专题十一动物的营养及消化

专题十一：动物的营养及消化[竞赛要求]1．消化道（包括肝、胆囊和胰脏）2．食物的机械分解和化学分解3．吸收4．食物的成分（水、矿质、维生素、蛋白质、碳水化合物和脂肪）[知识梳理]一、食物和营养素食物的作用：作为能源、原材料（生长、发育、更新）、维生素。营养素类型：糖、脂类、维生素、蛋白质、矿物质、水、膳食纤维素1．糖类：是生物进行各项生命活动的主要能源物质，其它的能源物质还包括脂肪、蛋白质、有机酸等。2．蛋白质：是构成细胞的主要成分，也是细胞内的能源物质。蛋白质的基本组成单位是氨基酸，分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸共8种，有异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。非必需氨基酸共12种。3．脂肪由甘油和脂肪酸组成。脂肪酸也有必需和非必需脂肪酸，必需脂肪酸如亚油酸、亚麻酸。脂肪的功能主要是生物体储备的能源物质，其贮能的特点是浓缩形式，含水较少；含能量高，相同质量分解释放的能量是糖类和蛋白质的二倍略多；另外具有消化吸收慢的特点，较为耐饥。脂肪是生物细胞内最经济的贮能形式，动物的脂肪抗饥饿，是冬眠动物主要贮能形式。4．维生素：生物体生长必需，自己不能合成，需量极少的有机物。功能是作为辅酶或其一部分，不能为人体提供能量。分为水溶性维生素和脂溶性维生素。水溶性维生素包括维生素C和维生素B。维生素C的主要作用是促进细胞间质的发育和胶原纤维的产生，缺乏时产生坏血病。B族维生素的化学性质不同，但功能相似的一类物质，在细胞呼吸中起重要作用。缺乏B1患脚气病、多发性神经炎；B2是核黄素，呼吸链的FMN和FAD均为核黄素类物质；缺乏烟酰胺患厚皮炎；B5为泛酸；B6为吡哆素；缺乏B12会恶性贫血；叶酸促进红细胞生长发育、在细胞分裂时，促进核甘酸合成。脂溶性维生素包括A、D、E、K。维生素A（视黄醛醇）具有保持上皮细胞、特别是视网膜上皮细胞的健康有关；缺乏时患干眼症、夜盲症。维生素D可促进小肠对钙、磷的吸收，缺乏时骨骼畸型，如佝偻病。阳光中的紫外线可促使皮肤内固醇类的物质转化为VD。VE（生育酚）与生育能力、肌肉发育及抗氧化有关。维生素K与凝血有关。二、食物的消化主要有两种方式，细胞内消化和细胞外消化，进行趋势为由细胞内消化向细胞外消化进行。细胞内消化即细胞的内吞作用，原生动物靠内吞作用形成的食物泡、小型多细胞动物（如腔肠动物、海绵动物）及主高等动物的白细胞及肠上皮细胞上普遍存在。腔肠动物以细胞内消化为主，以细胞外消化为辅；到扁形动物中，具有不完全的消化系统，以细胞外消化为主，以细胞内消化为辅；蚯蚓、昆虫和高等动物则具有完全的消化系统，完全进行细胞外消化。消化道产生分化。三、人的消化系统1.消化系统的形态结构(1)口腔牙齿：功能是咬断、撕裂、压碎食物。分齿冠、齿根和齿颈三部分。按位置、功能划分为门齿、犬齿、前臼齿、臼齿。按生成时间划分为乳牙、永久齿（恒齿）。唾液腺：共有3对，分别为腮腺、颌下腺和舌下腺。功能是湿润口腔、食物，清洁口腔，杀菌，初步消化食物。2．人的消化系统：主要包括消化道和消化腺。消化道是从口腔到肛门为止的一条长长的管道。其中以胃和小肠的功能最为重要。消化道壁从内向外划分为四层：黏膜层、黏膜下层、肌肉层和浆膜层。胃的作用有储存食物和消化食物，胃有物理性消化和化学性消化的作用。小肠是消化、吸收的主要场。由十二指肠、空肠、回肠组成。其结构特点主要有：小肠是消化道中最长的一段，长约5-6米；表面积大，可达200平方米，由于形成环形皱襞、小肠绒毛和微绒毛；胰液、胆汁和肠液均可分泌到十二指肠中，所含消化酶种类较为齐全；小肠绒毛内有毛细血管和毛细淋巴管，有利于营养物质的吸收。大肠由升结肠、横结肠和降结肠构成。主要作用是吸收部分水、无机盐（钠盐）和某些维生素，此外有排泄作用。3．食物的消化（1）唾液的消化：唾液淀粉酶能将淀粉和糖原分解为二糖（麦芽糖），（2）胃液的消化：胃壁的壁细胞可分泌盐酸，主细胞分泌胃蛋白酶原、黏液腺细胞分泌黏液。盐酸可激活胃蛋白酶原，成为胃蛋白质酶；盐酸还可提供胃蛋白酶所需要的酸性环境（1.5-2.5）；盐酸能使蛋白质变性，有利于消化；盐酸还有杀菌的作用；进入十二指肠后，盐酸有促进胰液、肠液和胆汁的排放。胃蛋白酶为内切酶，只能从蛋白质的内部、某些特定的位置（酪氨酸、苯丙氨酸等）将蛋白质切断，成为多肽。凝聚酶使蛋白质凝聚成块，易于消化。黏液的主要作用是保护胃壁。胃液分泌的调节：神经诱导占25%，激素调节占75%。促胃激素促进胃液分泌，肠抑胃素抑制胃液分泌，二者表现为拮抗作用。（3）小肠中消化消化腺有胰腺、肠腺、小肠绒毛上皮。胰脏分泌胰液，由胰管流入十二指肠；胰岛分泌胰岛素，进行血液。其分泌调节受激素及肠促胰液肽作用。胰淀粉酶：将淀粉、糖原分解为二糖（麦芽糖），较唾液淀粉酶的作用更为重要。胰蛋白酶原和胰糜蛋白酶原分泌出来后，均无活性，受到肠激酶（小肠分泌）的作用后，胰蛋白原立即转化为有活性的胰蛋白酶，而胰糜蛋白酶原遇胰蛋白酶即被激活而成胰糜蛋白酶。两种酶均为内切酶，胰蛋白酶从赖氨酸、精氨酸的羟基端肽键切开；胰糜蛋白酶从酪氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的羟基端肽键切开。氨基肽酶和羧基肽酶：为外切酶，分别从肽链的氨基端和羧基端顺序将氨基酸逐个切下。脂酶：消化脂肪。胆汁的成分有胆固醇（排泄作用）、胆色素（红细胞分解产物，有排泄作用）、胆盐（乳化作用）。核酸酶：有内切核酸酶和外切核酸酶，能将DNA和RNA分解为核苷酸小肠腺（及小肠绒毛上皮）分泌肠激（活）酶，功能是分解蛋白质、淀粉及双糖的酶；无分解脂肪的酶（胰液含脂酶）。肠激（活）酶主要激活胰蛋白酶原、胰糜蛋白酶原。分解蛋白质的酶有羧基肽酶、氨基肽酶（匀为外切酶）和二肽酶（有专一性、多种）。氨基酸的吸收为主动运输分解淀粉、双糖的酶：淀粉酶将淀粉、糖原分解为双糖（麦芽糖）；蔗糖酶将蔗糖分解为葡萄糖和果糖；乳糖酶将乳糖分解为萄糖糖和半乳糖。麦芽糖酶将麦芽糖分解为葡萄糖。4．食物的吸收(1)吸收部分：口、咽、食道：无吸收能力；胃能吸收少量水分、酒精；小肠吸收的物质包括食物消化后的产物、消化液（6-7升/天）中所含物质。大肠的能吸收水、无机盐（主要是钠盐）和某些维生素。（2）吸收方式：被动运输：以扩散、渗透方式运输，如水、部分无机盐、大部分维生素，通过小肠绒毛上皮细胞进入毛细血管。主动运输：消耗能量。如部分无机盐、少部分维生素；单糖，氨基酸，脂肪酸，甘油，乳化的一酸、二酸甘油脂及脂肪（3）运输途径：直接进入血液循环；进入淋巴系统→胸导管→心脏→血循环。5．肝脏的功能肝脏是人体内最大腺体、最重要的器官，其主要功能有：(1)分泌胆汁：胆汁的作用（见前述）。(2)调节体液①肝脏血液循环特点肝门脉系统：结构由动脉→消化道→毛细血管网→静脉→肝门脉→肝脏→毛细血管网→肝静脉。结构特点是有2个毛细血管网；功能特点：2个毛细血管网的作用不同。第1个：吸收已消化的物质；②肝脏对糖类代谢的调节血糖平均值是0.1（0.08~0.14）g/100mL。进餐后肝门脉血糖升高（可达0.14g），流入肝细胞后，合成肝糖原储存，致使肝静脉血糖下降（0.11g，仅稍高于正常值）。大静脉中的血糖由于组织吸收，含量较低。肝静脉与大静脉血糖混合后，使其恢复正常。摄食过多，会使葡萄糖转变为脂肪，导致脂肪肝或发胖。饥饿时时，血糖偏低，此时肝糖原分解，释放出葡萄糖，使血糖恢复正常（可维持24小时）。但血糖过低是致使的，特别是脑细胞，脑细胞不储存所需的葡萄糖，也不能以脂肪或氨基酸作为能源，对血糖特敏感。③肝脏对脂类代谢的调节饥饿时，脂肪组织中的脂肪分解为甘油和脂肪酸，甘油和脂肪酸均可供能。④肝脏对氨基酸代谢的调节调节血液中的氨基酸的含量：进餐后，肝门脉中的氨基酸可储存于肝脏；饥饿时，肝脏把氨基酸再释放到血液。蛋白质代谢中的转氨、脱氨作用均在肝脏中发生，转氨基是氨基酸间的互相转变；氨基酸只有脱氨基后才能转变为葡萄糖，然后转化为糖原或淀粉储存。⑤肝脏对胆固醇的调节（见后）(3)合成物质肝脏有合成血浆蛋白如血纤维蛋白原、凝血酶原、白蛋白、某些球蛋白的功能。肝脏也能合成固醇类物质如胆固醇等。胆固醇是细胞膜的成分、是固醇类激素的成分。肝脏还具有调节血液胆固醇含量即调节渗透压的作用。血液中胆固醇过高会引起血管硬化、胆结石（胆固醇、胆盐、胆汁）。(4)排泄：胆汁（胆固醇、胆色素）。(5)造血器官：胚胎时期,产生红细胞。(6)贮存：糖原、氨基酸、多种维生素、铁蛋白等。(7)解毒：有毒分子如蛋白质经细菌分解的产物，在肝脏中经氧化减轻毒性；药物如磺胺类药物在肝中与乙酰辅酶结合而随尿排出。(8)吞噬：肝脏中有吞噬细胞，可吞噬衰老的红细胞。[典型例题]例1．一个胃被切除了人手术几年后出现贫血，可能的原因是：（）A．该病人对维生素B12吸收不良B．该病人对维生素B6吸收不良C．该病人对铁吸收不良D．该病人对钙吸收不良解析：胃能分泌助因子，促进小肠对维生素B12的吸收，胃被切除后，B12吸收减小，易患恶性贫血。答案：A。例2．葡萄糖酵解的产物是：（）A．丙氨酸B．丙酮醛C．丙酮酸D．乳酸E．磷酸丙酮酸解析：糖原酵解是指葡萄糖或糖原的无氧代谢途径，最后生成丙酮酸和乳酸，人和动物中在乳酸脱氧酶的作用下，将丙酮酸还原为乳酸。答案：D。例3．下列哪种氨基酸不是人体必需氨基酸：（）A．赖氨酸B．蛋氨酸C．谷氨酸D．色氨酸E．苏氨酸解析：人体必需的氨基酸有8种：天冬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸。故谷氨酸不是人体必需的氨基酸，其它均是。答案：C。例4．在肾单位中，葡萄糖重吸收部位是：（）A．肾小管各段B．远曲小管C．肾小球D．近曲小管解析：在营养物质的吸收中，各种营养物质的重吸收主要发生于近曲小管。答案：D。例5．哪一种消化液消化的食物最全面，消化能力最强？CA．唾液B．胃液C．胰液D．胆汁E．小肠液解析：胰液中含有有消化酶种类较为齐全，消化能力最强。例6．抑制胃液分泌的物质是：（）A．AChB．胃泌素C．组胺D．盐酸解析：盐酸可促进肠抑胃素的分泌，从而抑制胃液的分泌。答案：D。例7．一学生将唾液加入淀粉溶液中，然后置于以下各条件处理，希望将淀粉转变为单糖和双糖，试问在他的实验中哪个条件最好：（）A．将混合物置于4℃冰箱内B．将混合物置于30℃温箱内C．将混合物煮沸后置于30℃温箱内Ｄ．将混合物置于70℃温箱内解析：唾液中含有唾液淀粉酶，在适宜温度（37℃）时催化效率最高，高温使酶变性失活。答案：B。例8．牛的食物何处进行初步消化后逆呕到口腔中重新咀嚼：（）A．瘤胃和网胃内B．瘤胃和皱胃内C．瓣胃和网胃内D．瓣胃和皱胃内解析：在反刍动物体内，瘤胃和网胃内含有大量的细菌和原生动物，能消化进入瘤胃和网胃内的食物，特别重要的是能消化纤维素。反刍动物自己没有消化纤维素的酶，食入的纤维素都是靠这些微生物所消化，没有消化的大块食物又周期性地返回口腔，再被咀嚼、消化。答案：A。例9．某小孩儿喜欢晒太阳，但有时却发生抽搐，那么应建议他服用哪种物质防止抽搐发生？A．维生素AB．生理盐水C．糖水D．钙片解析：阳光中的紫外线可促使皮肤内固醇类的物质转化为维生素D，维生素D可促进小肠对钙、磷的吸收，缺乏时可出现抽搐。如果具有维生素D但钙摄入量不足，仍会抽搐。答案：D。例10．下列各项中，哺乳动物体内激素和维生素共同具有的特性是：（）A．都从食物中摄取B．都是蛋白质C．需要量很小，作用很大D．都是由体内细胞产生的解析：激素是由体内内分泌腺合成的微量有机的，主要有固醇类和非固醇类激素。维生素是自己不能合成，又必不可少的微量有机物。二者均含量很小，但作用很大。答案：C。例11．胃和肠的功能活动在哪些方面是相同的？（）A．自发节律性B．分泌无机物C．分泌有机物D．分节运动解析：胃和肠均能分泌消化酶等有机物。胃有收缩功能，但小肠能做有节律的蠕动。答案：C。例12．牙齿在脊椎动物中是普遍存在的，哺乳动物发展到了高级阶段，它们的牙齿属于：（）A．同型齿B．异型齿C．多出齿D．侧生齿解析：哺乳动物的牙齿为异型齿。答案：B。例13．动物的消化分机械消