1-2-2人体的物质和能量转换(1)全解
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生物能量转换过程生物能量转换是指生物体内发生的一系列化学反应,将食物中的化学能转化为生物体利用的能量。
这个过程涉及到多个生物分子和酶的参与,是生物体维持生命活动所必需的重要过程。
生物能量转换的过程可以分为三个主要步骤:消化、呼吸和细胞呼吸。
首先,消化是指将食物分解成小分子以便吸收利用的过程。
在消化过程中,摄入的食物被机械化和化学化处理。
机械化包括咀嚼、胃肠蠕动等,通过这些过程将食物切碎并与消化液混合。
化学化处理包括酶的作用,通过酶的催化作用使食物中的大分子物质(如蛋白质、碳水化合物和脂肪)被分解成小分子物质(如肽、葡萄糖和脂酸)。
这些小分子物质可以被吸收到血液中,进一步供给给细胞使用。
接下来,吸收的小分子物质进入细胞,通过呼吸过程进一步转化为能量。
呼吸是指通过有氧呼吸产生的化学反应,将小分子物质完全氧化为二氧化碳、水和能量。
首先,葡萄糖分子被分解成两个分子的丙酮酸,这个过程称为糖酵解。
接着,丙酮酸进一步被氧化为二氧化碳、水和大量的能量。
这个过程称为三羧酸循环和氧化磷酸化。
在三羧酸循环中,丙酮酸被进一步分解成二氧化碳和水,在氧化磷酸化过程中,氧化合成的能量通过酶的作用转化为细胞内能源物质ATP。
ATP是细胞内的主要能源供应物质,用于支持生物体的各种代谢活动。
此外,在没有氧气的环境下,生物体也能够通过厌氧呼吸过程转化能量,但这个过程效率较低。
最后,细胞呼吸是指利用在呼吸过程中生成的能量进行细胞代谢活动的过程。
细胞中的各种代谢活动,如合成、运输、传导等,都需要能量的支持。
这些活动通过ATP的水解反应来获得能量,ATP分子在水解反应中会释放出一个磷酸根离子(Pi),从而释放出能量供给细胞活动使用。
当ATP被水解成ADP(腺苷二磷酸)和Pi时,ADP可以通过细胞代谢再生为ATP,以维持细胞内的能量供应。
总的来说,生物能量转换是生物体在食物摄取后将化学能转化为能量的过程。
通过消化、呼吸和细胞呼吸三个步骤,食物中的分子被分解并进一步氧化为二氧化碳、水和能量。
人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是:ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。
(1)A TP在肌肉中的含量低,当肌肉进行剧烈运动时,供能时间仅能维持约1~3秒。
(2)之后的能量供应就要依靠ATP的再生。
这时,细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP,生成ATP。
磷酸肌酸在体内的含量也很少,只能维持几秒的能量供应。
人在剧烈运动时,首先是ATP-磷酸肌酸供能系统供能,通过这个系统供能大约维持6~8秒左右的时间。
(3)这两项之后的供能,主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。
无氧酵解约能维持2~3分钟时间。
(4)由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳,所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP。
综上所述,短时间大强度的运动,如100米短跑,主要依靠A TP-磷酸肌酸供能;长时间低强度的运动,主要靠有氧呼吸提供能量;介于二者之间的较短时间的中强度运动,如400米跑,则主要由无氧呼吸提供能量。
运动项目总需氧量(升)实际摄入氧量(升)血液乳酸增加量马拉松跑600 589 略有增加400米跑16 2 显著增加100米跑8 0 未见增加人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。
但在长时间剧烈运动时,如马拉松式的长跑运动,人体内贮存的糖是不够用的,在消耗完贮存的糖类物质后,就动用体内贮存脂肪和脂肪酸。
一、运动时供能系统的动用特点(一)人体骨骼肌细胞的能量储备A TP(二)供能系统的输出功率运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率。
(三)供能系统的相互关系1.运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况,肌肉可以利用所有能量物质,只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异,不是同步利用。
2.最大功率输出的顺序,由大到小依次为:磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化,且分别以近50%的速率依次递减。
(运动一开始脂肪就开始燃烧)3.当以最大输出功率运动时,各系统能维持的运动时间是:磷酸原系统供极量强度运动6—8秒;糖酵解系统供最大强度运动30—90秒,可维持2分钟以内;3分钟主要依赖有氧代谢途径。
专题3.2-1人体的激素调节-内分泌腺和激素目录 (1) (3) (3) (4) (7)1.内分泌腺(1)内分泌腺:没有导管的腺体,分泌的激素直接进入腺体周围的毛细血管,并随着血液输送到全身各处。
人体内各种内分泌腺构成人体的内分泌系统,它与神经系统一起指挥或协调人体内的各种生理活动。
(2)人体主要内分泌腺:垂体、甲状腺、肾上腺、胰腺中的胰岛、女性的卵巢、男性的睾丸等。
(3)内、外分泌腺的区别:有无导管。
2. 激素激素是由内分泌腺的腺细胞所分泌的,对人体有特殊作用的化学物质。
(1)作用:激素在血液中的含量极少,但它们对人体的生长发育、物质和能量的转换、生殖、对外界刺激的反应等生命活动起着重要的调节作用。
(2)人体各种内分泌腺及其分泌激素的功能3.激素分泌异常引发的疾病[注意]侏儒症和呆小症的异同点:身材都是较为矮小;但侏儒症是智力正常,呆小症是智力低下。
1.人体内分泌腺及分泌的激素不同的内分泌腺分泌不同的激素,不同的激素具有各自独特的生理功能。
总结:各种激素与神经系统一起指挥或协调人体内的各种不同生理活动。
2.生长激素分泌失调生长激素是由垂体分泌的,其主要功能是促进全身的生长发育。
幼年时,如果生长激素分泌过多,就会使骨骼生长加快,身材过高,出现“巨人症”。
相反,则患者生长发育迟缓,身材特别矮小,出现“侏儒症”。
因为生长激素对脑的发育没有明显的影响,所以,巨人症、侏儒症患者智力发育仍然正常。
【例1】下列与人体生长、发育的调节无直接关系的激素是()A.甲状腺激素B.生长激素C.性激素D.胰岛素【答案】D【解析】胰岛素的功能是能促进人体吸收的葡萄糖储存在肝脏和肌肉内。
【例2】内分泌紊乱会引起一些疾病,下列与激素分泌无关的疾病是()A.扁桃体炎B.肢端肥大症C.大脖子病D.糖尿病【答案】A【解析】扁桃体炎是由细菌感染造成的,不是由激素分泌紊乱引起的;肢端肥大症是因为成年时期生长激素分泌过多导致的;碘是合成甲状腺激素的重要物质,体内长期缺碘就会引起甲状腺激素合成不足,导致甲状腺补偿性再生,形成大脖子病,因此大脖子病,是由激素分泌紊乱引起的;胰岛素分泌不足会导致糖尿病,因此糖尿病是由激素分泌紊乱引起的。
人体内的三大供能系统 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是:ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。
(1)ATP在肌肉中的含量低,当肌肉进行剧烈运动时,供能时间仅能维持约1~3秒。
(2)之后的能量供应就要依靠ATP的再生。
这时,细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP,生成ATP。
磷酸肌酸在体内的含量也很少,只能维持几秒的能量供应。
人在剧烈运动时,首先是ATP-磷酸肌酸供能系统供能,通过这个系统供能大约维持6~8秒左右的时间。
(3)这两项之后的供能,主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。
无氧酵解约能维持2~3分钟时间。
(4)由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳,所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP。
综上所述,短时间大强度的运动,如100米短跑,主要依靠ATP-磷酸肌酸供能;长时间低强度的运动,主要靠有氧呼吸提供能量;介于二者之间的较短时间的中强度运动,如400米跑,则主要由无氧呼吸提供能量。
运动项目总需氧量(升)实际摄入氧量(升)血液乳酸增加量马拉松跑600589略有增加400米跑162显着增加人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。
但在长时间剧烈运动时,如马拉松式的长跑运动,人体内贮存的糖是不够用的,在消耗完贮存的糖类物质后,就动用体内贮存脂肪和脂肪酸。
一、运动时供能系统的动用特点(一)人体骨骼肌细胞的能量储备(二)供能系统的输出功率运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率。
(三)供能系统的相互关系1.运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况,肌肉可以利用所有能量物质,只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异,不是同步利用。
2.最大功率输出的顺序,由大到小依次为:磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化,且分别以近50%的速率依次递减。
人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是:ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。
(1)A TP在肌肉中的含量低,当肌肉进行剧烈运动时,供能时间仅能维持约1~3秒。
(2)之后的能量供应就要依靠ATP的再生。
这时,细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP,生成ATP。
磷酸肌酸在体内的含量也很少,只能维持几秒的能量供应。
人在剧烈运动时,首先是ATP-磷酸肌酸供能系统供能,通过这个系统供能大约维持6~8秒左右的时间。
(3)这两项之后的供能,主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。
无氧酵解约能维持2~3分钟时间。
(4)由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳,所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP。
综上所述,短时间大强度的运动,如100米短跑,主要依靠A TP-磷酸肌酸供能;长时间低强度的运动,主要靠有氧呼吸提供能量;介于二者之间的较短时间的中强度运动,如400米跑,则主要由无氧呼吸提供能量。
运动项目总需氧量(升)实际摄入氧量(升)血液乳酸增加量马拉松跑600 589 略有增加400米跑16 2 显著增加100米跑8 0 未见增加人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。
但在长时间剧烈运动时,如马拉松式的长跑运动,人体内贮存的糖是不够用的,在消耗完贮存的糖类物质后,就动用体内贮存脂肪和脂肪酸。
一、运动时供能系统的动用特点(一)人体骨骼肌细胞的能量储备A TP(二)供能系统的输出功率运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率。
(三)供能系统的相互关系1.运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况,肌肉可以利用所有能量物质,只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异,不是同步利用。
2.最大功率输出的顺序,由大到小依次为:磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化,且分别以近50%的速率依次递减。
(运动一开始脂肪就开始燃烧)3.当以最大输出功率运动时,各系统能维持的运动时间是:磷酸原系统供极量强度运动6—8秒;糖酵解系统供最大强度运动30—90秒,可维持2分钟以内;3分钟主要依赖有氧代谢途径。
押题填空题3——内能、热机、机械效率、能量转化分析辽宁省样题及模拟题,省样题结合吸放热和热值以及机械效率考察,省模拟题结合热值和四冲程内燃机考察。
该题考察内容相对稳定,审题清楚带公式计算即可,要求计算准确,能够用科学计数法表示计算结果。
必备知识Q=cm∆t,温度差为高温减去低温。
Ƞ=Q吸/Q放(燃料燃烧放出的热量用来烧水)Ƞ=W/Q放(燃料燃烧的热量用来做机械功)Ƞ=Q吸/E(利用电能烧水)解题技巧热量的计算:不计热量损失,则Q吸=Q放,有效率则带效率公式计算。
1.某品牌汽车行驶60km消耗汽油5kg,这些汽油完全燃烧能放出J的热量,四冲程汽油机为汽车提供动力的是冲程(汽油的热值为4.6×107J/kg)。
【解答】Q=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J;停供动力的为做功冲程。
一.填空题(共60小题)1.北京时间2024年2月29日,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空,如图所示。
火箭点火升空过程中是将内能转化为机械能,防护罩温度升高主要通过做功改变了内能。
【答案】机械能;做功。
【解答】解:(1)火箭上升,是消耗了燃料化学能,得到了机械能,故能量的转化是:化学能转化为内能,内能又转化为机械能;(2)火箭穿过大气层时,防护罩温度升高是通过做功方式改变了内能。
故答案为:机械能;做功。
2.春节期间,南方某些地区有煮茶叶蛋给长辈送祝福的传统习俗。
煮茶叶蛋时,我们能闻到浓郁的香味,这是扩散现象。
要达到同样咸度,煮茶叶蛋比腌咸蛋所用时间少得多,这是由于煮茶叶蛋比腌咸蛋时温度高,分子运动更剧烈。
【答案】扩散;温度。
【解答】解:煮茶叶蛋时,我们能闻到浓郁的香味,这是茶叶分子在永不停息地做无规则运动,这是扩散现象;温度越高,分子运动越剧烈。
故答案为:扩散;温度。
3.如图所示,在玻璃试管里,装上半管沙子,将温度计插在沙子中,用力晃动试管十余下,温度计示数变大,意味着沙子的内能增大,这是通过做功的方式改变内能。
人体内三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是:1、A TP—磷酸肌酸供能系统。
2、无氧呼吸供能系统3、有氧呼吸供能系统。
(1) ATP在肌肉中的含量低,当肌肉进行剧烈运动时,供能时间仅能维持约1~3秒。
(2)之后的能量供应就要依靠ATP的再生。
这时,细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP,生成ATP.磷酸肌酸在体内的含量也很少,只能维持几秒的能量供应。
人在剧烈运动时,首先是ATP—磷酸肌酸供能系统供能,通过这个系统供能大约维持6~8秒左右的时间.(3) 这两项之后的供能,主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。
无氧酵解约能维持2~3分钟时间.(4)由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳,所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP.综上所述,短时间大强度的运动,如100米短跑,主要依靠ATP—磷酸肌酸供能;长时间低强度的运动,主要靠有氧呼吸提供能量;介于二者之间的较短时间的中强度运动,如400米跑,则主要由无氧呼吸提供能量。
二、不同活动状态下供能系统的相互关系安静时,不同强度和持续时间的运动时,骨骼肌内无氧代谢和有氧代谢供能的一般特点表现如下。
(一)安静时:安静时,骨骼肌内能量消耗少,ATP保持高水平;氧的供应充足,肌细胞内以游离脂肪酸和葡萄糖的有氧代谢供能。
线粒体内氧化脂肪酸的能力比氧化丙酮酸强,即氧化脂肪酸的能力大于糖的有氧代谢。
在静息状态下,呼吸商为0.7,表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸.(二) 长时间低强度运动时:在长时间低强度运动时,骨骼肌内ATP的消耗逐渐增多,ADP水平逐渐增高,NAD+还原速度加快,但仍以有氧代谢供能为主.血浆游离脂肪酸浓度明显上升,肌内脂肪酸氧化供能增强,这一现象在细胞内糖原量充足时就会发生.同时,肌糖原分解速度加快,加快的原因有两点:(1)能量代谢加强.(2)脂肪酸完全氧化需要糖分解的中间产物草酰乙酸协助才能实现.在低强度运动的最初数分钟内,血乳酸浓度稍有上升,但随着运动的继续,逐渐恢复到安静时水平.(三)大强度运动:随着运动强度的提高,整体对能量的要求进一步提高,但在血流量调整后,机体对能量的需求仍可由有氧代谢得到满足,即有氧代谢产能与总功率输出之间保持平衡。
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《人体生理学》课程笔记第一章:绪论1.1 生理学的研究对象和任务生理学是研究生物体生命活动规律的学科,主要研究对象是生物体的各个器官和系统。
生理学的研究任务包括揭示生物体生命活动的现象、探讨生命活动的内在规律以及解释生命现象的本质。
1.2 生命活动的特征生命活动具有以下特征:(1)新陈代谢:生物体通过新陈代谢与外界环境进行物质和能量的交换,维持生命活动的进行。
新陈代谢包括合成代谢和分解代谢两个方面,合成代谢是指生物体利用外界物质合成自身物质的过程,分解代谢是指生物体分解自身物质,释放能量的过程。
(2)兴奋性:生物体对内外环境变化具有一定的反应能力,表现为神经、肌肉等组织的兴奋性。
兴奋性是生物体进行信息传递和调节的基础。
(3)生殖:生物体具有繁殖后代的能力,保证物种的延续。
生殖包括有性生殖和无性生殖两种方式,有性生殖是指通过两性生殖细胞的结合产生新个体的过程,无性生殖是指母体直接产生新个体的过程。
(4)适应性:生物体能够适应外界环境的变化,维持内环境的稳定。
适应性是生物体生存和繁衍后代的基本条件。
1.3 机体内环境和稳态机体内环境是指细胞外液,包括组织液、血浆和淋巴等。
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介,其稳定性对生命活动至关重要。
稳态是指内环境的成分和理化性质在一定范围内保持相对恒定的状态。
内环境稳态的维持是生物体进行正常生命活动的必要条件。
1.4 机体生理功能的调节机体生理功能的调节方式包括神经调节、体液调节和自身调节。
神经调节是通过神经系统传递信息,快速、精确地调节生理功能;体液调节是通过激素等化学物质,通过血液循环作用于靶细胞,进行调节;自身调节是组织、细胞自身对环境变化产生的适应性反应。
1.5 人体的自动控制系统人体的自动控制系统包括反馈控制系统和前馈控制系统。
反馈控制系统是根据内环境的变化,通过感受器、控制中心和效应器组成的闭合回路进行调节;前馈控制系统是提前预测内环境的变化,通过开环调节,使生理功能更加稳定。