专题三 动物代谢

 

一、高考展望

    动物的新陈代谢的主要内容是动物体内的细胞获得营养物质、排出代谢废物及物质在细胞内的变化情况，特别是三大物质在细胞内的转变是每年高考考查的重点知识，题目的难度主要是中档题，偶有较大难度的题目。“细胞呼吸”亦每年高考考查的重点，复习时应注重细胞呼吸的过程、场所、有氧呼吸和无氧呼吸的比较以及有氧呼吸与光合作用的区别，而对于“新陈代谢的基本类型”，在复习时应结合常见的生物，弄清它们在同化作用方面和异化作用方面的代谢类型，同时能从本质上区别“自养型”与“异养型”、“需氧型”与“厌氧型”。

二、考点透析

1. 三大营养物质的代谢

（1） 三大营养物质的代谢过程

（2）三大营养物质代谢关系

①可以转化：

特别提醒：糖类不能转化成必需氨基酸，只能通过氨基转换作用形成非必需氨基酸。人体必需氨基酸有8种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸和缬氨酸。所以我们的食物应该多样化，以保证必需氨基酸的摄取。

②糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的

糖类供应充足时，糖类才有可能大量转化成脂质。不仅如此，各种代谢物之间的转化程度也是有明显差异的：糖类可以大量转化成脂肪，而脂肪却不能大量转化成糖类。

③相互制约

人和动物体所需要的能量主要是由糖类氧化分解供给，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。当糖类和脂肪的摄入量都不足时，体内蛋白质的分解会增加。当大量摄人糖类和脂肪时，体内蛋白质的分解就会减少。

（3）三大营养物质的比较

① 相同点

主要来源相同。动物体内的三大营养物质均主要来自食物的消化与吸收；

    主要代谢途径相同。三大营养物质在体内均可合成、分解与转变；

    都能作为能源物质氧化分解，释放能量，最终产物均有C0₂和H₂0。

②不同点

    糖类和脂肪可在体内储存，而蛋白质则不能在体内储存；

    糖类、脂肪的代谢终产物只有C0₂和H₂0，而蛋白质的代谢终产物除CO₂和H₂O外，还有尿素等含氮废物；

糖类是主要能源物质，脂肪是体内储备能源物质，蛋白质只在糖、脂肪严重供能不足时，作为一种能源物质供能。

（4） 三大营养物质代谢与人体健康

在正常生理情况下，三大营养物质代谢是相对稳定的，这是机体生命活动调节的结果。但有时因种种原因，生命活动调节失调，会导致代谢失调症的发生。代谢失调症主

要有三种形式：

2．有氧呼吸

（1）有氧呼吸过程三阶段的比较

  从物质变化的角度看，有氧呼吸是有机物脱下的氢与氧结合生成水，同时又脱羧分解产生CO₂等无机物的过程；从能量变化的角度看，有氧呼吸是在有机物的逐步分解中，使储存在有机物中的能量逐步释放，且一部分转移到ATP中，大部分以热能形式散失。而有机物在体外燃烧，能量是一下子释放出来，全部以热能形式散失。

（2）有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系

特别提醒：

①有氧呼吸是在无氧呼吸基础上进化而来的。

    ②因有氧呼吸过程中有机物及能量的利用率高，绝大多数生物在进化的过程中形成了以有氧呼吸为主的细胞呼吸方式，但仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。

（2）影响细胞呼吸的外界因素及与生产、生活实践的关系

影响细胞呼吸的外界因素有：温度、氧气浓度、二氧化浓度、含水量等。

影响细胞呼吸的外界因素主要是温度。温度通过影响细胞呼吸有关酶的活性而影响细胞呼吸。因此细胞呼吸对温度的变化很敏感。在一定范围内细胞呼吸的速率随温度的升高而明显加快，但超过一定的温度后，细胞呼吸反而会减弱。

O₂也是影响细胞呼吸速率的因素，在一定范围内，随O₂浓度的增加，有氧呼吸的速率也增加，超过一定限度，O₂浓度再增加，有氧呼吸的速率也不再增加。氧气对无氧呼吸有抑制作用，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。

在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。

在生产实践中根据需要常采取一定措施促进或抑制细胞呼吸。例如：

①作物栽培中，采取中耕松土、防止土壤板结等措施，是为了保证根的正常细胞呼吸，促进根对矿质元素的吸收。

②粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子呈风干状态，使细胞呼吸速率降至最低，以减少有机物消耗。如果种含水量过高，呼吸较强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸，使种子品质变坏。

③在果实和蔬菜的保鲜中，常通过控制细胞呼吸以降低它们的代谢强度，达到保鲜的目的。例如，某些果实和蔬可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度，减弱细胞呼吸，使整个器官代谢水平降低，延缓老化。

④在农业生产中，为了使有机物向着人们需要的器官积累，常把下部变黄的、已无光合能力、仍然消耗养分的枝叶去掉，使光合作用的产物更多地转运到有经济价值的器官中去。

⑤人在剧烈运动时，会因无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛；从平原地区初汝高原生活的人也因缺氧而影响正常的细胞呼吸而感到诸多不适。

长期的无氧呼吸对陆生植物有影响：

①无氧呼吸产生的酒精，使细胞的蛋白质变性，而对细胞有毒害作用。

②无氧呼吸过程释放的能量少，不能满足植物生命活动的需要。

3．代谢类型的异同点

4．光合作用与化能合成作用

三、经典回放

【例1】人体内合成蛋白质所需氨基酸的来源不含有

  A．从肠道吸收来的           B．原有蛋白质分解产生的

  C．通过脱氨基作用产生的     D．通过转氨基作用形成的

【解析】人体内合成蛋白质所需氨基酸的来源有三条：

（1）由肠道吸收来的氨基酸。食物中的蛋白质经过消化成为氨基酸被小肠吸收，进入血液运输到细胞中，这些氨基酸中有许多是必需氨基酸。

（2）自身组织蛋白质分解产生的氨基酸。

（3）人体内通过氨基转换作用形成的氨基酸，这些氨基酸是非必需氨基酸。

  由此可见，脱氨基作用不能产生氨基酸。它的去向是分解为含氮部分和不合氮部分，含氮部分转变成尿素，不含氮部分可氧化分解为CO₂和H₂O供能，或者转变成糖类和脂肪。

【答案】选C。

【例2】关于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换而来  ④营养物质都直接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  ⑥代谢终产物只有经过排尿排出

A．①②⑥    B．②③    巴③④    D．④⑤⑥

【解析】本题主要考查了有关动物代谢的一些知识，是一道组合型选择题。另外还涉及一些生理卫生知识。学生必须对每一叙述认真分析，采用排除法对各选项进行筛选。水和无机盐及维生素不必消化就可直接吸收，所以①不正确。②③都对。营养物质大部分都进入血液循环系统。部分进入淋巴系统，故④不对。合成代谢在不同年龄人中是不同的，故⑤也不正确。排出代谢终产物的途径除泌尿系统外还有呼吸系统和皮肤，所以⑥也不对。

【答案】 选B。

【例3】如图，能够说明运动员在中长跑过程中和长跑结束后血液乳酸浓度变化的曲线是

A．曲线a        B．曲线b

C．曲线c        D．曲线d

【解析】人在跑步时，呼吸加深加快，但仍满足不了全身细胞对氧气的需要，此时，组织细胞通过无氧呼吸来分解有机物，产生少量能量，补充人体对能量的需要，这是一种应激性反应，此过程产生的乳酸进入血液后，使血液中乳酸升高，同时人会感到肌肉(特别是腿部肌肉酸痛。当跑步结束后，细胞无氧呼吸停止，不再产生乳酸，血液中乳酸绝大部分进入肝脏，在肝细胞中转变成丙酮酮酸，使其浓度降低。

【答案】选C。

【例4】培养单细胞绿藻的培养液和培养单细胞酵母菌的培养液，在所含成分上最大的区别是  

A．前者必须含有机成分    B．后者必须含有机成分

C．前者可以不含无机盐    D．后者可以不含无机盐

【解析】单细胞绿藻属于自养型生物，能够通过光合作用制造有机物，因此，培养液中不需含有机物；而单细胞酵母菌则属于异养型生物，不能自己制造有机物，必须吸收现成的有机物，因此，其培养液中必须含有机成分。而二者的培养液中都需要含无机盐。

【答案】选B。

【例5】 (2004全国卷Ⅱ 31)将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两试管中，如右图所示(本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长)。两试管中均无空气存在。

据图分析回答：

（1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是     ；将该气体引入       溶液中，可使该溶液变混浊。

（2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行     造成的，写出表示这一过程的反应式     。

（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是     。

（4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的     获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需的营养要素可归纳成     、     、     、     和     五大类。

（5）这些微生物可能的来源是(答出两个来源即可)         。

【解析】本题考查了植物呼吸作用和微生物代谢的有关知识。

萌发的植物种子时刻要进行呼吸作用，以满足其生命活动中对能量的要求。在隔绝空气的情况下，它通过无氧呼吸提供能量。无氧呼吸有两种形式：在酶的催化下，将葡萄糖进行不彻底的分解，一种是产生酒精和CO₂，并释放能量，一种是产生乳酸，并释放能量。只有前者才会在试管顶部产生气泡，因此，甲试管是以产生酒精和CO₂，并释放能量这一途径来获取能量的。而煮沸自然冷却后的种子不可能进行呼吸作用，因此，在最初的一段时间里，乙试管无气泡产生。

微生物在自然界中无处不在，乙试管放置几天，一些微生物开始繁殖，是一种很正常的现象。这些微生物之所以进入试管，原因很多，在我们实验过程中，每一步都可能带入：试管内壁由于未灭菌而带入的菌类、操作过程中会带入的菌类、石蜡油中和铁丝网上有菌类、种子表面有耐高温的没有被杀死的菌类等等，在适宜的条件下，它们都会迅速繁殖起来。当然，它们也需要能量，会进行发酵作用，在发酵过程中，部分菌类会产生酒精和CO₂，因此，乙试管内顶部会出现少量气体。微生物在生命活动中，需要不断从外界环境中获取营养物质，以维持正常的生长和繁殖，这些营养物质可归纳为碳源、氮源、生长因子、无机盐、水等五大类营养要素物质。

【答案】（1）CO₂ 、Ca(OH)₂ 

（2）无氧呼吸  C₆H₁₂O₆－酶－→2C₂H₅OH(酒精) + 2 CO₂+ 能量

（3）被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用

（4）死亡种子中、碳源、氮源、生长因子、无机盐、水

（5）未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类

四、自我检测

一、选择题（均为单项选择题）

1．糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是：

A.植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色

B.淀粉水解的最终产物是葡萄糖

C.葡萄糖能发生氧化反应和水解反应

D.蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水

2．脂肪肝是一种比较常见的疾病。不属于其致病原因的是

A．脂肪摄入量过高                       B．脂蛋白摄入量不足

C．脂蛋白合成受阻                       D．磷脂合成受阻

3．动物体内甲种氨基酸通过转氨基作用生成乙种氨基酸，可以肯定的是

A．甲种氨基酸是必需氧某酸              B．甲种氨基酸是非必需氨基酸

C．乙种氨基酸是必需氨基酸              D．乙种氨基酸是非必需氨基酸

4．裸藻可作为水体污染的指示生物，体内含有叶绿体，将它放在黑暗条件下，在含有葡萄糖的培养液中也可繁殖，这说明裸藻                                                                                              

A．不能进行光合作用                     B．在无光条件下也能进行光合作用

C．是异养生物                    D．既能进行自养生活，又能进行异养生活

5．硝化细菌维持自身各种生命活动所需的能量直接来自于

A．体内ATP的水解             B．体内有机物的氧化分解

C．周围物质的氧化分解            D．体内有机物的无氧分解

6．酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO₂，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO₂

A．2Amol       B．1/12 Amol      C．6Amol        D．3Amol

7．在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将

①与氢结合生成水        ②与碳结合形成二氧化碳 

③在线粒体中被消耗      ④在线粒体和细胞质基质中被消耗

A．①④         B．②③         C．①③         D．②④

8．一运动员在进行长跑锻炼，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表

A．O₂、CO₂、乳酸      B．乳酸、CO₂、O₂

C．CO₂、O₂、乳酸      D．CO₂、乳酸、O₂

9．用¹⁵N标记的丙酮酸喂狗，结果发现在谷氨酸中含有¹⁵N，这是什么作用的结果　

A．脱氨基      B脱羧基     C．氨基转换  　D．缩合

10．在医学上常把血清中某些转氨酶的数字高低作为诊断肝脏疾病的主要根椐之一，对这一事实，正确的叙述是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

A．转氨酶对肝脏是有害的         B．肝脏是蛋白质转化的主要器官

C．人体内只有肝脏内存在转氨酶   D．肝脏是合成酶的唯一场所

二、简答题

1．糖类是生物体重要的能源物质，一般来说，人体所需能量的70％以上是由食物中的糖类提供的．请根据下图回答问题：

（1）食物中的淀粉经消化分解成               ，被小肠上皮细胞吸收最终成为血糖。

（2）图中X所表示的物质是储藏在肝脏内的               ，这种物质对维持人体内血糖含量稳定起一定的作用．

（3）图中②过程主要发生在细胞的一种细胞器内，这种细胞器是              。

（4）人体进食后不久，会出现血糖升高的现象，可通过分泌胰岛素，加速          

（填图中标号）过程，使血糖保持正常水平．有些人因胰岛素分泌不足，经常出现图中⑥表示的现象，这些人患有             病，

2．下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析说明：

（1）从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在      点。AB段说明：在一定温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸       。温度的变化主要是影响       的活性。

（2）乙图中曲线Ⅰ表示           呼吸类型。如果曲线Ⅱ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是          。曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机  物主要是           。

参考答案

一、选择题

1.B  2.B  3.B  4.D  5.A  6.D  7.C  8.B  9.C  10.B

二、简答题

1．（1）葡萄糖（2）肝糖元（糖元）（3）线粒体（4）②④  糖尿

2．（1）B  加快  酶   （2）无氧  酒精  葡萄糖