物質(zhì)的利用
去處 代謝終產(chǎn)物
葡萄糖 （被吸收后） ①直接被組織細胞用以氧化供能②在肝臟或肌肉等組織細胞中合成糖元或在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆鳛槟茉次镔|(zhì)儲備著 二氧化碳和水
脂肪 （被吸收后） ①可被組織細胞利用②由血液運輸?shù)街窘M織貯存起來 二氧化碳和水
蛋白質(zhì) （被吸收后） ①重新合成人體所特有的蛋白質(zhì)②氧化分解供能③合成糖類和脂肪 氧化碳和水以及含氮廢物（比如尿素）
人體每天都需要大量氧氣來氧化分解各種營養(yǎng)物質(zhì)，以產(chǎn)生足夠的能量，維持生命活動
泌 尿 系 統(tǒng)
1.排泄：人體將體內(nèi)所產(chǎn)生的代謝終產(chǎn)物排出體外的過程。
2.泌尿系統(tǒng)
組成：由腎臟、輸尿管、膀胱和尿道組成。
腎臟：腎臟是人體最主要的排泄器官，位于人腰后部脊柱兩側(cè)，左右各一個。每個腎大約有100萬以上個腎單位。
尿液的形成
(1) 腎小球的濾過作用：
血液流經(jīng)腎小球時，血液除血細胞和大分子蛋白質(zhì)外的其他物質(zhì)均可通過濾過作用進入腎小囊形成原尿。
(2) 腎小管的重吸收作用：
原尿經(jīng)過腎小管時，其中對人體有用的物質(zhì)，如大部分水、部分無機鹽、全部葡萄糖和氨基酸等，經(jīng)腎小管的重吸收作用進入腎小管外的毛細血管重新回到血液中。
原尿與血漿相比，除缺少大分子的蛋白質(zhì)外，其余的成分如水、葡萄糖、無機鹽、尿素等物質(zhì)完全相同；
尿液與原尿相比，除缺少葡萄糖和小分子的蛋白質(zhì)外，水、無機鹽、尿素所含比例增多。
成分對比
排尿的意義
（1）排出代謝廢物 （2）調(diào)節(jié)水和無機鹽的平衡，維持組織細胞的正常生理功能。
常見的尿液疾病
尿液中有血細胞（血尿）------腎小球
尿液中有大分子蛋白質(zhì)（蛋白尿）------腎小球
尿液中有葡萄糖（糖尿）------腎小管
尿毒癥：慢性腎衰竭，腎功能不可逆的退化
尿液發(fā)黃除與食物有關(guān)外，主要與尿色素濃度有關(guān)
人工腎， 腎透析
類似腎單位，只有濾過作用（無重吸收）
透析液的成分：水、無機鹽（略小于0.9%）、葡萄糖（與體內(nèi)血糖濃度相等）
水 鹽 平 衡
腎臟對體內(nèi)的水和鹽的濃度具有一定的調(diào)節(jié)能力
代謝的多樣性
1.代謝：人體與外界環(huán)境物質(zhì)和能量的交換。
2.代謝的類型：
（1）同化作用：指的是生物會不斷的從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)，合成新的自身組成的物質(zhì)，并貯存能量的過程，例如植物的光合作用，人體對食物的消化和吸收的過程都是同化作用。
（2）異化作用：指的是生物體不斷的氧化分解自身組成物質(zhì)，釋放能量，不斷排出代謝廢物的過程。如呼吸作用是生物異化作用的主要方式。
（3）自養(yǎng)和異養(yǎng)：按照同化方式的不同分為兩種，
自養(yǎng)：可自身利用無機物合成制造有機物來獲得營養(yǎng)的生物（如光合作用的植物）
異養(yǎng)：需要通過攝取現(xiàn)成的有機物獲得營養(yǎng)，不能直接把無機物合成有機物
酵母菌的代謝類型：兼性厭氧型

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