范文一：能量代谢测定系统_代谢车_临床应用的研究进展_于红卫

新进展

能量代谢测定系统 (代谢车 ) 临床应用的研究进展

于红卫 , 冯岩梅 , 孟庆华

　　 基 金 项 目 :北 京 市 科 委 科 技 基 金 项 目 (H020920020890)

作者单位 :100069北京市 , 首都医科大学 附属北京佑安医院肝病四科

　　 【 摘要 】　 为准确判定机体能量代谢状态 , 本文将能量代谢测定系统 (代谢车 ) 在不同疾病 、 不同人群的临床应 用加以归纳 , 以便于临床营养指导 。 　　 【 关键词 】　 代谢车 ; 应用 ; 营养

　　 【 中图分类号 】 R 151. 4　 【 文献标识码 】 A 　 【 文章编号 】 1007-9572(2006) 21-1817-02　　 能量失衡将引起人体生理功能的紊 乱 , 从而导致疾病的发生 。 研究人体能量 代谢的最终目的是获得能量平衡 。 人体能 量的消耗

[1]

简单地说由 4部分组成 :基础

能 量 消 耗 (BEE )、 活 动 代 谢 消 耗

(AME ) 、 食物的特殊动力作用 (SDA )、 生长发育的消耗 (指儿童 ) 。 临床实施营 养支持时 , 首先要了解所实施对象的具体 能量消耗或能量需要量 ; 其次 , 在了解了 各种不同状态下患者的能量消耗值后 , 还 需确定满足机体需要的热卡数 。 关于影响 人体代谢的因素 , 人体对能量消耗的估算 方法等方面的研究报道不多

[2]

。 而既往

的计算公式存在一定的缺陷 , 不能客观 、 正确地测定人体的能量消耗 。 目前机体静 息能量消耗测定根据间接测热法的原理常 使用代谢车 , 通过氧耗量 、 二氧化碳产生 量来测算机体能量消耗 , 现已广泛应用于 临床实践中

[3]

。

1　 癌症患者的能量代谢

恶病质 (cachexia ) 是恶性肿瘤患者 常见的临床症候群 , 其机制十分复杂 。 目 前认为 , 蛋白质 、 碳水化合物及脂肪代谢 异常 , 各种细胞因子作用 , 能量消耗增高 或能量利用障碍在恶病质发病过程中起重 要作用 。

关于癌症患者能量消耗的改变 , 不同 的研究得出不同的结果 , 其差别是由于采 用不 同 的研 究 对 象 和 静 息 能 量 消 耗 (REE ) 的测定方法在不同的年 龄 、 性 别 、 体型方面存在的灵敏度的差异所造成

的 。 吴国豪等

[4]

采用床旁开放式间接测 热法对 226例住院的各类恶性肿瘤患者进 行 REE 测定 , 同时以 293例同期非肿瘤 住院患者的 REE 测定值作对照 , 两组间 差异无显著性意义 。 其中 24%的恶性肿

瘤患者处于低代谢状态 , 46%的恶性肿瘤 患者属正常代谢状态 , 而 30%的恶性肿 瘤患者则处于高代谢状态 ; 不同部位 、 不 同种类肿瘤患者之间 , 机体静息能量消耗 间差异无显著性意义 。 但 Dickerson 等

[5]

发现卵巢癌患者的 REE 明显高于宫颈癌 患者 , 与 H arris -Benedict 公式比较 , 卵 巢癌患者的 REE 实测值为预测值的 53%~57%。 Staal zvan den Brekel [6]

对 66例肺 癌患者的研究显示 , 小细胞性与非小细胞 性 肺 癌 患 者 相 比 , REE 明 显 较 高

(8054∶ 7485kJ /d ) , 说明肿瘤的部位同样

影响机体的 REE 值 。

肿瘤患者的能量消耗和糖需要量增 加 , 肝脏代谢加快 , 脂肪组织和骨骼肌大 量消耗 , REE 值升高

[7~10]

, 患者出现能

量的负平衡和进行性体重下降 , 学者们认 为机体能量消耗增高是导致恶性肿瘤患者 恶病质的主要原因 。 近年来 , 随着间接测 热技术在临床上应用的普及 , 许多学者在 此方面做了大量研究 , 结果表明恶性肿瘤 患者并非全 处于高 代谢状态 , Richards 等

[11]

对晚期肺癌患者能量消耗的测定的 结论提示 32例新诊断肺癌患者的 REE 与 正常对 照 组比 较 无 明显 增 高 。 Fred ric 等

[12]

对 104例新诊断的胃结肠癌患者进 行了 REE 测定 , 并与健康对照组 、 非恶 性胃肠疾病组分别进行比较 , 发现癌症组 的 REE 与其他两个对照组比较差异均无 显著性意义 , 有无肝转移并不影响 REE

。 M [13]

者 (均经过一夜禁食 ) , 实验结果显示这 些患者的 REE 无增加 , 不论有无肝转移 对机体的 REE 值并无影响 。 体重下降的 癌症患者代谢变化与单纯饥饿者不同 , 无 REE 的下降 。 N i xon 等 [13]测定结肠癌 、 非 小细胞性肺癌患者的 REE , 并与健康人 群 、 精神性厌食患者 、 良性胃肠道疾病患 者 、 慢性肺病患者进行比较 , 发现有体重 下降的癌症患者 , 其 REE 值与一般体重 下降者无显著差异 。 糖合成增加 , 胰岛素 抵抗性 、 糖耐量的改变 , 内生糖的增加和 Cori 循环活性升高已在癌症患者中得到证 实

[9]

。 肿瘤患者能量消耗增高与 Cori 循

环活性增加有关 。 Cori 循环使葡萄糖转化 为乳酸 , 继而由肝细胞通过耗能过程再转 化成葡萄糖 。 恶性程度高的肿瘤较其他肿 瘤有较高的有氧代谢率和相对较低的无氧 代谢率

[14]

。 淋巴瘤体外研究表明脂解因

子来自肿瘤 , 可引起脂肪储备减少 , 脂肪 动员增加 , 在癌症进展期常引起严重恶病 质 [15]。

2　 烧伤 、 感染 、 创伤患者代谢的改变

创伤 、 感染 、 烧伤等应激状态下机体 的代谢改变已成为近年来日益关注的问 题 。 这种应激反应特点是机体能量消耗增 高 , 蛋白质的分解代谢速度超过了合成代 谢 , 造成了负氮平衡 ; 脂肪代谢紊乱 , 脂

肪分解加速 ; 糖代谢紊乱 , 早期可产生高 血糖 , 肝脏葡萄糖产生增加及机体瘦组织 进行性下降 。 此外 , 肝脏急性时相反应蛋

白产生增加 , 白蛋白合成抑制 , 血浆多种 微量元 素水平 也会发生 变化 。 曹丽萍 等 [16]对烧伤患者的静息能量消耗研究发 现 :烧伤后 REE 即刻升高 , 1周左右达 高峰 [(11443. 8±3295. 3) kJ /d]; 烧伤 深度 、 、 、

1817

伤 、 切痂手术 、 性别及个体差异均影响烧 伤后 REE 。 孙海晨等

[17]

探讨创伤伤员的

能量消耗规律 , 认为严重创伤伤员高代谢 水平低于以往的经验值 , 伤前代谢水平和 创伤对机体解剖和生理的打击影响伤员的 能量消耗 。 李继星等

[18]

研究了颅脑损伤

患者的能量消耗 , 颅脑损伤患者的脑组织 和全身处于高能量代谢状态 , 与脑损伤的 程度成正比 , 对氧和能量需求急剧增加 。

柴家科等

[19]

对比研究了 56例烧伤脓

毒症和非脓毒症患者能量消耗规律 , 发现 脓毒症组患者 REE 在整个观察期间明显 高于非脓毒症组 , 并且脓毒症患者在脓毒 症期间 REE 较发生脓 毒症前 、 后均高 20%~25%(P <0. 05),="" 表明脓毒症的="" 发生进一步加重了烧伤后高代谢反应="" ,="" 其="" 原因可能与多种炎症介质的过度释放有="" 关="">

近年来的一些研究发观 , 并非所有创 伤 、 感染 、 烧伤后的危重患者均处于高代 谢状态 , 能量消耗值受多方面因素影响 , 第一 , 各种治疗措施可影响机体能量消 耗 。 所有镇静剂及肾上腺素拮抗剂均可降 低机体能量消耗 , 其下降程度与剂量相 关 。 第二 , 营养支持影响机体的能量消 耗 , 肠外营养对能量代谢的影响较肠内营 养时明显 。 第三 , 引起代谢率降低的重要 因素是休克和多器官功能衰竭 。 一些前瞻 性临床研究发现 , 感染性休克和多器官功 能衰竭患者的能量消耗呈进行性下降 。 3　 小儿的能量代谢特点

小儿处于生长发育阶段 , 每日营养摄 入量除维持生理需要外 , 还须满足生长发 育的需要 。 小儿每千克体重的营养需要量 高于成人 , 而且年龄越小 , 每千克体重营 养需要量越多 。 为观察不同出生体重对新 生儿静息能量消耗的影响 , 陆长虹等

[20]

采用间接能量测定仪 [Deltatrac ~(T M ) Ⅱ , 芬兰产 ]成功检测 180例健康新生 儿 , 其中男孩 95例 , 女孩 85例 , 按出生

体重分成 3组 , 即 <3000g 为="" a="" 组="" ,="" 3000~3999g="" 为="" b="" 组和="" ≥="" 4000g="" 为="" c="" 组="" 。="" 结果="" 显示="" :a="" 组与="" b="" 组的新生儿能量消耗间差="" 异无显著性意义="" ,="" 而="" c="" 组与="" a="" 、="" b="" 两组间="" 差异均有显著性意义="" ,="" c="" 组的新生儿静息="" 能量消耗明显低于="" a="" 、="" b="" 两组的新生儿="">

提示体重高的新生儿对能量的需求较低 。 此外 , 李振彪等 [21]

为探讨新生儿肺炎能

, 仪对 15例新生儿肺炎患儿进行睡眠代谢 率 (S MR ) 测定 , 并对 19例新生儿肺炎 患儿进行 REE 测定 。 结果显示 :新生儿 肺炎 S MR 为 [(166. 1±24. 1) kJ kg -1

d -1

], 与测定时的 体重 、 体表 面积 、 预测 值 均 呈 显 著 相 关 性 , 其 REE 为 [(171. 7±30. 3) kJ kg -1

d

-1

], 与肺

炎病理状况有关 。 研究表明新生儿肺炎能 量代谢有其特殊性 , 进行具体测定对患儿 合理的营养支持非常必要 。 4　 老年人的能量代谢特点

与成年人相比 , 老年人能量代谢有两 大特点 :(1) 基础代谢率低 ; (2) 能量 消耗量下降 。 夏韶民等

[22]

为探讨老年人

REE 与性别 、 年龄 、 人体测量学指标的 相关性 , 应用代谢车测试 82名 (男 30名 、 女 52名 ) 平均年龄 80岁的中国健 康汉族老年人的 REE 水平 , 并将 REE 测 试值与根据 H arris -Benedict 公式计算出 的 BEE 进行比较 。 同时应用生物电阻抗 分 析 法 (b i oelectricali m pedance analysis , B I A ) 测定去脂体重 (fatfree m ass , FFM ) 和体脂重量 (fatm ass , FM ) 等人体测量 学数据 。 82名健康老人的 REE 平均值为 (4. 4±0. 5) M J /24h , 与公 式计算的 BEE 间 无 差 异 , 但 比 FAO W /HO /UNU (1985) 公式值低 9%,比 Ow en 公式值 低 19%。 本研究观察到我国健康老年人 的 REE 与去脂 体重 、 体 重 、 体 表面积

(body s u rface area , BSA )、 年龄 、 身高 、 性别和体质指数 (body m ass index , B M I ) 之间有相关性 。 老年男 、 女的每千克体 重 、 每千克去脂体重和单位体表面积所产 生的 REE 间无差异 。 说明 Harris -Bene -d ict 公式 、 FAO W /HO /UNU (1985) 公式 与 Ow en 公式都过高估计了我国健康老年 人的基础能量消耗 。

5　 能量代谢监测对临床营养支持的指导

意义 危重病患者常因营养摄入不足及蛋白

质分解增加 , 很容易产生蛋白质 -热卡营 养不良 。 目前 , 临床上危重病患者的能量 需要量常采用 Harris -Benedict 公式估算 值乘以应激系数 。 但是 , 大多数危重病患 者由于使用镇静剂 、 机械通气等 , 其实际 能量消耗取决于急性疾病时的反应程度 、

并发症存在与否及治疗过程 。 应激系数常

不能准确地估算每日实际能量消耗情况 。 因此 , 为更好的指导临床营养支持 , 须应 用代谢车判定患者的能量消耗特点 , 确定 营养物质的用量与内容 。 另外 , 盲目过高 地提供能量或其他营养物质 , 同样会对机 体造成损害 , 从而导致一系列代谢并发 症 。 在营养物质供给过量时 , 首先表现出 机体利用脂肪的能力下降 。 在总能量供给 达 2倍 REE 时 , 机体几乎完全在利用葡 萄糖供能 , 而且耗能将葡萄糖转化为脂 肪 , 导致脂肪在体内沉积 , 引起肝功能的 损害 。 此外 , 过高的摄入氮并不能增加机 体蛋白质的合成率 , 仅增加蛋白质的氧化 率和尿氮排泄量 , 这将加重肝 、 肾功能不 全患者的氮质血症 。 因此 , 维持机体能量 平衡 , 避免过度喂养或营养不足所造成的

并发症是至关重要的 。

美国肠内肠外营养协会 (ASPEN )

[23]

推荐 :(1) 有条件做能量消耗测定时 , 提供 1. 25倍实际测得的 REE 给卧床的营 养不良患者 ; 提供 1. 5倍实际测得的 REE 给能自主活动的营养不良患者 , 热卡 ∶ 氮 =100∶ 1。 (2) 如果不能做能量消耗测 定 , 提供 8360kJ /d(2000kcal /d) 或 125kJ kg

-1

d -1

给卧床的营养不良患

者 , 热卡 ∶ 氮 =100∶ 1; 提供 10032kJ /d(2400kcal /d) 或 146~167kJ kg

-1

d -1

给自主活动的营养不良患者 , 热卡 ∶ 氮 =100∶ 1。

在慢性肝病领域中应用能量代谢测定

仪时 , 不同的疾病程度 , 其机体能量消耗 值并不等于实际能量需要量 , 不同患者的 能量消耗与能量利用效率之间的关系也不 同 。 因此 , 患者实际能量需要量的确定是 一个十分复杂的问题 。 在制定营养治疗计

划时 , 首先要依据对各类患者能量代谢规 律的了解 , 决定营养物质的用量与内容 , 最终目标是提高机体免疫力 、 提高生活质 量 。 参考文献

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18-19.

(下转 1820页 )

歌等 ) 的次数 。

3　 高血压病患者教育的内容和形式 (由 责任医生和护士执行 )

3. 1　 患者教育的内容 　 (1) 什么是高 血压 , 高血压的危害 , 健康生活方式 , 定 期检测血压 ; (2) 高血压的危险因素 , 有针对的行为纠正和生活方式指导 ; (3) 非药物治疗与长期随访的重要性和坚持终 生治疗的必要性 ; (4) 正确认识抗高血 压药物的疗效和副作用 。

3. 2　 患者教育的具体目标 　 (1) 使患 者重视疾病并树立战胜疾病的信心 ; (2) 了解高血压的程度 、 危险度分层 、 发展和 预后 ;(3) 了解患者适合选用哪几类降 压药 , 不适合选用哪几类降压药 ; (4) 了解患者服药的依从性 ; (5) 了解如何 进行日常保健 。

3. 3　 患者教育方案 　 (1) 分级治疗 :① 对于初诊患者 :根据患者的血压水平和 伴随危险因素将其分为 A 、 B 两类 。 A 类 为血压 <160 00mm="" hg="" (1mm="" hg="0." 133kpa="" ),="" 伴有="" 0~2个危险因素="" 。="" 其="" 余为="" b="" 类="" 。="" 如果属于="" a="" 类="" ,="" 应先进行="" 3个月非药物治疗="" 。="" 如有效="" (血压改善="" 10/="" 5mm="" h="" g="" )="" ,="" 继续原治疗="" ,="" 如果无效="" ,="">

要加强非药物治疗措施 , 6个月达到血压

控制目标 (一般成年人和老年人血压

140/90mm Hg , 糖尿病患者血压 <130>

80mm H g )。 如 6个月仍未达到目标水

平 , 可加用药物治疗 。 如果属于 B 类 ,

同时给予非药物和药物治疗 。 隔 4周复

查 , 如有效 , 继续原治疗 ; 如无效 , 则要

加强非药物治疗措施 , 并调整药物治疗 。

3个月达到控制目标 。 ② 对于已接受药物

治疗的患者 :加强非药物治疗措施 , 4周

复查 1次 , 并根据疗效调整药物治疗 。 3

个月达到控制目标 。 (2) 无论哪一类患

者 , 在积极控制血压的同时 , 还要控制其

他危险因素 (高血脂 、 糖尿病 、 肥胖 、

吸烟等 )。 (3) 要求平稳降压 , 切勿操之

过急 。

3. 4　 高血压的非药物治疗 　 (1) 合理

膳食 :限盐 :目标为摄入量 <6g 。="">

平日食盐量大 , 应在 3个月减到摄入量的

一半 ; 最好不饮酒 ; 多吃新鲜蔬菜 、 水

果 :每日所食新鲜蔬菜量宜多于 400~

500g , 水果 100~200g ; 增加膳食中钙

的摄入 :争取每天喝 250m l 牛奶 。 豆类 及其制品 50~100g /d; 减少膳食脂肪 , 适量增加优质蛋白质 ; 植物油 <25g 。="" 少吃肥肉和动物内脏="" ,="" 其他动物性食品应="" 少于="" 50~100g="" 。="" 蛋类="" 1个="" ,="" 鱼类="" 300~400g="" 。="" (2)="" 控制体重="" :计算体="" 质指数="" :b="" m="" i="" (kg="" 2)="体重" (kg="" )="" 身高="" (m="" )="" 〕="" 2。="" 测量腰围="" :腰围是反映脂="" 肪总量和脂肪分布的综合指标="" 。="" 最终目标="" 为="" b="" m="" i=""><24kg 2,="" 腰围="" :男性=""><85c m="" ,="" 女性=""><80cm ,="" 初步目标为="" 3~6个月体重="" 应降低="" 5%~10%。="" (3)="" 进行有规律的体="" 育锻炼="" :每周至少锻炼="" 3~5次="" ,="" 30m="" i="" n="" 。="" 如持续运动="" 30m="" in="" 有困难="" ,="" 可分多="" 次进行="" ,="" 每次运动="" 10~15m="" i="" n="" ,="" 1d="" 内累="" 计达="" 30m="" in="" 亦可="" 。="" 运动时适宜的心率="" (次="" in="" )="170-年龄" 。="" (4)="" 戒烟="" 。="">

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(收稿日期 :2006-06-15) (本文编辑 :裴燕 )

(上接 1818页 )

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(收稿日期 :2006-07-20) (本文编辑 :张玮 )

范文二：【能量代谢】专题

第8章 生物氧化与氧化磷酸化 主要内容和要求：重点讨论线粒体电子传递体系的组成、电子传递机理和氧化磷酸化机理。对非线粒体氧化体系作一般介绍。

目录

第一节 ?自由能变化

第二节 ?线粒体电子传递体系

第三节 ?氧化磷酸化作用

第四节 ?线粒体外NADH的穿梭机制

■第一节 自由能变化

一、生物氧化的概念和特点

生物氧化的特点和方式

糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化（biological oxidation），其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程,因此又称为细胞呼吸。

1、生物氧化的特点

2、生物氧化过程中CO2的生成和H2O的生成

3、有机物在体内氧化释能的三个阶段

生物氧化的特点：有机物的氧化是在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）；在一系列酶、辅酶和中间传递体参与下进行；其途径迂回曲折，有条不紊；氧化过程中能量逐步释放；其中一部分由一些高能化合物（如ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会因氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放的能量尽可得到有效的利用。

CO2的生成

方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成CO2。

类型：α-脱羧和β-脱羧

氧化脱羧和单纯脱羧

H2O的生成

代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。

生物氧化的三个阶段

　　二、生物能学简介

1、生物能的转换（生物系统中的能流）

生物系统中的能流：

2、自由能的概念及化学反应自由能的计算

自由能（free energy）的概念

定义式：ΔＧ=ΔH-TΔS

物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量),自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即：

ΔG<>

ΔG>0，体系未达到平衡，反应不能正向自发进行

ΔG=0，反应处于平衡状态

化学反应自由能的计算

a.利用化学反应平衡常数计算

基本公式：ΔG′=ΔGθ + RTlnQc (Qc-浓度商)

ΔGθ = - RTlnKeq

例：计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化

b.利用标准氧化还原电位（Eθ ）计算（限于氧化还原反应）

基本公式：ΔGθ =－nFΔEθ

(ΔEθ =E+ θ -E-θ)

例：计算NADH氧化反应的ΔGθ

三、高能化合物

生化反应中，在水解时或基团转移反应中可释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称为高能化合物。

1、高能化合物的类型

2、ATP的特点及其特殊作用

ATP的特点：

在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团完全解离成带4个负电荷的离子形式（ATP?4-?），具有较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很大（ΔG°′=-30.5千焦/摩尔）。

ATP的合成：

1. 底物水平磷酸化：? ADP从具有更高磷酸基团转移势的磷酸化合物中接受磷酸基团，生成ATP。

2. 氧化磷酸化：　生物内的氧化作用能够产生跨线粒体膜的质子浓度梯度，储存在质子浓度梯度中的能量可以驱动ADP合成ATP。

3.光合磷酸化：　光合作用可以产生跨叶绿体中类囊体膜的质子浓度梯度，从而驱动ATP生成。

4. 腺苷酸激酶催化的反应：?? 腺苷酸激酶催化AMP转化成ADP。

ATP的特殊作用：

★ ATP是细胞内的“能量通货”

★ ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体

★通过磷酸化储能而活化酶促作用底物

■第二节?? 线粒体电子传递体系

一、线粒体结构特点

二、电子传递（呼吸链）的概念

三、电子载体

四、电子传递复合物

五、机体内两条主要的呼吸链及其能量变化

六、电子传递抑制剂

线粒体呼吸链：

线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载体的传递，最后传递给O2生成H2O。这种由载体组成的电子传递系统称电子传递链（eclctron transfer chain),因为其功能和呼吸作用直接相关，亦称为呼吸链。

复合物Ⅰ（NADH-辅酶Q氧化还原酶）：

复合物I是一个质子泵，当一对电子从NADH流到CoQ ，形成CoQH2时，把四个质子从基质泵到膜间隙。

复合物Ⅱ(琥珀酸-辅酶Q氧化还原酶)：

复合物Ⅲ（辅酶Q：细胞色素c氧化还原酶）：

呼吸链电子传递的Q循环： QH2+2Cyt C(氧化型)+2H+ →Q +2Cyt C(还原型) + 4H+ (外侧)

复合物IV（细胞色素c氧化酶）：

复合物IV是质子泵，一个电子从Cytc传递到O2就推动一个质子移到膜间隙。

烟酰胺核苷酸类：

特点：以NAD+ 或NADP+为辅酶，存在于线粒体、基质或胞液中。

传递氢机理：

黄素蛋白酶类：

特点： 以FAD或FMN为辅基，酶蛋白为细胞膜组成蛋白

递氢机理：

类别：黄素脱氢酶类（如NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶）

需氧脱氢酶类（如L—氨基酸氧化酶）

加单氧酶（如赖氨酸羟化酶）

铁硫蛋白：

特点：含有Fe和对酸不稳定的S原子，Fe和S常以等摩尔量存在（Fe2S2, Fe4S4 )，构成Fe—S中心，Fe与蛋白质分子中的4个Cys残基的巯基与蛋白质相连结。

传递电子机理：

铁硫蛋白的结构及递电子机理：

传递电子机理：

可移动的电子载体：

特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由泳动。

传递氢机理：

细胞色素：

特点：以血红素（heme）为辅基，血红素的主要成份为铁卟啉。

类别: 根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中含5种（b、c、c1、a和a3)，cyt b和cytc1、cytc在呼吸链中的中为电子传递体，a和a3以复合物物存在，称细胞色素氧化酶，其分子中除含Fe外还含有Cu ，可将电子传递给氧，因此亦称其为末端氧化酶。

传递电子机理：

细胞色素辅基的结构和递电子机理：

线粒体结构：

■第三节???氧化磷酸化作用

一、 氧化磷酸化和磷氧比（P/O）的概念

二、氧化磷酸化的偶联机理

三、能荷

氧化磷酸化：代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能用于合成ATP（即ADP+Pi→ATP）,这种氧化放能和ATP生成（磷酸化）相偶联的过程称氧化磷酸化。

类别： 底物水平磷酸化、电子传递水平磷酸化

磷氧比（ P/O ）：呼吸过程中无机磷酸（Pi）消耗量和分子氧（O2）消耗量的比值称为磷氧比。由于在氧化磷酸化过程中，每传递一对电子消耗一个O原子，而每生成一分子ATP消耗一分子Pi ，因此P/O的数值相当于一对电子经呼吸链传递至分子氧所产生的ATP分子数。

氧化磷酸化的偶联机理：

1、化学渗透学说

2、氧化磷酸化的抑制

解偶联剂和离子载体抑制剂

氧化磷酸化抑制剂

线粒体ATP合酶（如下图）

■第四节 线粒体外NADH的氧化磷酸化作用

能荷：

意义： 能荷由ATP 、 ADP和AMP的相对数量决定，数值在0~1之间，反映细胞能量水平。?能荷对代谢的调节可通过ATP 、 ADP和AMP作为代谢中某些酶分子的别构效应物进行变构调节来实现。

非线粒体氧化系统：

通过线粒体细胞色素系统进行氧化的体系是一切动物、植物、微生物主要氧化途径，它与ATP的生成紧密相关。除此以外，生物体内还存在非线粒体氧化系统，其特点是从底物脱氢到H2O的生成是经过其它末端氧化酶完成的，与ATP的生成无关，但各自具有重要的生理功能。

生物体内主要的非线粒体氧化系统如下：

1、多酚氧化酶系统

2、抗坏血酸氧化酶系统

3、黄素蛋白氧化酶系统

4、超氧化物歧化酶氧化系统

5、植物抗氰氧化酶系统

范文三：能量代谢练习

高 2013级生物试题(三)

1. 下图是某多肽化合物的示意图,下列有关该化合物的叙述中,不正确的是

A. 氨基酸的不同种类主要是由②、④、⑥、⑧决定的

B. ③、⑤、⑦的形成是在核糖体上完成的

C. 由于该多肽链游离的羧基多于氨基,所以呈酸性

D. 该多肽形成过程中,相对分子质量减少了 36

2、下列关于实验操作步骤的叙述,正确的是

A .斐林试剂甲液和乙液可直接用于蛋白质鉴定

B .脂肪的鉴定实验需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴

C .鉴定可溶性还原糖时要加入斐林试剂甲液后再加入乙液

D . 用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂 A 液和 B 液要混合均匀后, 再加入到含样品 的试管中,且要现配现用

3. 下图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构,以及发生的生化反应。下列有关 叙述不 .

正确的是 (

)

A. 图甲、乙中的两种生物膜分别存在于叶绿体和线粒体中

B. 图乙中的 [H]主要来自于葡萄糖的分解

C. 甲、乙两种生物膜除产生上述物质外,还均可产生 ATP

D. 影响甲、乙两种膜上生化反应的主要环境因素分别是光照和温度

4. 将牛奶和姜汁混合,待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品 —— 姜撞奶。 为了掌握牛奶凝固所需的条件, 某同学将不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜

根据以上姜汁使牛奶凝固的结果,下列表述不 .

正确的是 ( ) A. 可证明新鲜姜汁含有一种酶, 该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态

B.20℃ 和 100℃ 时酶的活性低,是因为酶的分子结构遭到破坏而失去活性

C. 将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合, 能够提高实验的准 确度

D.60℃ 和 80℃ 不一定是酶的最适温度,缩小温度范围,增加温度梯度才可得到最 适温度

5、如图表示高等植物细胞的两个重要生理过程中 C 、 H 、 O 的变化,某个同学 在分析时,做出了如下判断,你认为其中判断有错误的是 ( )

图甲 图乙

A. 甲为光合作用,乙为呼吸作用

B. 甲中的 H 2O 在类囊体薄膜上被消耗,乙中 H 2O 的消耗

与产生都在线粒体中

C. 甲和乙过程中都有 [H]的产生与消耗

D. 甲过程全在叶绿体中进行,乙过程全在线粒体中进行

6.请根据右图指出下列有关植物进行光合作用和呼吸作用

的叙述中正确的是

A .植物长时间处于黑暗中时,②③④⑥过程都不会发生

B . 晴朗夏天的上午 10左右, 北方植物的叶肉细胞中①强于⑥

C .进行②和③时,物质从产生部位到利用部位都将穿过 4层

磷脂分子

D .晴朗夏天的中午,③④将减弱

D 、 在耗氧量相同的情况下, 植物叶肉细胞和根尖细胞产生的 ATP 量可能相等

7.下列选项中,属于动植物细胞共有的糖类的是( )

A .葡萄糖、淀粉、果糖 B .葡萄糖、核糖、脱氧核糖

C .淀粉、脱氧核糖、乳糖 D .麦芽糖、果糖、乳糖

8.下图甲、乙表示某植物内的光合作用与呼吸作用过程及其与温度的关系,有 关叙述正确的是 ( )

A .图甲中光照相同时间,在 20℃条件下植物积累的有机物的量最多

B .图乙中①过程发生在线粒体基质中,②过程发生在叶绿体基质中

C .图甲中两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等

D . 图乙中①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气, ①④过程都能产生 [H]

9.(2010·肇庆模拟 ) 比较植物有氧呼吸和无氧呼吸,正确的是 ( )

A. 葡萄糖是有氧呼吸的主要能源,不是无氧呼吸的主要能源

B.CO 2是有氧呼吸的产物,不是无氧呼吸的产物

C. 有氧呼吸逐步释放能量,无氧呼吸瞬间释放能量

D. 有氧呼吸产生还原性氢,无氧呼吸过程中也能产生还原性氢

10.(2010·烟台质检 ) 关于叶肉细胞在光照条件下产生 ATP 的描述, 正确的是 ( )

A. 无氧条件下,光合作用是细胞 ATP 的唯一来源

B. 有氧条件下,线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生 ATP

C. 一个 ATP 分子水解可以生成一个脱氧核苷酸分子和两个磷酸分子

D. 细胞质中消耗的 ATP 均来源于线粒体和叶绿体

11、 将紫色洋葱表皮细胞置于质量浓度为 0.3g/ml的蔗糖溶液中, 下列说法正确 的是( )

①液泡逐渐变小,颜色由浅变深 ②液泡逐渐变小,颜色由深变浅

③原生质层与细胞壁逐渐分离 ④原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液

A .①③ B .① ② ④ C .②③ D .① ③ ④

12

、水既是有氧呼吸的原料,也是有氧呼吸的产物,在有氧呼吸过程中水的消

耗和生成分别在( )

A .第一阶段、第三阶段 B .第二阶段、第三阶段

C .第一阶段、第二阶段 D .第三阶段、第三阶段

13. (共 21分)下图为叶绿体中光合作用过程示意图,请回答下列问题:

I . (每空 1分) .

(1) 图中 [1]的结构名称是 _____________,上面

分布有 __________________。是进行光合作

用 反应阶段的场所。

(2) 图中Ⅰ阶段为Ⅱ阶段提供了

(3) 图中由 C 5与 [ ]________结合形成

[ ]_________, 再经过一系列复杂过程最终

合成糖类等有机物。在光照下,若停止 CO 2

供给,细胞内的 C 3含量将会 。

(4) 图中的 2、 3分别表示 、 。

II .(每空 2分)下图甲表示某植物光合作用速率与光照强度的关系,图乙 至戊表示植物

细胞与外界环境、 植物细胞内线粒体和叶绿体之间气体交换的几种不同情况。 请据图回 答 (1)— (3)小题:

(1) 该植物叶肉细胞处于丁图状态时,对应图甲曲线中 于甲图中 B ~C 段(不含 B 点)状态时,则乙至戊图中对应的是 图。

(2) 如果其他条件不变,适当升高温度, A 点 移;如果 A 点时 CO 2释放量为

aμmol/m2· s , C 点时的 CO 2吸收量为 b μmol/m2·s ,则 C 点时光合作用实际消耗 的 CO 2为 ___________μmol/m2·s (假定该过程植物呼吸速率不变) 。

(3) 在 温 度 适 宜 的 条 件 下 , 影 响 A ~C 段 光 合 速 率 的 最 . 主 要 的 因 素

是 。 www

14. 如图是有氧呼吸过程图解,请依图回答问题。

(1)写出① 、② 、③ 所代表的物质名称。

① ,② ,③ 。

(2)写出④ 、⑤ 、⑥ 所代表的能量的多少。 (“大量能量”或“少量能量” ) 。

④ ,⑤ ,⑥ 。

(3)有氧呼吸的主要场所是 ,进入该场所的呼吸底物是 。

(4)人体内血红蛋白携带的 O 2进入组织细胞的线粒体内至少要通过 层生物 膜。

(5)如果 O 2供应不足,则人体内 C 6H 12O 6的分解产物是 ,释放的能 量 ,反应场所是 。

15、观察下图回答问题:

(1)左图是在电子显微镜下观察得到的亚显微结构图,判断 B 是高等植物而不 是动物细胞依据是 。

(2)上图中有双层膜的是 ,不含磷脂分子的是 。

(3)结构⑩⑥中,增加膜面积的结构分别是 。

(4) 该细胞中能产生 ATP 的部位有 , 能产生有机物的有 (填 标号 ) 。

(5)进行长跑时,大腿肌肉感到酸痛,是因为此细胞的 [ ] 中产生 了使肌肉细胞疲劳的物质。

(6)⑥中产生的 CO2进入相邻细胞⑩被利用,此过程中至少穿过 层磷脂 双分子层, ⑩中产生的葡萄糖在该细胞中被氧化分解, 至少穿过 层磷脂分 子层。

范文四：能量代谢

1. 如图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是

A. X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器

B. X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3??及Z 过程释放的CO2总量相等 C. 当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%

D. Z1、Z2、Z3??过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z 过程释放的CO2中的碳

图中可进行X1的生物类群有哪些？

X1能否表示化能合成作用？

2．某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研

2

（1）能量从田鼠传递到鼬的效应是＿＿＿＿＿。

2

（2）在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是＿＿＿＿＿

2

只/hm。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果＿＿＿＿＿＿＿＿。 （3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于＿＿＿＿＿＿＿，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。

（4）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼠的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，维持生态系统的稳定。

（5）根据表格中数据推算随鼬粪便流失的能量是 ，这部分能量应包含于表中哪一数据中

3. 下图表示A 、B 两个特定生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是

①一个吃玉米的人所获得的能量比一个吃牛肉的人获得的能量多 ②能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减

③若A 和B 中玉米的数量相同，A 能养活10000人，则B 至少能养活500人

④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A 中的人比B 中的人体内污染物浓度低 A ．①③④ B．①②③ C．①②③④ D．③④

4. 若将人类获取(草食) 动物性与植物性食物的比例由1：1调整为1：4, 地球可供养的人口数量是原来的_________倍.(能量传递效率按10%计算, 结果精确到小数点后两位数字) 下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a ～g 表示能量值的多少。请据图作答：

(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为________、_________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是______________。

(2)图乙中，若A 表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B

表示________，C 表示__________。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y ，由营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是_________(用图中所给字母的表达式表示) 。

(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是____________。

(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如下图。其中，甲能量中比例为x 的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加AkJ ，至少需要消耗甲的能量_________kJ(用所给字母的表达式表示) 。

5. 江苏某小型天然湖泊原有少量鱼类，后改造为人工鱼塘，投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类，两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见下表，请回答下列问题：

(1)改为人工鱼塘后，该湖泊生物群落的

__________结构发生了显著变化。

(2)从种间关系的角度分析，水生高等植物明显减少的直接原因是_______、_________。 (3)从表中可以推测，与2007年相比，2010年湖水中生物体内所含的总能量显著增加，其主要原因是_________。

(4)动物能摄食鱼饵料。如果肉食性鱼类只摄食虾、贝等小型动物，可以推测在相同饲养条件下2010年肉食性鱼类的总量将会_________，植食性鱼类的总量将会___________。 (5)若对该湖泊进行生态修复，除停止养鱼外，还需恢复水生高等植物，以抑制浮游藻类生长。在这一过程中水生高等植物的直接作用是__________、___________。

1．下图示意生命活动有关能源物质之间的联系，请分析回答

（1）生物细胞内主要的储能物质是图中的 。

（2）当动物体内ATP 不足时，会发生C 的变化补充ATP （丙），请写出生成ATP 需要的条件 。 （3）生物体内最终的能源物质是图中的___________，它表示_____________。 （4）图中三项生理活动的名称分别是：

A ，B ，D 。

2．按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进

下列叙述正确的是（ ） A．甲组不产生CO 2而乙组产生 B．甲组的酒精产量与丙组相同 C．丁组能量转换率与丙组相同 D．丁组的氧气消耗量大于乙组

3．如图所示装置测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型。同时关闭活塞，在25℃下经过20 min

再观察红色液滴的移动情况，下列对实验结果的分析不符合实际的是（ ）

A．装置1的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O 2的体积，装置2的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO 2和消耗O 2的体积之差

B．若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既

进行有氧呼吸也进行无氧呼吸

C．若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸

D．若装置1的红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸

4. 在a 、b 、c 、d 条件下，测得某植物种子萌发时CO 2和O 2体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是( )

A．a 条件下，呼吸产物除CO 2外还有酒精和乳酸 B．b 条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C．c 条件下，无氧呼吸最弱

D．d 条件下，产生的CO 2全部来自线粒体

5. 1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m ，其中40%用于ADP 转化为ATP ，若1个高能磷酸键所含能量为n ，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP 分子数为（ ） A．2n/5m B．2m/5n C．n/5m D．m/5n

6．如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a 、b 、c 、d 时，CO 2释放量和O 2的吸收量的变

化。下列相关叙述正确的是（ ）

A．氧浓度为a 时，最适于贮藏该植物器官

B．氧浓度为b 时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍

C．氧浓度为c 时，无氧呼吸最弱 D．氧浓度为d 时，有氧呼吸强度与无氧

呼吸强度相等

7．现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同浓度的氧气，产生的酒精和二氧化碳如图所示。则在氧气浓度为a 时（ ） A．酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸 B．用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5 C．酵母菌有氧呼吸消耗9 mol氧气

D．有氧呼吸与无氧呼吸释放能量的比例是1∶2

8．如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O 2吸收量和CO 2生成量的变化，请据图回答：

(1)图中曲线

QR

区段

CO 2生成量急剧减少的主要原因

是 。

(2)________点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、 CO2生成量和O 2吸收量共同(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO 2随氧气浓度变化而变化的曲线。

(4)若图中的AB 段与BC 段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO 2与无氧呼吸释放的CO 2相比________(填“一样多”或“更多”或“更少”) ，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的________。

(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是 。

你围成的面积所代表的生物学含义是 。

认为氧浓度应调节到________点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输，试说明理由： ________________________________ 。

9．如图表示一株水稻叶肉细胞内C5含量在24 h内的变化过程，请据图分析：

(1)C5化合物的产生和消耗主要发生于叶绿体 中。

(2)AB段和IJ 段的C 5含量维持在较低的

水平，其主要原因是缺乏 和 所致。G 点时C 5化合

物含量升高的主要原因是缺乏(物质)

所致。

(3) (填字母) 点的出现可能是由于白天该地区天气暂时由晴转阴所造成的。 (4)与C 点相比，G 点时叶绿体产生的氧气较 (填“多”或“少”)。

10. 图1表示A 、B 两种植物光合作用效率随光照强度改变的变化曲线；图2表示将A 植物放在不同浓度CO 2环境条件下，光合效率受光照强度影响的变化曲线；图3代表阳生植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图。请据图回答：

(1)图1中，在c 点时，叶绿体中ADP 的移动方向是___________________________ __________。

(2)图2中，de 段的限制因子是 ；e 点与d 点相比较，e 点时叶肉细胞中C 3的含量________(填“高”、“低”、“基本一致”)；e 点与f 点相比较，e 点时叶肉细胞中C 3的含量________(填“高”、“低”、“基本一致”)。

(3)图3中，在光照强度较强时，叶绿体产生的氧气的去路有________ (填字母) 。光合作用的反应式是__________________________________________。

(4)某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，作如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出），于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量。M 处的实验条件是将整个实验装置遮光3小时(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响) 。测得叶片的叶绿体光合作用速率=____________________。

11．（09海南卷）取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a 、b 、c 三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是（ ） A．装置内增加的氧气来自于水 B．光照强度为a 时，光合作用停止 C．丙组装置内的CO 2含量照光后比照光前低 D．该图反映了光合作用强度与光照强度的关系

12．试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。

请回答：

（1）图甲的实验是在大气CO 2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养中 和 更高。

（2）图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h 内CO 2浓度变化曲线。图中b －c 段CO 2浓度升高缓慢是因为 ，c －d 段CO 2浓度急剧下降是因为试管苗

。若d 点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率 。

（3）根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、 和 可缩短试管苗的适应过程。

13. 如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图

下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图. 下列有关叙述正确的是

A ．t1→t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加, 基质中水光解加快、O2释放增多 B ．t2→t3,暗反应限制光合作用, 若在t2时刻增加光照, 光合速率将再提高

C ．t3→t4,光照强度不变, 光合速率提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 D ．t4后短时间内, 叶绿体中ADP 、Pi 含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低

14. 将玉米的PEPC 酶基因导入水稻后，

测的光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

15．设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率) ，结果见下图，据图判断，下列叙述正确的是

A ． 用d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应

生成的[H]多

B ． 与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过

程产生的ATP 多

C ． 若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K 值分别为K1、K2、K3，

则K1＞K2＞K3

D ． 密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其

是否为兼性厌氧生物

范文五：能量代谢

能量代谢

一、能量代谢的概念

通常把生物体内物质代谢过程中所伴随的能量的贮存、 转移、 释放和利用等过程称为能量代 谢(energy metabolism)。

物质代谢和能量代谢实际上是同一活动过程的两个方面, 两者是密不可分的, 体内物质的分 解与合成都必然伴有能量的转移。

二、食物的能量转化

1.三磷酸腺苷(ATP )是体内能量转化和利用的关键物质, ATP 既是体内重要的能源物质, 又是机体能量的直接提供者,它所释放的能量可供机体完成各种生理活动的需要。

体内含有高能磷酸键的化合物除 ATP 外,还有磷酸肌酸、 CP 等, CP 只是储能物质,若要释 放能量则需要转移至 ATP 再释放。

2.几种主要营养物质的能量转化

三大营养物质(糖、脂肪、蛋白质)主要是通过三羧酸循环产生能量的。其中糖的主要功能 是供给机体生命活动所需要的能量; 脂肪在体内的主要功能是贮存和供给能量; 只有在某些 特殊情况下, 机体才会依靠由组织蛋白质分解所产生的氨基酸供能, 以维持必要的生理功能。 三、能量代谢的测定

1.食物的能量指标

(1)食物的热价(thermal equivalent of food ):是指 1g 某种食物氧化(或在体外燃烧) 时所释放的能量。

食物的热价有生物热价和物理热价之分, 它们分别指食物在体内氧化和在体外燃烧时释放的 能量。

三大营养物质中, 只有蛋白质的生物热价和物理热价是不同的, 说明蛋白质在体内是不能被 完全氧化的。

(2)食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen):是指把某种食物氧化时消耗 1L 氧所产生的能量。

(3)呼吸商(respiratory quotient,RQ ):是指在一定时间内机体呼出的 CO2的量与吸入 的 O2量的比值(CO2/O2)。

糖的呼吸商等于 1;脂肪和蛋白质的呼吸商则分别为 0.71和 0.80。正常人的能量主要来自 混和食物,呼吸商一般在 0.85左右。

(4)非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient,NPRQ ):是指根据糖和脂肪按不 同比例混合氧化时所产生的二氧化碳量以及消耗氧的量计算出相应的呼吸商。

2.能量代谢的测定原理和方法

(1)直接测热法

在特殊的检测环境中,用一复杂的测热装置测量,主要用来研究肥胖和内分泌系统障碍。 (2)间接测热法

遵循定比定律,测量装置较简单。测量具体步骤如下:

①测出机体一定时间内的氧耗量和 CO2产生量,并测出尿氮排出量;

②根据尿氮含量算出蛋白质的氧化量和蛋白质食物的产热量, 在总的耗氧量和 CO2产量中扣 除蛋白质氧化代谢的分额,再根据所剩的耗氧量和 CO2产量计算出 NPRQ ;

③据表 7-2查出该 NPRQ 所对应的氧热价,算出非蛋白食物的产热量 ;

④算出总产热量,即蛋白质食物产热量与非蛋白食物产热量之和。

(3)耗氧量和 CO2产量的测定方法

有两种:闭合式和开放式测定法。

四、影响能量代谢的因素

1.肌肉活动

肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。肌肉活动增加,产热量增加,能量代谢率就提高。 2.精神活动

一般的精神活动, 产热量增加不明显; 但在精神处于紧张状态时, 由于肌紧张增强以及刺激 代谢的激素(如甲状腺激素)释放增多等原因,产热量可以显著增加。

3.食物的特殊动力效应

食物的这种刺激机体产生额外热量消耗的作用称为食物的特殊动力效应 (specific dynamic effect )。从进食后 1小时左右开始,延续到 7~8小时左右,蛋白质的食物特殊动力效应 最为显著。这种效应产生的机制还不清楚。

4.环境温度

人在安静时的能量代谢, (1)在 20~30。 C 的环境温度中最为稳定; (2)当环境温度低于 20。 C 时,代谢率即开始增加,主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒战以及肌肉紧张度增加 所致;(3)当环境温度超过 30。 C 时,代谢率又逐渐增加,可能是因为体内化学过程的反 应速度有所增加,发汗、呼吸、循环机能增强的缘故。

五、基础代谢

基础代谢(basal metabolism )是指基础状态下的能量代谢。所谓基础状态是指满足以下条 件的一种状态:①清晨、 清醒、 静卧, 未作肌肉活动; ②前夜睡眠良好, 测定时无精神紧张; ③测定前至少禁食 12小时;④室温保持在 20~25。 C ;⑤体温正常。把这种状态下单位时 间内的能量代谢称为基础代谢率(basal metabolic rate,BMR)。

BMR 与人的体表面积以及体重呈比例关系。

BMR 随着性别、年龄等不同而有生理变动。当其它情况相同时,男子的 BMR 值平均比女子的 高;幼年比成人高;年龄越大,代谢率越低。

BMR 的实际数值同表 7-4的正常平均值比较,如果相差在±10%~15%之间,均不属病态; 当相差之数超过±20%时,才有可能是病理变化。

BMR 的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助手段。甲亢时, BMR+25%~+80%;甲低时, BMR-20%~-40%。

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