資源簡介 第十二講 人體的新陳代謝一、競賽要點和熱點1、食物成分消化、吸收情況吸收部位 被吸收的營養物質胃 少量的水和酒精小腸 大量的水、無機鹽、維生素全部的葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸大腸 少量的水、無機鹽、維生素酶:是活細胞制造的具有催化能力的一類特殊的蛋白質。酶的特性:⑴高效性:比一般的無機催化劑高100萬~10億倍,一份淀粉酶能催化100萬份的淀粉;⑵專一性:每種酶只能催化一種或一類物質的化學反應;⑶多樣性:生物體內的化學反應很多,每個化學反應都由專一的酶催化,所以酶的種類很多。⑷酶的催化作用受pH和溫度的影響。人體的正常體溫是37℃左右,因此人體內各種酶在37℃左右催化作用發揮最好。3、肺換氣和組織換氣都是通過擴散作用實現的。在肺換氣中,肺泡里氧分壓高于毛細血管中的氧分壓,因此氧從肺泡擴散入血液,血液中氧含量增加,而毛細血管中的二氧化碳分壓高于肺泡里的二氧化碳分壓,因此二氧化碳從血液擴散入肺泡,血液中二氧化碳含量減少,所以血液成分由靜脈血變成動脈血;在組織換氣時,毛細血管中的氧分壓高于組織里的氧分壓,而組織里的二氧化碳分壓高于毛細血管中的二氧化碳分壓,因此氧從血液擴散入組織,而二氧化碳從組織間擴散入血液,所以血液成分由動脈血變成靜脈血。4、呼吸運動包括吸氣和呼氣。呼吸運動是呼吸肌活動的結果。呼吸肌主要有膈肌和肋間外肌。平和呼吸時:吸氣:肋間外肌、膈肌收縮→胸腔容積擴大→肺內氣壓小于大氣壓→外界氣體進入肺內; 呼氣:肋間外肌、膈肌舒張→胸腔容積縮小→肺內氣壓大于大氣壓→肺內氣體排出體外。(用力呼吸時,吸氣過程不僅膈肌和肋間外肌收縮明顯加強,而且斜方肌、胸鎖乳突肌等呼吸輔助肌也參加收縮,使胸腔容積擴大程度大大增加;呼氣過程,不僅吸氣肌舒張,而且有呼氣肌參加收縮,如肋間內肌收縮,下拉肋骨和胸骨,腹肌收縮上推膈肌,所以是主動呼氣。)5、通過呼吸,細胞不斷獲得氧氣、細胞利用氧分解有機物,釋放能量。大分子有機物 徹底氧化分解產物(代謝終產物)蛋白質 CO2、H2O、尿素糖元 CO2、H2O脂肪 CO2、H2O6、心臟結構及相連的血管:心臟分四腔即左心房、左心室、右心房、右心室。左心房連肺靜脈,左心室連主動脈,右心房連上腔靜脈和下腔靜脈,右心室連肺動脈。血液出入心臟的流動特點如下圖:(瓣膜控制血液流動方向。心房與心室之間有房室瓣,心室與動脈之間有動脈瓣,靜脈管腔內有靜脈瓣。房室瓣和動脈瓣都是單向打開的瓣膜,房室瓣只向心室方向打開,動脈瓣只向動脈方向打開,從而保證血液向一定方向流動)7、人體血液循環是指血液在心臟和全部血管所組成的管道中按一定方向不停地循環流動。血液循環的動力來自于心臟。心臟不停地有節律地收縮和舒張,推動著血液在心臟、血管的管道中流動。為了便于講述,一般把人體血液循環分體循環和肺循環(其中包含了微循環即血液在毛細血管里的流動循環)。體循環的途徑:左心室→主動脈→小動脈→全身毛細血管→小靜脈→上、下腔靜脈→右心房。肺循環的途徑:右心室→肺動脈→肺毛細血管→肺靜脈→左心房。(參考記憶口訣:心臟結構,上房下室,房連靜室連動,左室出右房進,右室出左房進)8、血液成分及功能 水(91-92%) 蛋白質(7%) 無機鹽(0.9%) 血漿 葡萄糖(0.01%) (約55%) 尿素、尿酸等血液成分紅細胞 350-500萬/mm3血細胞 白細胞 5000-10000萬/mm3(約45%) 血小板 10-30萬/mm3血液功能:⑴ 運輸機能。血液能攜帶機體所需的氧和各種營養物質,并把它們運送到全身各部分的組織細胞;組織細胞的代謝產物,如二氧化碳、尿素等,也可由血液運送到肺、腎、皮膚和腸管而排出體外,使機體的新陳代謝機能得以順利進行。⑵ 維持內環境的相對穩定。⑶ 防御和保護機能。血液中的白細胞對于外來微生物和體內壞死組織具有吞噬分解作用;在血漿中含有各種免疫物質,如抗毒素、溶菌素等,能對抗或消滅外來的細菌和毒素,使機體免于發生傳染性疾病;當機體受損傷而出血時,血小板可促進止血和加速凝血,從而防止繼續出血等。⑷ 參與體液調節。體內各內分泌腺分泌的激素,由血液運送到身體各部分并作用于相應的細胞改變其活動。9、尿的形成和排出血漿 腎小球濾過作用 原尿 腎小管重吸收作用 尿液腎小球 (腎小囊腔) 腎小管 二、拓展與提高小腸的結構特點與其功能是相適應的。⑴小腸較長,這樣食物在小腸內停留的時間也長;⑵胰腺的導管開口在十二指腸,胰腺分泌的胰液經導管流入小腸。總膽管的開口也在十二指腸,肝臟分泌的膽汁先流入膽囊,并貯存在膽囊中,進食后,膽囊收縮,膽汁經總膽管流入小腸。小腸內壁上還散布著許多腸腺,腸腺分泌的腸液進入小腸。這些消化液中的消化酶能幫助消化食物。⑶小腸內壁有許多環形皺襞,皺襞上又有大量的指狀突起——絨毛,絨毛細胞頂端又有微絨毛,這樣,小腸的表面積就比原來的表面積擴大了600倍左右,總的吸收面積約200平方米。⑷小腸絨毛內有豐富的毛細血管和毛細淋巴管。絨毛壁和毛細血管、毛細淋巴管的管壁都只有一層上皮細胞,很薄,有利于營養物質的吸收。其實生物體的結構總是與其功能相適應的。你能列出肺、毛細血管、腎臟、心臟等與其功能相適應的結構嗎? 排泄和排遺。排泄是人體將代謝終產物如:二氧化碳、水、無機鹽、尿素、尿酸等排出體外的過程。排遺是指食物消化后留下的殘渣從消化道排出體外的過程(食物殘渣未被吸收入機體的血液,所以殘渣不是機體新陳代謝的終產物)。人體將代謝終產物排出體外的特點:結 構 形式 代謝終產物皮 膚 汗液 一部分水,少量無機鹽和尿素呼吸系統 氣體 CO2和少量的水泌尿系統 尿液 除CO2外的大部分代謝終產物3、血糖調節人體血漿中的葡萄糖叫血糖,正常值約0.1%。當進食后,血糖濃度會升高,胰腺的內分泌部(胰島)會分泌激素——胰島素,促進血糖分解或加快血糖合成糖元,使血糖濃度接近正常值。如果胰島素分泌異常,會引起代謝紊亂。(胰島素分泌過多,會引起低血糖癥;胰島素分泌過少,會引起糖尿病)。1965年我國在世界上首次人工合成了胰島素,是第一個人工合成的蛋白質,為醫學作出了重大貢獻。4、循環系統由血液循環系統和淋巴系統組成。淋巴系統是血液循環系統的輔助部分。人體細胞生活在液體環境里,人體內細胞賴以生存的液體環境叫內環境。血漿、組織液和淋巴組成人體內環境。通過淋巴循環,可以調節血漿和組織液之間的平衡;可以把少量由毛細血管滲出的蛋白質運回血液。此外,淋巴系統還有保護和防御作用。5、三種血管的區分:動脈管壁較厚,把血液從心臟輸送到身體各部分,血流速度較快;靜脈管壁較薄,把血液從全身各處運回心臟,血流速度較慢;毛細血管管壁非常薄,僅由一層上皮細胞構成,血流速度緩慢,在顯微鏡下觀察,里面的紅細胞呈單行通過。6、血紅蛋白的特點:在氧濃度高的地方易與氧結合,在氧濃度低的地方易與氧分離。血紅蛋白具有攜帶氧和部分二氧化碳的功能。血紅蛋白與一氧化碳的結合力比與氧的結合力大200倍,而且血紅蛋白與一氧化碳結合后分離的速度很慢。因此大量的血紅蛋白一旦與一氧化碳結合以后,氧就失去了與血紅蛋白結合的機會,而發生呼吸障礙,這就是一氧化碳中毒(俗稱煤氣中毒)。7、人體某一器官有病,常會使心臟的跳動發生快慢、強弱的變化,并在脈搏上表現出來。2000年前,我國醫學家扁鵲就已經用“切脈”診斷疾病了。我們把手指放在腕部的橈動脈處,可以很明顯地摸到脈搏。而量血壓則在上臂肱動脈處。8、人體新陳代謝過程中,既有物質的變化——物質代謝,又有能量的轉換——能量代謝。人體物質代謝:糖類代謝:食物中的淀粉、麥芽糖等在小腸內被消化分解成為葡萄糖等單糖才能被吸收。葡萄糖通過血液循環運輸到人體的各個部分,向以下三個方面轉變:①一部分氧化分解,最后生成二氧化碳和水,并釋放能量,供生命活動需要;②一部分被合成糖元。合成糖元的主要器官是肝臟和骨骼肌。糖元在肝臟中作為能量暫時貯存,但在肌肉中則可直接供給肌肉活動的能量;③還有一部分轉變為脂肪,貯存能量。同時體內原有的脂肪和糖元也有部分分解成葡萄糖,也可向上述三方面轉變。蛋白質代謝:食物中的蛋白質消化成各種氨基酸,吸收到體內以后,有以下四個方面的轉變:①直接被用來合成各種組織蛋白質(如血漿蛋白、血紅蛋白)和各種酶。②通過氨基轉換作用,氨基可以轉移給其他化合物,以形成新的氨基酸。③通過脫氨基作用被分解成含氮部分(即氨基)和不含氮部分。氨基可以轉變成為尿素而排出體外,不含氮部分可以氧化分解,生成二氧化碳和水,并釋放能量;也可以合成糖類、脂肪。④通過脫羧基作用可以產生各種胺類。體內原有的蛋白質也有部分被分解成氨基酸,也向上述四種途徑轉變。脂肪代謝:食物中的脂肪在小腸內分解成甘油和脂肪酸,被吸收到體內,主要有兩個方面的轉化:①甘油和脂肪酸在體內重新合成脂肪,并主要在皮下、腸系膜、大網膜等處貯存起來。②甘油和脂肪酸在體內分解成二氧化碳和水,并釋放能量,或者轉變成肝糖元等。體內原有的部分脂肪同時分解成甘油和脂肪酸,也向上述兩個方面轉化。水、無機鹽等代謝不作詳解。人體能量代謝:指在人體物質代謝過程中伴隨的能量釋放、轉移和利用。食物成分的七大營養物質中,含有豐富能量的,主要是蛋白質、糖類和脂肪這三種物質。據測定,蛋白質、糖類和脂肪在體內氧化分解所放出的熱量,每克蛋白質平均為17.15千焦,每克糖類平均為17.15千焦,每克脂肪平均為38.91千焦。糖類是主要的供能物質,脂肪是主要的貯能物質。體內蛋白質、糖類和脂肪等物質在氧化分解時所放出的能量,不能被直接利用,只有當這些能量轉移到ATP(三磷酸腺苷)中以后,才能成為可利用的能量。ATP是人體各項生命活動所需能量的直接能源。三、例題精析例1:以下是研究pH對人體唾液淀粉酶活性影響的實驗。準備5支各裝入2毫升濃度相同但pH不同的淀粉糊的試管,再分別加入1毫升濃度相同的唾液,充分振蕩后置于25℃的水浴中。10分鐘后,分別加一滴碘液,5支試管的顯色結果如下表:(注:“+”表示藍色的程度)試管號 1 2 3 4 5pH 5.6 6.2 6.8 7.4 8.0結果(顏色) + + + 橙黃色 + + +請分析回答:(1)根據上表提供的信息,可知pH為 時,該酶的活性最強。(2)提供一種能使實驗在更短的時間內完成的方法: 。(3)為確認淀粉糊的消失是由于酶的作用,還應再設計 實驗。分析:本題是圖表信息題,關鍵是要知道淀粉酶能催化淀粉分解成麥芽糖,淀粉遇碘變藍色,而麥芽糖遇碘不變藍色。3號試管顯色結果橙黃色,說明此試管中已沒有淀粉,即pH=6.8時,唾液淀粉酶的活性最強。科學實驗中為了排除其他因素的干擾,需要控制變量,因此應設計對照實驗。答:6.8;降低淀粉糊的濃度或升高酶的濃度或適當提高溫度;對照或對比。例2:小腸吸收的營養物質(如葡萄糖),到達人體組織細胞內,至少需要進出心臟幾次,請敘述循環途徑。分析:本題主要考查血液循環的兩大組成:體循環和肺循環,以及具體的循環路徑。體循環:左心室→主動脈→各級動脈→全身毛細血管網→各級靜脈→上、下腔靜脈→右心房。肺循環:右心室→肺動脈→肺動脈分支→肺部毛細血管網→肺靜脈→左心房。答:小腸吸收的葡萄糖,到達人體組織細胞內,至少需要進出心臟兩次,具體的路徑:小腸毛細血管→各級靜脈→下腔靜脈→右心房→右心室→肺動脈→肺部毛細血管→肺靜脈→左心房→左心室→主動脈→各級動脈→組織毛細血管→組織細胞。例3:下列各消化過程從本質上看不屬于化學性消化的是 ( )A.淀粉在口腔內被消化成麥芽糖 B.蛋白質在小腸內分解成氨基酸C.膽汁使脂肪變成脂肪微粒 D.脂肪微粒在小腸內分解成甘油和脂肪酸分析:消化有物理性消化和化學性消化兩種類型。物理性消化即通過牙齒的咀嚼和胃腸的蠕動將食物磨碎、攪拌并與消化液混合,食物的化學成分不發生改變,是一個物理變化過程。而化學性消化是指通過消化液中的消化酶把食物中營養物質轉化成小分子物質,食物的化學成分發生了改變,是一個化學變化的過程。此題的關鍵是了解膽汁的作用,肝臟分泌的膽汁不含消化酶,對脂肪的作用只是乳化,即把脂肪變成脂肪微粒,其化學成分不發生改變。答:C例4: 如右圖所示,圖中的曲線表示人體血管中血液內O2和C02含量的變化。圖中H為肺動脈,據圖回答下列問題:(1)曲線a表示的是 在血液中含量的變化。(2)曲線b在I段血管處迅速升高是由于 。(3)曲線b所表示的氣體在血液內的主要存在方式 是 。 (4)I代表的血管類型是 。分析:由于H為肺動脈,則I段一定是肺泡外的毛細血管,當肺動脈中的靜脈血流經肺泡后,靜脈血中的氣體與肺泡中的氣體發生了氣體交換,其中肺泡中的O2通過肺泡壁和毛細血管壁擴散到血液,血液中的C02擴散到肺泡,因此肺動脈的血流經肺泡后,血液中O2含量上升,C02含量下降,所以可判斷a曲線表示C02氣體,b曲線表示O2氣體。氧氣在血液中主要與紅細胞中的血紅蛋白結合,以氧合血紅蛋白形式存在于血液中并隨之運輸。答:(1) C02 (2)肺泡內的O2擴散進入血液 (3)氧合血紅蛋白 (4)肺泡外的毛細血管四.能力訓練1.在下列腺體中,屬于消化腺一項的是 ( B ) ①唾液腺 ②胃腺 ③汗腺 ④肝臟 ⑤皮脂腺 ⑥腸腺 ⑦胰腺A. ①②③⑥⑦ B. ①②④⑥⑦ C. ②④⑤⑥ D. ①②④③⑦2。小腸是人體吸收營養物質的主要場所,下列結構中與吸收功能無關的是( D ) A. 小腸絨毛大大擴大了小腸的內表面積 B. 小腸絨毛內有豐富的毛細血管C. 小腸內壁有許多環形的皺襞 D. 小腸內含有多種消化腺分泌的消化液3.如果一個人患有肝病,肝功能不正常,分泌膽汁少,對食物中營養物質的消化影響最大的是 ( C ) A. 淀粉 B. 蛋白質 C. 脂肪 D. 維生素4.小紅最近常常頭暈、面色蒼白、容易疲勞,她去體檢后發現:每100毫升血液中血紅蛋白的含量為8.1克,醫生說是貧血。如果你是醫生,你會建議她平時多吃一些( A )A. 含蛋白質和鐵質較多的食物 B. 含糖類和維生素較多的食物C. 含無機鹽和維生素較多的食物 D. 含水和脂肪較多的食物5.夏季,高溫作業的工人要喝點淡鹽水是因為 ( D )A.降溫 B.補充水分 C.清潔 D.維持水分和無機鹽的代謝平衡6. 胰島素是由胰島分泌的一種激素,它是含51個氨基酸組成的小分子蛋白質。下圖為進食后,血糖濃度和胰島素濃度隨時間而變化的曲線圖。請分析回答:根據上圖判斷,下列說法中正確的 ( B )A.血糖濃度隨著胰島素濃度的升高而升高 B.胰島素濃度隨著血糖濃度的升高而升高C.血糖濃度隨著胰島素濃度的降低而降低 D.胰島素濃度隨著血糖濃度的降低而降低說明: A點為血糖濃度開始升高 B點為胰島素濃度開始升高 C點為血糖濃度恢復正常 D點為胰島素濃度恢復正常7.臨床檢測尿液中一定時間內的含氮量,即可粗略估計下列哪一種營養物質在該段時間內的氧化分解的量 ( A )A. 蛋白質 B.脂肪 C.糖類 D.維生素8.毛細血管的特點是 ( A )①管內只流動著含氧較多的血液②管壁由一層扁平上皮細胞構成③血管的起始部位總是與最小的靜脈相連④管內血流最快⑤毛細血管的兩端分別連著動脈和靜脈⑥紅細胞呈單行通過A. ②⑥ B. ①②③⑤ C. ①②④⑤⑥ D. ②③⑥9.甲狀腺吸收碘的能力很強,將放射性碘的制劑注入肱靜脈后,首先能測到放射性碘的部位是 ( D )A. 甲狀腺動脈 B. 甲狀腺靜脈 C. 主動脈 D. 肺動脈10.與肺泡氣體交換功能無關的結構是 ( B )A. 肺泡壁與毛細血管壁很薄 B. 肺泡中有塵細胞,能吞噬吸入肺泡的粉塵C. 彈性纖維包繞肺泡,使肺泡有良好的彈性回縮力D. 肺泡數量多,總面積大11.下列不屬于排泄的是 ( B )A. 排尿 B. 排便 C. 呼出二氧化碳 D. 呼出水蒸氣12.由小腸到肝這段血管稱肝門靜脈,流經肝門靜脈的血液特點是 ( B )A. 含氧少,含營養物質少 B. 含氧少,含營養物質多 C. 含氧多,含營養物質少 D. 含氧多,含營養物質多 13.人體中,下列哪種血管內流動著含尿素最少的靜脈血 ( D )A. 肺動脈 B. 肺靜脈 C. 下腔靜脈 D. 腎靜脈14.人吃進的葡萄糖變成血糖以及吃進的蛋白質變成血液中的蛋白質,這兩個過程分別是 ( C )A. 消化和吸收 B. 消化和同化 C. 吸收和同化 D. 吸收和異化15.心臟內由于瓣膜的作用,保證了血液流向由 ( B )A. 靜脈→心室→心房 B. 心房→心室→動脈C. 心房→心室→靜脈 D. 心室→心房→動脈16.下列有關人體代謝的敘述正確的是 ( B )A.食物中的淀粉通過人體消化、吸收以及血液的運輸,在肝細胞內轉變成肝糖元的過程屬于異化作用B.人的正常體溫約37℃,這是人體內大多數酶發揮催化作用的最適宜溫度C.人體對各種維生素和礦物質的需求量極少,因此人體不攝入維生素和礦物質也不影響健康D.劇烈運動時,人體肌肉細胞內的有機物分解,為肌細胞收縮提供能量,這一過程屬于同化作用17.血液中的鈣離子在血液凝固過程中起重要作用,缺乏則血液不能凝固。草酸鉀溶液與血液中的鈣離子能發生反應形成草酸鈣沉淀。科研工作者在實驗室進行了以下實驗:在甲、乙兩支試管中分別加入等量的草酸鉀溶液和生理鹽水,立即將等量的新鮮血液分別滴入甲、乙試管中,一段時間后,觀察到甲、乙試管中血液的凝固情況是 ( C )A.甲試管血液凝固、乙試管血液不凝固 B.甲、乙試管血液都凝固C.甲試管血液不凝固、乙試管血液凝固 D.甲、乙試管血液都不凝固,18.人體進行生命活動所需的能量主要來自糖元的分解,血糖的來源除了食物外,還可以由蛋白質和脂肪轉化而來。19.人在劇烈運動時,處于暫時缺氧狀態下的骨骼肌可以通過無氧呼吸獲得少量能量,此時,葡萄糖分解為乳酸,因此肌肉會感到發酸。20.依據右上圖所示的平衡膳食金字塔分析:(1)人每天攝取最多的食物是谷類。(2)每天人攝取最少的食物應是含油脂類較多的食物。(3)蛋白質是生長發育的基礎,青少年每天應比成年人多攝取含蛋白質較多的食物,即金字塔由下到上第3層的食物。(4)李伯伯近期患了冠心病,你幫他分析一下,他在飲食中應盡量減少油脂類食物,適當多吃金字塔由下到上第2層的食物。(5)如果你是一個熱愛運動的人,你認為要多吃哪類的食物,為什么 多吃谷類,因為谷類食物是能量的主要來源21.一些患肥胖癥的病人,在醫生的指導下,通過適當的運動,使體重下降,恢復到正常水平。根據有關新陳代謝的概念,回答下列問題: (1)一個人體重不斷增加,此時在他的新陳代謝過程中,占優勢的是 同化作用 。(2)為了治療肥胖癥.每天進行適當的運動,這樣,可以使 異化 作用占優勢。(3)治療肥胖癥有許多方法。不管哪種方法,原理都是一樣的,就是要在不危害身體健康的前提下,通過各種方法,使 異化作用 占優勢。22.患甲狀腺功能亢進的病人,甲狀腺激素分泌過多,患者食量雖然大增,而身體卻逐漸消瘦。由此推斷甲狀腺素能促進新陳代謝,提高物質代謝率。為證明上述推論,某校生物學興趣小組決定進行實驗探究。實驗室中可供選用的材料、用具有:一批體重20g左右的健康成年鼠、普通飼料、清水、甲狀腺素注射液、手術器械,可促進動物生長的飼料添加劑。實驗過程如下: ①小鼠的處理:選取體重大致相似的成年鼠若干,隨機分為數量相等的A、B、c三組,其中將A組鼠手術切除甲狀腺;B組鼠不作任何處理;C組鼠每天注射適量的甲狀腺素。②小鼠的飼養:從實驗的要求來分析,你認為A、B、C三組飼養條件是否應該一致 請簡要說明理由 ③實驗記錄:實驗開始時稱重,以后每周稱重1次,記錄每組的平均體重,5周結束實驗。實驗結果記錄如下表:╲重量(g)組別╲ 開始重量 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周20 19 17 15 13.8 12.520 22 28 30 32 3520 20.1 20.8 21 21.5 22由于記錄同學的粗心,記錄中組別忘記填寫,請你根據題目提供信息,填上正確組別符號。依據表中的數據將實驗結果用直角坐標圖表示出來。(注明組別符號)平均體重(g)22.(1)C A B(2 )如圖30 A20 B10 C0 1 2 3 4 5 時間(周) 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫