备课素材知识点：人体三大营养物质及代谢 高中生物人教版必修1

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那么，糖类、脂肪和蛋白质在人体内是如何代谢的？
1、糖类
糖类分为单糖，二糖和多糖。也可分为还原糖和非还原糖。
还原糖是指具有还原性的糖类。在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性。还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等。常见的二糖蔗糖没有还原性。
糖又称碳水化合物，常见的有蔗糖(红糖、白糖、砂糖的主要成分)、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、糊精、糖原和壳多糖等。
在这些糖中，人类不能消化纤维素和壳多糖，其余的除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人体直接吸收外，都要在体内转化为葡萄糖后，才能被吸收利用。
糖的主要功能是提供热能。每克葡萄糖在人体内氧化产生4千卡能量，人体所需要的70%左右的能量由糖提供。此外，糖还是构成组织和保护肝脏功能的重要物质。
糖类（以淀粉为例）在进入人体后的消化、吸收和代谢过程如下：
2、脂类
人类的膳食脂肪来源主要是动物性脂肪和植物性脂肪。
动物性脂肪富含饱和脂肪酸(40%~60%)，但不饱和脂肪酸含量约为30%~50%。植物性脂肪富含不饱和脂肪酸(80%~90%)，饱和脂肪酸的含量仅为10%~20%。深海鱼则是EPA和DHA的良好来源。
含磷脂较多的食物为蛋黄、肝脏、大豆、花生、麦胚。富含胆固醇的食物是动物内脏、蛋类。
脂肪这样的物质在远古海洋中化分出界限，使细胞有了存在的基础，依赖于脂类物质构成的细胞膜，将细胞与它周围的环境分隔开。使生命得以从原始的浓汤中脱颖而出，获得了向更加复杂的形式演化的可能。因此毫不夸张地说，没有脂肪这样的物质存在，就没有生命可言。
法国人谢弗勒首先发现，脂肪是由脂肪酸和甘油结合而成。因此可以把脂肪看作机体储存脂肪酸的一种形式，从营养学的角度看，某些脂肪酸对我们的大脑、免疫系统乃至生殖系统的正常运作来说十分重要，但它们都是人体自身不能合成的，我们必须从膳食中摄取，现在还认为，大量摄入这些被称为多不饱和脂肪酸的分子，有助于健康和长寿。
同时一些非常重要的维生素需要膳食中脂肪的帮助我们才能吸收，如维生素A、D、E、K等。
另外，由于脂肪不溶于水，这就允许细胞在储备脂肪的时候，不需同时储存大量的水，相同重量的脂肪比糖分解时释放的能量多得多。这就意味着，储存脂肪比储存糖划算。
如果在保持总储能不变的情况下，将我们的脂肪换成糖，那么体重很可能至少会翻番，这取决于你的肥胖程度。
我们的脊椎动物祖先，显然看中了脂肪作为超高能燃料的巨大好处，为此进化出了独特的脂肪细胞以及由此而来的脂肪组织，也埋下了今日我们肥胖的祸根。
脂肪对人体的作用主要有四个方面:
供给人体热量作用。
脂肪在人体内氧化后变成二氧化碳和水，放出热量。由脂肪所产生的热量约为等量的蛋白质或碳水化合物的2.2倍。由此可见脂肪是身体内热量的重要来源。
构成身体组织和生物活性物质的作用。
脂肪是构成身体细胞的重要成分之一，尤其是脑神经，肝脏、肾脏等重要器官中含有很多脂肪。脂肪在体内还构成身体组织和生物活性物质，如细胞膜的主要成分，形成磷脂、糖脂等。
调节生理机能的作用。
因为脂肪不是良好的导热体，所以皮下的脂肪组织构成是保护身体的隔离层，能防止体温的放散。所以脂肪有保持体温的作用。
脂肪还可以为身体储存"燃料"作为备用，吃进脂肪以后，一时消耗不完的部分可以存在体内，等身体需要热量时再利用。
此外，脂肪还有保护内脏器官，滋润皮肤，防震，溶解营养素的作用。
有些不溶于水而只溶于脂类的维生素，只有在脂肪存在时才能被人体吸收利用。
脂肪在进入人体后的消化、吸收和代谢过程如下：
3、蛋白质
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，最重要的还是其与生命现象有关。
蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。没有蛋白质就没有生命。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。
蛋白质占人体重量的16%~20%，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由大约21种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。
来源：
人体通过摄入的植物和动物食品补充蛋白质。
植物蛋白质主要由粮食提供，一般粮食中含有4%，稻米含8%-9%，面粉含10%-11%左右。
在植物中含蛋白质最丰富的食物是黄豆，100克黄豆含蛋白质35克，豆制品含蛋白质也都比较丰富。
在动物食品中一般瘦肉类食品蛋白质含量在15%-20%左右，鱼虾类及软体动物类食品中蛋白质含量在15%-20%左右，牛奶蛋白质含量是2.3%，鸡蛋是12.8%。蔬菜、水果中蛋白质含量一般不高，大约在3%以下。
生理功能：
1、构造人的身体:
蛋白质是一切生命的物质基础，是肌体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。
人体的每个组织:毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。蛋白质对人的生长发育非常重要。
比如大脑发育的特点是一次性完成细胞增殖，人的大脑细胞的增长有二个高峰期。第一个是胎儿三个月的时候;第二个是出生后到一岁，特别是0--6个月的婴儿是大脑细胞猛烈增长的时期。到一岁大脑细胞增殖基本完成，其数量已达成人的9/10。所以0到1岁儿童对蛋白质的摄入要求很有特色，对儿童的智力发展尤关重要。
2、修补人体组织:
人的身体由百兆亿个细胞组成，细胞可以说是生命的最小单位，它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。
所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则经常处于亚健康状态。组织受损后，包括外伤，不能得到及时和高质量的修补，便会加速机体衰退。
3、维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。
载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。
比如血红蛋白--输送氧(红血球更新速率250万/秒)、脂蛋白--输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。
蛋白质在进入人体后的消化、吸收和代谢过程如下：
三大营养物质代谢之间的关系
糖类代谢与脂类代谢之间的关系
应该清楚，糖类与脂肪之间的转化是双向的，但它们之间的转化程度不同，糖类可以大量形成脂肪，例如酵母菌放在含糖培养基中培养，细胞内就能够生成脂类，个别种类的酵母菌合成的脂肪可以高在这酵母菌干重的40%;然而脂肪却不能大量转化为糖类，例如某些动物在冬眠的时候，脂肪可以转变成糖类。
糖类代谢与蛋白质代谢的关系
首先使明确必需氨基酸和非必需氨基酸的概念:所谓非必需氨基酸是指在人体细胞中可能合成的氨基酸;所谓必需氨基酸是指在人体细胞中不能合成的氨基酸，人体的必需氨基酸共有8种，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸。
然后应指出糖类与蛋白质之间的转化也可以是双向的:糖类代谢的中间产物可以转变成非必需氨基酸，但糖类不能转化为必需氨基酸，因此糖类转变蛋白质的过程是不全面的;然而几乎所有组成蛋白质的天然氨基酸通过脱氨基作用后，产生的不含氮部分都可以转变为糖类，例如，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。
蛋白质代谢与脂类代谢的关系
蛋白质与脂类之间的转化依不同的生物而有差异，例如人和动物不容易利用脂肪合成氨基酸，然而植物和微生物则可由脂肪酸和氮源生成氨基酸;某些氨基酸通过不同的途径也可转变成甘油和脂肪酸，例如用只含蛋白质的食物饲养动物，动物也能在体内存积脂肪。
糖类、蛋白质和脂类的代谢之间相互制约
糖类可以大量转化成脂肪，而脂肪却不可以大量转化成糖类。只有当糖类代谢发生障碍时才由脂肪和蛋白质来供能，当糖类和脂肪摄入量都不足时，蛋白质的分解才会增加。例如糖尿病患者糖代谢发生障碍时，就由脂肪和蛋白质来完成分解功能，因此患者表现出消瘦。
糖类、蛋白质和脂类的代谢之间的关系图