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动物新陈代谢与能量平衡动物新陈代谢与能量平衡是生物学中一项重要的研究领域。
动物体内产生的能量需要通过新陈代谢进行调节和平衡，以维持生命活动的正常进行。
本文将探讨动物新陈代谢的概念、机制以及与能量平衡的关系。
一、动物新陈代谢的概念动物新陈代谢是指生物体内各种化学反应和能量转换的综合体。
它包括两个基本过程：合成代谢（Anabolism）和分解代谢（Catabolism）。
合成代谢是指生物体内通过化学反应合成有机物质，例如蛋白质、核酸等；分解代谢则是将有机物质分解为较小的分子，从而释放出能量。
二、动物能量平衡的概念能量平衡是指动物摄入的能量与消耗的能量之间的平衡状态。
动物通过摄入食物获取能量，同时通过呼吸、运动等途径消耗能量。
当摄入的能量等于消耗的能量时，动物体内能量保持平衡，维持正常的生理功能；而当摄入的能量大于消耗的能量时，动物体内能量过剩，容易导致肥胖等问题；相反，当摄入的能量小于消耗的能量时，动物体内能量不足，会导致体重减轻以及其他健康问题。
三、动物新陈代谢与能量平衡之间的关系动物新陈代谢与能量平衡之间存在密切的关系。
新陈代谢过程需要能量的参与，而能量的产生来自于食物中的营养物质。
当食物被消化吸收后，其中的营养物质将被运输到细胞内，通过代谢过程转化为能量。
新陈代谢的速率与能量消耗息息相关，快速的新陈代谢意味着机体消耗能量较多，相对较高的能量消耗有助于维持能量平衡。
不同动物种类的新陈代谢速率和能量需求也存在差异。
代谢速率较快的动物，如小鸟和哺乳动物，通常需要更多的能量来支持他们的活动和生命活动；而代谢速率较慢的动物，如爬行动物和冷血动物，能量需求相对较低。
四、调节动物新陈代谢与能量平衡的因素动物新陈代谢与能量平衡的调节受多种因素的影响。
其中，内分泌系统起着关键作用。
内分泌系统通过释放激素，如胰岛素、甲状腺激素等，调节细胞的代谢速率和能量平衡。
此外，环境条件和行为习惯也会对动物的新陈代谢和能量平衡产生影响。
动物的代谢与营养知识点总结动物的代谢与营养是动物生物学中的重要内容。
代谢是指体内物质转化的过程，而营养则涉及动物获取能量和维持生命所需的各种物质。
本文将对动物的代谢过程和营养需求进行系统总结。
一、动物的新陈代谢动物的新陈代谢包括两个主要过程：异养和光合作用。
异养是指动物通过摄食其他有机物质来获取能量和养分。
动物的摄取食物多种多样，根据其进食习惯的不同可分为草食动物、食肉动物和杂食动物。
草食动物依赖植物的有机物，而食肉动物则依赖其他动物的有机物。
在消化系统中，食物通过消化酶的作用被分解为小分子物质。
这些小分子物质可以在细胞内进一步分解，最终通过细胞呼吸产生能量。
细胞呼吸是异养过程的核心，其产物为二氧化碳和水。
细胞呼吸分为好氧呼吸和厌氧呼吸两种形式。
好氧呼吸需要氧气参与，产生的能量更高，而厌氧呼吸则不需要氧气，产生的能量较低。
二、动物的营养需求动物的营养需求包括能量和各种营养物质，如蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质等。
1. 能量需求能量是维持生命所必需的，动物通过食物摄取来获取能量。
能量的单位通常以千卡（千卡路里）或千焦耳来表示。
能量需求量的大小取决于动物的种类、体重、年龄、性别和活动水平等因素。
2. 蛋白质需求蛋白质是构成动物体内组织和器官的重要成分，同时也是调节机体内许多生化反应的催化剂。
动物体内蛋白质的合成主要依靠饲料中的氨基酸。
不同动物对蛋白质的需求量不同，一般以蛋白质质量所占总干物质质量的百分比来表示。
3. 碳水化合物需求碳水化合物是动物体内产生能量的重要来源，同时也是维持正常体温和生理功能的必需物质。
碳水化合物的需求量和种类因动物的种类和生活习性而异。
4. 脂肪需求脂肪是动物体内重要的能量储存物质，同时也参与细胞膜的构建和激素合成等生理过程。
脂肪的需求量因动物的种类、体重和活动水平而异。
5. 维生素和矿物质需求维生素和矿物质是动物体内许多生理反应所必需的微量物质。
维生素包括水溶性维生素（如维生素C和维生素B群）和脂溶性维生素（如维生素A、维生素D和维生素E）。
动物生理调节体温调节与代谢的调控机制动物的生理调节涉及到体温调节和代谢的调控机制。
通过这些机制，动物能够适应不同的环境温度，保持恒定的体温，并确保能够正常进行新陈代谢活动。
一、体温调节机制1. 冷血动物的体温调节机制冷血动物，如爬行动物和无脊椎动物，无法自己产生足够的热量来维持体温。
它们的体温受外界温度的影响较大，通常随环境温度的变化而变化。
这些动物会选择在适宜的环境温度下活动，通过日光浴等行为来吸收更多的热能，并通过身体的颜色变化来控制体温。
2. 温血动物的体温调节机制温血动物，如鸟类和哺乳动物，能够自主产生热量以维持恒定的体温。
它们的体温通常比周围环境的温度高。
温血动物通过以下机制来调节体温：2.1 恒温调节机制温血动物通过调节新陈代谢产生的热量来维持体温恒定。
当环境温度升高时，温血动物通过出汗和呼吸来散热。
当环境温度降低时，它们通过运动和收缩皮肤血管来保持体温。
2.2 体毛或羽毛的调节温血动物通过改变体毛或羽毛的状况来控制体温。
在寒冷的环境中，动物的体毛或羽毛会蓬松起来，形成一个保暖的层次；在炎热的环境中，动物的体毛或羽毛会变得平展，散热效果更好。
二、代谢调控机制代谢是维持动物生命活动所需的能量供给过程。
动物的代谢调控主要涉及到能量的合成和分解。
以下是代谢调控的几个关键机制：1. 摄食和消化摄食和消化是动物获取能量的基本过程。
动物根据需求摄取食物，并通过消化将食物中的养分分解为能量和废物。
2. 葡萄糖代谢葡萄糖是动物最常用的能量来源。
在葡萄糖分解过程中，产生的能量被储存为ATP供给细胞使用。
为了维持恒定的血糖水平，动物的内分泌系统会释放胰岛素或胰高血糖素等激素来调节血糖水平。
3. 脂肪酸代谢脂肪酸是动物在长时间缺乏食物时储备的能量来源。
动物能够将脂肪酸分解为能量，并在需要时释放出来作为能量供给。
4. 氧气和二氧化碳的交换动物通过呼吸将氧气摄入体内，并将二氧化碳排出体外。
这种氧气和二氧化碳的交换是细胞呼吸的关键过程，能够产生大量的能量供给动物正常生活。
动物代谢与能量调节的生物化学机制动物中的代谢过程与能量调节是生物体正常运行所必需的基本机制。
通过生物化学的角度来看，动物的代谢与能量调节是由多个关键过程和机制相互作用而实现的。
本文将通过对动物代谢和能量调节的生物化学机制的介绍，以及相关的研究进展进行探讨。
一、介绍动物代谢和能量调节的基本概念动物代谢是指生物体通过各种化学反应来获取能量、合成物质和维持生命活动的一系列过程。
能量调节则是指动物体内对能量的合理分配和利用，以维持其正常的生命活动和功能。
动物代谢和能量调节是相辅相成、互相关联的过程。
二、动物代谢的基本过程和机制1. 营养物质的摄入和消化吸收：动物通过口腔、胃、肠等消化系统将食物摄入体内，并通过消化吸收将其中的营养物质转化为能量和生物大分子。
消化系统中的酶和其他相关分子参与了这一过程。
2. 营养物质的氧化代谢：动物体内的细胞通过氧化反应将营养物质分解为能量、水和二氧化碳。
氧化反应主要发生在细胞线粒体中，包括糖的酵解、脂肪酸的β氧化和氨基酸的脱氨等过程。
3. 能量的转运和储存：动物体内的能量以ATP（三磷酸腺苷）的形式转运和储存。
ATP分子在细胞内储存和释放能量，并在生理过程中提供能量。
4. 代谢调节酶和激素的作用：代谢酶和激素在动物体内调节代谢过程，以适应内外环境的变化。
激素如胰岛素、甲状腺激素等调节能量的分配和利用。
三、动物能量调节的生物化学机制1. 饥饿和饱食状态的能量调节：当动物进食后，胃肠道释放饱食激素，抑制食欲，促进饱食感。
而饥饿状态下，胃肠道释放饥饿激素，刺激食欲，增加食物摄入。
2. 脂肪组织的能量调节：脂肪组织不仅仅是脂肪储存的地方，而且还分泌多种激素，如瘦素和去甲肾上腺素，参与了能量的调节、糖脂代谢和食欲控制等过程。
3. 运动的能量调节：运动是动物体内能量消耗的主要途径之一。
运动时，机体分解储存的能量物质，如ATP，以提供机械活动所需的能量。
此外，运动也可以通过调节相关激素的分泌来影响能量代谢。
人和动物生命活动的代谢和调节主讲：黄冈中学教师严贻兰考点分析本专题涉及动物代谢（物质代谢、能量代谢）和动物生命活动的调节（各动物激素的生理作用及相应的缺乏症、神经调节、体液调节、稳态、免疫等)。
本专题采分点也特别多，其中呼吸作用，糖类、脂肪、蛋白质三大类营养物质的消化、吸收、代谢的全过程以及神经调节与体液调节、内环境与稳态、细胞免疫和体液免疫是常考的内容。
本专题知识涉及相当多的初中知识，诸如呼吸、消化、循环、泌尿四大系统，激素调节、酵母菌、乳酸菌等。
本专题知识内容在各类试卷中的权重很大，血糖的平衡及其调节，既是内环境稳态的重要内容，也与神经调节、激素调节、体温调节、糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢密切有关，综合性较强，可形成学科内综合题，实验的完善与设计题等呈上升趋势。
从上海、广东近年来的高考试卷中不难发现，对高等动物的神经调节，主要是神经冲动在神经纤维上的传导和神经元之间的传递过程及主要区别、神经调节与激素调节的关系等考查有所增加。
本专题免疫与艾滋病的内容是生物学研究的热点，其中艾滋病是全世界关注的焦点之一，“9·11”后美国流行的“炭疽”恐慌与免疫有关。
人体的稳态也是高考常考内容，复现率较高。
所以本专题应给与足够的重视。
规律和方法一、人和高等动物的新陈代谢1、人体内三大营养物质代谢比较2、血糖平衡及其调节（1）调节过程（2）相关激素关系①胰岛素和胰高血糖素的拮抗作用使血糖维持相对稳定；②肾上腺素与胰高血糖素协同作用使肝糖元分解；③胰高血糖素促进胰岛素的分泌，胰岛素抑制胰高血糖素的分泌；（3）导致“尿中含糖”的几种病因辨析①主要原因：胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌不足，从而使葡萄糖进入组织细胞及在细胞内的氧化和利用发生障碍。
②肾功能发生障碍引起：当肾功能异常，导致肾小管重吸收障碍时，可使许多该重吸收的物质不能被重吸收回血液，因而导致尿液中含葡萄糖分子，而此时血糖含量并不一定高。
③健康人偶而会出现尿中含糖：当健康人一次性食糖过多时，偶而也会出现多余的糖随尿排出情况，但都是暂时的。
学科: 生物年级：高三版本：冲刺版期数：2340本周教学内容：专题七动物的新陈代谢及其调节【知识联系框架】【重点知识联系与剖析】一、动物的新陈代谢1．单细胞动物的物质交换单细胞动物体内与外界环境只相隔一层细胞膜，因而体内与外界直接进行物质交换。
2．内环境与内环境的稳态(1)内环境的概念内环境是指人体内（高等的多细胞动物体内）的细胞外液体，是人体细胞赖依生存的液体环境。
内环境就是细胞外液，主要包括淋巴、血浆和组织液，它们之间的关系是：血浆和组织液之间可以通过毛细血管壁互相渗透，组织液可以渗人毛细淋巴管成为淋巴，淋巴只有通过淋巴循环再回到血浆。
可用如下关系式表示：在研究内环境时，要搞清楚消化道的地位，消化道是动物在进化过程中形成的被围在体内的专门用于消化食物的特殊的外界环境。
消化腺分泌的消化液已经脱离了内环境，不属于体液，也不属于细胞外液。
(2)内环境的稳态内环境是体内细胞生存的直接环境。
由于细胞与内环境之间、内环境与外界环境之间不断地进行着物质交换，因此细胞的代谢活动和外界环境的不断变化，必然会影响内环境的理化性质，如 pH值、渗透压、温度等，但内环境通过机体的调节活动能够维持相对的稳定。
下面以pH值为例作一说明：人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物（如蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物质(如碳酸钠)。
这些酸性和碱性的物质进入血液，就会使血液的pH值发生变化。
但是在血液中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质，每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成，如H2CO3／NaH2PO4/Na2HPO4等。
当机体剧烈运动时，肌肉中产生大量的乳酸、碳酸等物质，并且进入血液。
乳酸进入血液后，就与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和H2CO3，H2CO3是一种弱酸，而且不稳定，易分解成CO2和H2O，所以对血液的pH值影响不大。
血液中增加的CO2会刺激呼吸活动的神经中枢，增强呼吸运动，增加通气量，从而将CO2排出体外。
当Na2CO3进入血液后，就与血液中的H2CO3发生作用，生成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。
这样由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH值不会发生大的变化，通常稳定在7．35～7．45之间。
内环境的其他理化性质，如温度、渗透压、各种化学物质的含量等，在神经系统和体液的调节之下，通过各个器官、系统的协调活动，也都能维持在一个相对稳定的状态。
生理学家把正常机体在神经系统和体液的调节之下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，称为内环境的稳态。
(3)免疫①免疫的概念传统的免疫概念是指机体抵抗病原微生物的能力，即抗传染免疫。
随着科学技术的发展，免疫的概念已大大超过了抗传染免疫的范围。
因此，现代免疫的概念是：免疫是机体的一种生理机能，机体依靠这种功能能够识别“自己”和“非己”成分，从而破坏和排斥进入机体内的抗原物质，如病原体，异体组织等或机体本身所产生的老死和受损细胞肿瘤细胞等，以维持内环境的稳定。
免疫分非特异性免疫和特异性免疫。
非特异性免疫是指对所有病原微生物都有一定程度的抵抗能力，没有特殊的选择性。
又称为天然免疫或先天性免疫。
如皮肤、黏膜的屏障作用，血脑屏障，胎盘等的屏障作用；吞噬细胞的吞噬作用（血液中的中性粒细胞和组织中的运噬细胞）和杀菌物质（溶菌酶等）的杀菌作用。
特异性免疫是指机体针对某一种或某一类微生物或其产物所产生的特异性抵抗力，包括体液免疫和细胞免疫。
体液免疫主要是指通过B淋巴细胞产生抗体的免疫过程。
如进入体内的细菌外毒素，与机体内的抗毒素（一种抗体）结合后使它丧失毒性，病毒侵入机体后，抗体与抗原（病毒）结合后使病毒失去活力，不能侵人细胞。
体液免疫的过程大致分为三个阶段：感应阶段、反应阶段和效应阶段。
感应阶段是指抗原侵人机体后，被巨噬细胞吞噬，吞噬后再将抗原决定基传递给T淋巴细胞，再通过T淋巴细胞传递给B淋巴细胞。
反应阶段是指B淋巴细胞被激活后形成效应B淋巴细胞，其中一小部分转化为记忆细胞，大部分效应B淋巴细胞迅速增殖，产生大量的效应B淋巴细胞，产生大量的抗体。
效应阶段效应B淋巴细胞产生的抗体再与抗原结合发挥免疫反应的过程。
细胞免疫主要是指通过T淋巴细胞发挥免疫作用的免疫反应过程，与体液免疫过程一样也分为三个阶段。
感应阶段与体液免疫的感应阶段基本一样。
反应阶段是指T淋巴细胞接受抗原刺激后形成效应T细胞，其中一部分转变成记忆T细胞，大部分迅速增殖形成大量的效应T细胞，产生更强的特异性免疫反应。
效应阶段是指效应T细胞与被抗原入侵的宿主细胞（即靶细胞）密切接触，激活靶细胞内的溶酶体，使靶细胞的膜透性改变，渗透压发生变化，最终导致某细胞死亡。
当免疫功能正常时对机体发挥免疫保护作用，当免疫功能失调时，可引起过敏性反应(如花粉过敏、青霉素过敏等)、自身免疫病(如风湿性心脏病、类风湿关节炎。
系统性红斑狼疮等)或免疫缺陷病(如艾滋病）等，损害机体的健康。
②淋巴细胞的起源和分化淋巴细胞起源于骨髓中的造血干细胞，造血干细胞通过有丝分裂产生淋巴干细胞，经生长、发育、分化，最后形成淋巴细胞。
T淋巴细胞（胸腺依赖型淋巴细胞）是造血干细胞分裂、分化形成淋巴干细胞中的一部分随血流进入胸腺，在胸腺分泌的胸腺素的作用下分化、发育形成的，成熟后转移到外周各种淋巴器官或组织，如淋巴结、扁桃体、脾等处，T淋巴细胞参与细胞免疫过程。
B淋巴细胞（骨髓依赖型淋巴细胞）是指骨髓中淋巴于细胞在骨髓中发育成的，成熟后转移至外周各种淋巴器官或组织，B淋巴细胞参与体液免疫过程。
③抗原抗原是指一种能刺激人或动物机体产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与这些产物在体内或体外发生特异性反应的物质。
抗原的基本能力是免疫原性和反应原性。
免疫原性又称为抗原性，是指能够刺激机体形成特异抗体或致敏淋巴细胞的能力。
反应原性是指能与由它刺激所产生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应。
具备免疫原性和反应原性两种能力的物质称为完全抗原，如病原体、异种动物血清等。
只具有反应原性而没有免疫原性的物质，称为半抗原，如青霉素、横胺等。
半抗原没有免疫原性，不会引起免疫反应。
但在某些特殊情况下，如果半抗原和大分子蛋白质结合以后，就获得了免疫原性而变成完全抗原，也就可以刺激免疫系统产生抗体和效应细胞。
在青霉素进入体内后，如果其降解产物和组织蛋白结合，就获得了免疫原性，并刺激免疫系统产生抗青霉素抗体。
当青霉素再次注射人体内时，抗青霉素抗体立即与青霉素结合，产生病理性免疫反应，出现皮疹或过敏性休克，甚至危及生命。
抗原的基本性质具有异物性、大分子性和特异性。
异物性是指进入机体组织内的抗原物质，必须与该机体组织细胞的成分不相同。
抗原一般是指进入机体内的外来物质，如细菌、病毒、花粉等；抗原也可以是不同物种间的物质，如马的血清进入兔子的体内，马血清中的许多蛋白质就成为兔子的抗原物质；同种异体间的物质也可以成为抗原，如血型、移植免疫等；自体内的某些隔绝成分也可以成为抗原，如眼睛水晶体蛋白质、精细胞、甲状腺球蛋白等，在正常情况下，是固定在机体的某一部位，与产生抗体的细胞相隔绝，因此不会引起自体产生抗体。
但当受到外伤或感染，这些成分进入血液时，就像异物一样也能引起自体产生抗体，这些对自体具有抗原性的物质称为自身抗原，所产生的抗体称为自身抗体。
由于自身抗体与自身抗原发生反应，于是就引起自身免疫疾病，如过敏性眼炎、甲状腺炎等。
机体其它自身组织的蛋白可因电离辐射、烧伤、某些化学药品和某些微生物等理化和生物因素的作用发生变性时，也可成为自身抗原，引起自身免疫疾病，如红斑狼疮病、白细胞减少病、慢性肝炎等。
大分子性是指构成抗原的物质通过是相对分子质量大于10000的大分子物质，分子量越大，抗原性越强。
绝大多数蛋白质都是很好的抗原。
为什么抗原物质都是大分子物质呢？这是因为大分子物质能够较长时间停留在机体内，有足够的时间和免疫细胞（主要是巨噬细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞）接触，引起免疫细胞作出反应。
如果外来物质是小分子物质，将很快被机体排出体外，没有机会与免疫细胞接触，如大分子蛋白质经水解后成为小分子物质，就失了抗原性。
特异性是指一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。
抗原的特异性是由分子表面的特定化学基因所决定的，这些化学基团称为抗原决定簇。
抗原以抗原决定簇与相应淋巴细胞的抗原受体结合而激活淋巴细胞引起免疫应答。
换言之，淋巴细胞表面的抗原识别受体通过识别抗原决定簇而区分“自身”与“异己”。
抗原也是以抗原决定簇与相应抗体特异性结合而发生反应的。
因此，抗原决定族是免疫应答和免疫反应具有特异性的物质基础。
④抗体抗体是机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
抗体主要分布于血清中，也分布于组织液及外分泌液(如乳汁）中。
抗体与抗原结合时，如果抗原分子是可溶性蛋白质，这种结合就会使抗原分子失去溶解性而沉淀：如果抗原分子是位于细胞上的，这种结合就会使这些细胞凝集成团而失去活动能力，接着吞噬细胞就会将抗原抗体反应形成的沉淀或细胞集团吞噬消化。
3．物质代谢物质代谢包括糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪的代谢。
这三类营养物质的代谢枢纽是呼吸作用，主要是通过呼吸作用的中间产物，如丙酮酸、乙酸辅酶A、柠檬酸等中间产物。
糖类转变成蛋白质必须通过转氨基作用，将氨基转移给糖代谢的中间产物就能产生新的氨基酸，如将氨基转给丙酮酸即为丙氨酸。
蛋白质转变成糖类必须经过脱氨基作用，形成的不含氮部分才能转变成糖类。
糖类转变成脂肪必须通过乙酸辅酶A，脂肪转变成乙酸辅酶A后才能进入呼吸作用，继而再转变成糖类和蛋白质。
在蛋白质代谢过程中，氨基酸经脱氨基作用形成的含N部分是NH3，NH3对人体是有毒的，但在肝脏中通过肝脏的解毒作用转变成尿素，尿素基本对人体无害，再通过循环系统运至肾脏，以尿液的形成排出体外，或运至皮肤的汗腺以汗液的形式排出体外。
二、动物新陈代谢的调节1．激素和酶的关系激素和酶都是由生物体内的活细胞产生的，酶一般都是蛋白质，但激素不一定是蛋白质，如胰岛素、生长激素是蛋白质，但性激素不是蛋白质。
酶的生理功能是催化生物体内的各种化学反应，使生物体内的各种化学反应能够顺利进行，激素的生理功能是对生物体的各种化学反应进行调节，促进或抑制这些反应的过程，从而达到某种生理效应。
2．外分泌腺和内分泌腺外分泌腺是有导管的，腺细胞的分泌物进入导管，通过导管排到腺体外，如胰腺的外分泌部。
唾液腺。
汗腺等。
内分泌腺是没有导管的腺体，其腺细胞的分泌物直接进入血液，通过血液运输到其他的器官并在那里发挥效应，如胰腺的内分泌部——胰岛，还有甲状腺、垂体等。
3．甲状腺激素甲状腺激素是一种含碘的氨基酸，在化学上应归为胺类物质。
