1 4

生 物的生存离不开对营养物质的及时摄取，离 不开对各种物质的不断合成和分解，并需要及时将产生 的代谢废物排出体外，以维持体内物质的平衡。在各种 物质转化的同时，往往伴随着能量的变化，从而满足体 内各种生命活动的能量需求。

我们每天所吃的食物含有哪些营养素？食物中的营 养素在人体内是怎样变成细胞内的各种组成物质的？我 们每天产生的代谢废物是如何及时排出体外的？生物体 消耗的能量又来自哪里呢？

代 谢 与 平 衡

食物与营养 第 节

第 1 节

人的生活离不开食物，食物能为我们跑步、学习、唱歌甚至睡眠等各项 活动提供必需的能量。每天吃适量有营养的食物可以让我们的身体处于最佳 状态。

食物与能量

食物中的营养素主要有水、无机盐、糖类、蛋白质、脂肪、维生素和膳 食纤维等七大类，其中的糖类、脂肪和蛋白质等有机物都能为人体提供能量。

它们在人体内是通过氧化释放能量的，这个过程与物质在体外的燃烧有些相 似，只是体内的氧化过程更缓慢、更复杂。

相同质量的糖类、脂肪和蛋白质所含的能量往往并不相同，那么，不同 食物所含的能量是否也有差异呢？我们可以通过实验大致比较一下不同食物 所含能量的多少。

1．用天平分别称取干燥的花生仁、大米、牛肉干各 1 克，

并用小刀尽量切碎。

2．在试管内加入 5 毫升水，在带孔的橡皮塞上插入温度 计，再将试管口塞紧，注意温度计不能接触试管底部。

3．将试管固定在铁架台上，如图 4-1 所示。

4．测量最初水温并记录在表 4-1 中。

活动

表 4-1 记录表

样品 水温（℃）

水温变化（℃） 比较释放出的热量

燃烧前 燃烧后

花生仁 大米 牛肉干

5．将花生仁放在燃烧匙上，然后在酒精灯上加热，直至花生仁开始 燃烧，马上放于试管下方。如果花生仁的火焰熄灭了，就再次点燃，直 至花生仁燃尽。

6．观察并记录试管里水的最高温度，将结果记录在表 4-1 中。

7．分别用大米和牛肉干重复以上步骤，将结果记录在表 4-1 中。

图4-1 实验装置图

实验中 注意挡风。

与平衡

花生仁、大米、牛肉干 分别富含脂肪、糖类和蛋白 质。通过实验可知，富含脂 肪的花生仁所含的能量最高。

1 克糖类无论是在体外 完全燃烧还是在体内完全氧 化，都能释放出 16.8 千焦的 能量。同等质量的蛋白质与 糖类在体内完全氧化所释放 的能量相同，而同等质量的 脂肪在体内完全氧化释放的 能量要比蛋白质和糖类高得 多。由于每种食物所含营养

素的种类和数量不同，它们所含的能量往往各不相同。

图4-2 各种食物

图4-3 合理饮水有益健康

举例说说我们日常所吃的食物中，哪些所含的能量较高？为什么？

思考与讨论

人体每天需要摄入一定量的食物来满足机体对能量的需要，维持体温 和神经、循环、呼吸等系统的基本生理活动。由于人的年龄、性别、体质 和日常活动的激烈程度存在差异，每天所需要的能量也有差异。当人处于 婴幼儿期和青春期等快速生长的时期时，机体需要更多的能量补充。一个 成年人书写时，每千克体重每小时消耗的能量约为 1.7 千焦；打乒乓球时，

每千克体重每小时消耗的能量约为 18.4 千焦。

营养素的作用

食物中的营养素除了能提供能量外，还能为我们提供生长发育和修复 受损组织等生理活动所必需的物质。各种营

养素具有不同的作用。

水虽然不能提供能量，但它是人体不 可缺少的重要物质。水是构成细胞的主要成 分，各种生物化学反应只有在水溶液中才能 进行，并且体内的养分和废物都必须溶解在 水中才能进行运输。

食物中含有多种无机盐，其中包括钙、铁、碘、钠和磷等元素。它们 不能提供能量，却是人体维持正常生理活动所必需的营养物质。例如，缺 锌会导致儿童味蕾功能下降，造成食欲减弱；缺碘会引起人体甲状腺肿大、

儿童智力低下等。

图4-5 含蛋白质丰富的食物 图4-4 含糖类丰富的食物

蛋白质（protein）是细胞生长及组织修复的主要原料，占人体细胞干重 的 50% 以上。蛋白质是构成人体细胞的基本物质，可以说没有蛋白质就没 有生命。一般成年人每千克体重每天约需摄取蛋白质 1.2 克，处在长身体 时期的青少年需求量更大。此外，蛋白质也能为人体的生命活动提供能量。

在肉类、禽蛋、鱼、虾、乳制品和大豆等食物（如图 4-5）中，蛋白质的含 量较高。

脂肪（fat）是生物体内贮藏能量的主要物质。只有当人体内的糖类氧化 分解不足以提供人体所必需的能量时，才会分解脂肪提供能量。在植物油、

动物油、核桃和花生等食物（如图 4-6）中，脂肪的含量较高。

食物中含有哪些重要的有机物？它们对人体分别有哪些重要作用呢？

思考与讨论

糖类（carbohydrate）包括淀粉、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等，在大米、小麦、

马铃薯和玉米等食物（如图 4-4）中含量较多，是人体所需能量的主要来源。

与平衡

图4-6 含脂肪丰富的食物

图4-7 含纤维素丰富的食物

秋天长得肥肥的熊经过冬眠后，会消瘦很多，你知道这是为什么吗？

思考与讨论

膳食纤维（cellulose）主要由纤 维素组成，是一类不能被人体消化 吸收的物质，主要来自植物性食物

（如图 4-7）。膳食纤维对人体有着 重要的生理作用，如刺激消化腺分 泌消化液，促进肠道的蠕动，有利 于及时排便等。此外，适量摄取膳 食纤维还可减少大肠癌的发病率，

有助于减少肠道对脂肪的吸收，预 防心血管疾病的发生。

维生素的发现

1630 年，一位荷兰医生首先发现了脚气病。按照他的解释，当时

“ 脚气 ”的意思是指绵羊，因为患这种疾病的人，易发生肢体的运动 和反射功能障碍，走路时的腿部动作与绵羊走路相似。19 世纪末，在 日本海军中发现许多士兵患脚气病。经调查，是因为长期食精白米所 致，后改食糙米，脚气病就消失了。糙米中含有什么神奇的物质呢？

1906 年，荷兰医生艾克曼（Christiaan Eijkman）经长期的动物实验 研究后提出，米糠中含有一种可防治脚气病的因子。1929 年，艾克曼 因此项发现荣获诺贝尔医学和生理学奖。

1912 年，波兰科学家冯克（Kazimierz Funk）从米糠中找到了这种

阅读

维 生 素（vitamin）的 种 类 很 多，除维生素 D 外，其他维生素 人体内都不能合成，必须从食物 中获得。维生素不能提供能量，

但它参与人体内许多重要的生理 活动，对保持人的身体健康作用 极大。

平 衡 膳 食

人的身体需要许多种营养素，各种营养素的需求量也不尽相同，营养 过剩和不足都会影响身体健康。人体所需的各种营养素和能量，主要通过 每天摄取食物得到供应和补充，可是各类食物中的营养素含量各异。因此，

健康的饮食要求食物种类尽量多些、数量适当、营养物质之间的比例合理，

并且与身体消耗的营养物质保持相对平衡，即所谓平衡膳食。那么，我们 应该如何选择适当的食物呢？

2007 年，我国营养学会根据居民存在的营养问题制定了平衡膳食宝塔，

这是适合我国人群的食物营养摄入指南。

读图

1．我国居民的平衡膳食宝塔图（如图 4-8）可分几层？每层有哪些 食物？

2．结合日常饮食状况，说说你的饮食组成中应改进的方面有哪些？

图4-8 中国居民每人每天的平衡膳食宝塔图 油25~30克 盐6克

奶类及奶制品300克 大豆类及坚果30~50克 畜禽肉类50~75克 鱼虾类50~100克 蛋类25~50克

蔬菜类300~500克 水果类200~400克

谷类薯类及杂豆250~400克 水1200克

物质，他给这种物质起名叫“ 维他命（vitamin）”，后来改称“ 维生 素 ”。冯克综合了以往的试验结果，他认定自然食物中有四种物质可 以防治夜盲症、脚气病、坏血病和佝偻病等，这四种物质即是后来命 名的维生素 A、维生素 B

1

维生素的发现与深入研究，为现代营养学的形成奠定了基础。

与平衡

平衡膳食宝塔直观反映了各类食物在膳食中的地位和大致比例。应用 平衡膳食宝塔时，每人每天各类食物摄入量应根据个人的情况作适当调整，

三餐食量分配要合理，一般以早、晚餐各占 30%，中餐占 40% 为宜。同时 建议轻体力活动成年人每天至少饮水 1200 克（约 6~8 杯）。

在下表中记录你最近 3 天的食谱：早餐、中餐、晚餐、零食。

表 4-2 记录表

日期 早餐 中餐 晚餐 零食

1．你的食谱中主要含有什么营养素？这些营养素有什么作用？

2．对照“ 平衡膳食宝塔 ”，谈谈这些营养素能满足你自身生长发育的 需要吗？

活动

肥 胖

肥胖是指体内脂肪过多的一种状态。医院体检常用体重指数

（即 BMI 值）来衡量一个人是否肥胖，BMI 值是指一个人的体重（单 位：千 克）与 其 身 高（单 位：米）2 次 方 的 比 值。 在 我 国， 一 般 认 为 一 个 人 的 BMI<18.5， 属 于 偏 瘦；18.5 ≤ BMI<24， 属 于 正 常 体 重；

24 ≤ BMI<28，属于超重；BMI ≥ 28，属于肥胖。

那么，引起肥胖的主要原因有哪些呢？

（1）遗传。肥胖通常会在家族内遗传。

（2）缺乏体育运动。肥胖的人参加的体育运动普遍偏少，但通过饮 食摄取的能量并未减少，从而导致肥胖。

（3）有害的饮食习惯。吃过多高脂肪、高热量的食物，将会导致 肥胖。

（4）心理因素。有些人会无法控制地吃东西，并以此作为应对心理 问题的方式，这将会导致肥胖。

据调查，近年来我国青少年的肥胖率增长较快，平均每 5 年就增 长一倍。身体肥胖会明显增加患糖尿病、心脑血管疾病和某些癌症的 风险。平衡膳食并积极地参加体育运动，是预防肥胖的主要方法。

阅读

食物的消化与吸收

2

食物进入人体后，大多数的营养素都要经历复杂的变化才能被人体吸收 利用。这些变化都是怎样进行的呢？人体内都有哪些器官共同参与并完成这 些复杂的功能呢？

消化系统的组成

人体要通过消化系统（digestive system）才能利用食物中的各种营养素。

人体的消化系统由消化道和消化腺组成。消化道（digestive tube）是一条中 通的管道，从上到下有口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠和肛门，主要功 能是进行食物的消化和吸收。消化腺（digestive

gland）包括分布于消化道外的唾液腺、肝脏、

胰腺和消化道壁上的胃腺和肠腺，其主要功能 是分泌消化液，参与食物的消化。

牙（teeth）是人体口腔内取食和消化的重要 器官，可咬切和磨碎食物。人的一生共有两组 牙。幼儿时长出的一组牙称为乳牙，共有 20 颗。

约 6 岁起，乳牙逐渐脱落，换上恒牙，共 32 颗，

一般恒牙脱落就不会再长出来。如图 4-9 所示，从结构上看，牙本质组成 了牙的主体结构，牙本质内部有一腔隙，内含牙髓，牙髓由小血管和神经 组成。牙本质的外侧被牙釉质包绕，牙釉质是人体最坚硬的结构。

1. 食物中的营养素主要有水、无机盐、糖类、蛋白质、脂肪、____________ 和 ____________ 等七大类，其中的 ____________、____________ 和 ___________

等有机物都能为人体提供能量。

2. 膳食纤维虽然不能被人体消化吸收，但也是人体必需的营养物质。你能说说适 量摄取膳食纤维对人体有什么好处吗？

3. 根据平衡膳食宝塔，我们在日常饮食中应注意哪些方面的平衡？

练习

图4-9 牙的结构 图4-9 牙的结构

牙釉质 牙本质 牙龈 神经 牙髓

与平衡

龋齿俗称蛀牙，是青少年中发生率很高的牙病。牙的健康状况直接影响 人的消化和吸收，我们要人人重视牙的保健，增强口腔健康观念和自我口腔 保健意识。

食物残留在牙面上 牙釉质受破坏 牙本质受破坏 牙髓受破坏

图4-10 龋齿的形成过程

微生物分解食 物中的糖类，产生 酸性物质，从而引 起龋齿。

龋齿有哪些危害？根据其成因，谈谈日常预防龋齿的方法。

思考与讨论

科学的刷牙方法

我们每天都在刷牙，但是很多人并没有掌握科学的刷牙方法。不 正确的刷牙方法不但起不到保健作用，反而还会损伤牙齿和牙龈，如 有些人采用像拉锯一样地横着刷牙，这种刷牙方法有害无益，严重时 会造成牙髓炎。

目前，最受推崇的科学刷牙方法是改良巴斯法。其步骤如下（如 图 4-11）：

（1）使牙刷保持水平。

（2）将刷毛置于牙齿和牙 龈交界处，使刷毛与牙长轴呈 45 度，轻压刷毛进入牙龈沟。

（3）来回拉动牙刷，幅度 不超过一个牙位。刷毛尖部 几乎不动或是小幅度的转圈 转动。颤动或转圈 20 下左右，

以保证有足够的时间清除牙斑。动作一定要轻柔。

（4）从牙龈向咬合面方向（刷下排牙时向上，刷上排牙时向下）滚 动或弹动刷毛，将牙斑从牙龈线中清扫出来。

（5）2~3 颗牙为一组，刷完后定位到下一组。重复以上运作，直到 牙面和牙龈线清洁干净。对于内侧牙齿，可改为竖直方向刷，并以同

阅读

图4-11 正确的刷牙方法

读图

1．各种消化腺分泌的消化液流入的部位在哪里？请记录在表 4-3 中。

2．胃是消化道中最膨大的部分，请描述胃壁的结构特点。你认为胃能 完成哪些功能？

3．小肠壁的最内层由大量小肠绒毛组成，小肠绒毛具有哪些结构特点？

图4-12 人的消化系统

表 4-3 消化腺及相应消化液的流入部位

消化腺 唾液腺

消化液的流

入部位 口腔

小肠绒毛

肠腺 静脉 动脉

肌肉 淋巴管

舌头 食管

胃

胰 结肠 小肠

直肠 肛门 阑尾 肝

唾液腺 口腔

胆囊

胃腺

胃壁 胃的剖面

3．小肠壁的最内层由大量小肠绒毛组成，小肠绒毛具有哪些结构特点？

唾液腺

毛细血管

样的方式颤动，完成后再从牙龈向咬合面滚动或弹动刷毛。

（6）清洁咬合面。将刷毛面向下，采用前后或转圈的方法，一组一 组地清洁。

（7）用清水将口洗漱干净。

刷牙的注意事项：

（1）每次刷牙时间应控制在 3 分钟左右。太短太长都不合适。

（2） 一天刷牙 2~3 次，尽可能在餐后。你可以选择每天固定的时间。

（3）至少 3 个月更换一次牙刷。

消化腺分泌的消化液都要通过相应的管道进入消化道，胃和小肠是重 要的消化器官，它们具有怎样的结构特点与其功能相适应呢？

与平衡

胃是消化道中最膨大的部分，位于上腹部。胃的内表面有许多皱襞，

其中有许多胃腺，能够分泌胃液。胃液具有杀菌、消化和保护胃壁的作用。

胃壁中有发达的平滑肌层，能够不断蠕动以促进食物与胃液的混合。

小肠盘曲在腹腔中，长约 5~6 米，是消化系统中最长的一段。小肠 起始的一段是十二指肠，其长度约有十二个手指宽度那么长，因此被叫做 十二指肠，它的内侧壁有胆总管和胰管的开口。小肠内表面有许多皱襞，

皱襞上有许多微小的指状突起，叫做小肠绒毛。小肠绒毛的存在使得小肠 内表面积增加了约 600 倍，可达到 200 米

²

运输。小肠壁上还有丰富的肠腺，能分泌多种消 化液。肠壁含有平滑肌层，能使小肠蠕动。

肝脏是人体最大的消化腺，分泌的胆汁流入 胆囊浓缩和贮存。成年人每天分泌的胆汁约有 1 升。

胰腺分泌胰液。进食后，胆汁和胰液经胆总管和 胰管流入十二指肠帮助消化，如图 4-13 所示。

食物的消化与吸收

人体将食物中的大分子物质分解成能被身体利用的小分子物质的过程 叫做消化（digestion）。消化有两种类型，即物理消化和化学消化。在物理 消化过程中，食物会逐渐被软化和细化，如食物在口腔中被牙切割、研磨 成小碎块，胃肠的蠕动等；在化学消化过程中，食物中的大分子物质经各种 消化液的作用被分解成能被机体利用的小分子物质，即营养物质。

当食物消化后，营养物质通过消化道管壁进入循环系统的过程叫做吸 收（absorption）。

淀粉、蛋白质和脂肪是食物中常见的三大类大分子物质，它们在消化 系统中是如何被消化和吸收的呢？

读图

1．食物中的淀粉、蛋白质和脂肪消化后的最终产物是什么？它们被初 步消化的场所分别是什么？

2．胃壁中，与食物消化有关的消化腺及分泌的消化液有哪些？主要消 化的营养物质是什么？

图4-13 肝脏、胆囊和胰腺 肝脏 胆囊

胰腺 胆总管 胰管 十二指肠

图4-14 营养物质的消化与吸收

食道 咽 口腔

胃

胰

小肠 胃腺

肝脏

胆 胆汁

胃液

胰 液

脂肪酸 甘油 葡萄糖 氨基酸

肠腺 肠液 唾液腺 食物 齿

唾液

淀粉 蛋白质 脂肪

大肠

循环系统循环系统

粪便

食 物 中 的 水、 无 机 盐 和 维 生 素 无 须 消 化 就 可 被 小 肠 直接吸收。

食物在口腔内经牙的咀嚼、舌的搅拌，并与唾液腺分泌的唾液混合形 成食团，可进行对淀粉的初步分解。食团经咽、食管的蠕动进入胃。平时 吃饭要做到细嚼慢咽，可减轻胃、肠的消化负担。

当食物由食管进入胃，可在胃里进行暂时贮藏。胃壁可进行有节律地 收缩，并使食物与胃液充分混合，形成食糜。胃腺分泌的胃液能初步消化 蛋白质。胃对营养物质的吸收很少，只吸收少量水分和酒精。

食糜进入小肠后进行更充分的消化和吸收。小肠的长度长，用于消化 和吸收的内表面积大，流入小肠的消化液种类多，淀粉、蛋白质和脂肪等 大分子物质可在小肠内得到充分的消化，分别形成葡萄糖、氨基酸及甘油 和脂肪酸等小分子营养物质。人体可吸收的大多数营养物质也是通过小肠 壁被吸收的。小肠是食物消化和吸收的主要场所。

未被小肠消化和吸收的食物残渣最后进入大肠，人类的大肠没有重要 的消化功能，主要是吸收少量的水分、无机盐和维生素，最后形成粪便经 肛门排出体外。

图4-14 营养物质的消化与吸收

食道 咽 口腔

胃

胰

小肠 胃腺

肝脏

胆 胆汁

胃液

胰 液

脂肪酸 甘油 葡萄糖 氨基酸

肠腺 肠液 唾液腺 食物 齿

唾液

淀粉 蛋白质 脂肪

大肠

循环系统循环系统

粪便

3．除肠壁上肠腺分泌的消化液进入小肠外，还有哪些消化腺分泌的消 化液流入小肠？这些消化液与哪些营养物质的消化有关？

与平衡

酶的催化作用

食物的化学消化离不开各种消化液的作用，那么消化液中真正起作用 的物质是什么呢？科学家通过长期的研究发现这种物质就是酶（enzyme）。

酶不仅是食物化学消化的“ 功臣 ”，生物体内的大多数化学反应都要依赖酶 的作用。酶在参与化学反应前后，其化学性质不变，因此，酶被称为生物 催化剂。

酶是由生物的体细胞合成的，大多数的酶是蛋白质。消化液中含有的 酶叫做消化酶，消化酶的种类很多，一般根据其来源和所催化的物质进行 命名，如唾液中含有能将淀粉分解成麦芽糖的酶，这种酶就叫做唾液淀粉酶。

同理，胰液中存在的能分解淀粉、脂肪和蛋白质的消化酶分别称为胰淀粉酶、

胰脂肪酶和胰蛋白酶。

酶不同于一般的化学催化剂，那么，酶的催化作用具有哪些特点呢？

1．收集唾液。用清水漱口，然后用舌尖抵住上颌或下颌齿根后，微低头，

将试管口紧靠下嘴唇，让唾液流入试管中，收集 2 毫升左右，用蒸馏水按 1 ∶ 1 的体积比，稀释唾液。

2．制备淀粉溶液。称取可溶性淀粉 1 克，放入烧杯中，加入 99 毫升蒸 馏水，搅拌，缓慢加热，溶解，制成 1% 淀粉溶液。

3．将 3 支试管分别编为 A、B、C。在 3 支试管中分别加入 1% 淀粉溶 液 2 毫升，然后分别滴加 1 滴体积分数为 0.4% 的碘酒溶液，

观察 3 支试管内溶液的颜色变化为 ___________________

_______________________________________。

4．向 A 试管内加入 2 毫升唾液溶液，轻轻振荡；向 B 试管内加入 2 毫升蒸馏水，轻轻振荡；向 C 试管内先加 入 1 毫升 5% 盐酸溶液，再加入 2 毫升唾液，轻轻振荡。

5．同时将 3 支试管放入盛有 37℃水的烧杯里，进行 水浴，如图 4-15 所示。用酒精灯加热以保持温度在 37℃

左右。

6．约经 5~10 分钟左右，取出试管，观察溶液颜色的变化。 A 试管 ________________ ； B 试管 ________________ ；C 试管 ________________。

活动

人的消化系统主要具有三大功能：将食物中的大分子物质分解成能被机 体利用的小分子化合物；将这些小分子化合物吸收到血液中；将消化后产生 的食物残渣排出体外。

图4-15 水浴加热

人体中有很多种酶，不同的酶催化体内不同的 化学反应。酶具有高效性，它可以使人体细胞内的 各种反应迅速进行，保证各项生命活动的正常进行。

酶又具有专一性，一种酶只能催化某一种或某一类 化学反应。人体细胞中如果缺乏某种酶或酶不足时，

就会发生代谢紊乱，并可能出现疾病。例如，白化 病（如图 4-16）就是体内缺乏一种促使黑色素形成 的酶引起的一种先天性疾病，表现为全身皮肤、眉毛、

头发等都呈白色，眼睛怕光等症状。

酶的催化作用易受到温度、酸碱度等外界因素的影响，而且不同的酶 所需的最适外界条件往往有所不同。

图4-16 白化病人

影响酶催化作用的因素

探究

酶是生物催化剂，能催化体内不同的化学反应。那么，酶的催化作用会 受到哪些因素的影响呢 ?

1．提出问题：

温度会影响酶的催化作用吗？

2．建立假设：

每种酶的催化作用有其最适宜的温度，温度过高或过低都会影响其催化 作用。

3．设计实验方案：

本实验的原理是唾液淀粉酶能催化淀粉分解和碘液能使淀粉变蓝。为 了达到实验目的，你认为实验方案中应至少设计 ____________ 个组的温度 变化值；各组要保证唾液淀粉酶和淀粉先达到相应的设计温度值后再进行 _________________ ；各组的实验结果要通过观察 ________________ 变化来 进行。

4．进行实验：

（1） 取 3 支洁净的试管，编为 1~3 号，分别加入 2 毫升 1% 淀粉溶液。

另取 3 支洁净的试管，编为 4~6 号，分别加入 1 毫升新鲜的唾液淀粉酶溶液。

（2） 将 6 支试管的 1 号和 4 号，2 号和 5 号，3 号和 6 号编为 3 组，分别 放入 10℃、37℃和 60℃左右的水中，水浴 5 分钟。

（3） 将各组试管中的唾液淀粉酶倒入同组的 1% 淀粉溶液中，充分摇匀后，

再分别放回原温度的水中，水浴 5 分钟。

（4） 往 3 组试管中分别滴入 1 滴碘液，然后摇匀。

（5） 观察并记录 3 组试管中溶液颜色的变化情况。

与平衡

1. 人体的消化系统主要由哪两部分组成？其主要功能有哪些？请你设计一个表 格，在表格中依次列出人体消化道的各个部分和各种消化腺，并写出这些结构 的主要功能。

2. 为什么说小肠是人体重要的消化和吸收场所？请列举理由。

3. 当你饮食过度、肠胃消化不良时，医生为什么建议你服用多酶片？

4. 查阅资料，结合实验结果，写一篇短文，说明酶催化作用的条件。

练习

5．记录结果，得出结论：

观察 3 支试管的变化有什么不同？ ________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________________。

你能得出什么结论？ ____________________________________________

_________________________________________________________________。

6．表达与交流：

（1）针对本实验的结果，绘制一个坐标 图，大致表示出酶的催化作用与温度之间的 关系。

（2）除了温度以外，你认为影响酶催化 作用的因素还有什么？能否再设计一个实验 方案加以研究？尝试与同学交流并完善你的 设计方案。

体内物质的运输 第 节

第 3 节

人体消化和吸收得到的营养物质、呼吸得到的氧气及体内细胞的一些代 谢产物，主要通过血液循环系统实现其在各器官组织间的运输，从而保证体 内细胞的正常生命活动。

图4-17 血液的分层现象

1．实验室准备少量新鲜的猪血，存放 在试管或小烧杯中。

2．用吸管吸 1 滴猪血滴在清洁的载玻 片略偏右一侧。

3．用另一块载玻片把血滴推成一层均 匀的薄膜，即制作成了一张血涂片（如图 4-18），将其放在显微镜下观察。

4．你观察到了几种血细胞？请在右边 方框内画出红细胞和白细胞的结构简图。

5．描述视野中各种血细胞数量的多少。

活动

图4-18 血滴推成血薄膜 加抗凝剂后静置

新鲜的血液

血浆

血细胞

血 液

经消化系统吸收的营养物质是通过血液（blood）和淋巴的循环流向全 身的。成年人的血液总量约为体重的 7%~8%。一个体重 50 千克的人，他 体内的血量约为 3.5~4.0 升。如果在装有新 鲜血液的试管中加入抗凝血剂，并静置一段 时间，血液就会分成上下两层：上层是透明、

淡黄色的液体，叫做血浆（blood plasma）；

下层则是呈暗红色的血细胞（如图 4-17）。

血液就是由血浆和各种血细胞组成的。血浆 是血细胞生活的液体环境，主要具有运载血 细胞、运输营养物质和代谢产物等的作用。

新鲜的血液为什么是红色的呢？

红细胞（red cell）是数量最多 的血细胞，呈两面凹的圆饼状，成 熟后没有细胞核，如图 4-19 所示。

红细胞里有一种红色含铁的蛋白 质，叫血红蛋白，它使血液呈现红 色。血红蛋白在氧浓度高的地方容 易与氧结合，在氧浓度低的地方又 容易跟氧分离。所以，血红蛋白能

图4-19 红细胞

与平衡

图4-20 人体血液中的白细胞

图4-21 血液凝固

帮助红细胞运输氧，也能运 输一部分二氧化碳。

白 细 胞（white cell）有 细胞核，比红细胞大且数量 少，如图 4-20 所示。人体 内有多种白细胞，能抵抗病 菌的侵入，如中性粒细胞和 淋巴细胞能吞噬侵入人体内 的病菌；淋巴细胞还与机体 的抗传染功能有关。

假 如 我 们 的 血 不 会 凝 结，那它就会从伤口处不停 地流出来。血细胞中的血小板（platelet）有加速血液凝固和防止伤口大量出 血及阻止细菌入侵的作用，如图 4-21 所示。血小板是最小的血细胞，没有 细胞核。

人体内的血细胞每 时每刻都在经历着衰老、

死亡和再生。如血液中 的红细胞，每秒要更新 200 多万个，大约 60 天 左右全身的红细胞会更 换一半。人体内具有造 血功能的红骨髓担负着 血细胞的再生任务。

正常成年人在健康 状况下，血液中的血细 胞含量基本稳定。当人 的年龄、生活条件等发

生改变或患病时，各种血细胞的含量会发生变化。如果病人身体某部位有 炎症，那么，他的白细胞计数包括中性粒细胞计数就会超过正常值，而其 他细胞的变化不大。如果病人患有贫血，那么，病人红细胞计数及血红蛋 白的数值都会下降。医生常会参考病人血液常规检查情况进行诊断。

读图

表 4-4 是某病人的一张血液常规检查的报告单。

表 4-4 血液常规检查报告单 No 项目 结果 正常范围

参考值 单位 No 项目 结果 正常范围

参考值 单位

1 白细胞

计数 11.8 3.5~10 ×10

⁹

计数 210.0 100~300 ×10

⁹

胞计数 85.0 50~70 ％ 6 淋巴细胞

计数 2.1 0.7~4 ×10

⁹

计数 3.0 3.5~5 ×10

¹²

阅读这张报告单，该病人的血液指标中有哪些不正常？你认为该病人可 能患有哪些疾病？

血液具有输送氧气、二氧化碳、各种营养物质及代谢产物的功能，还 能起到防御保护和调节体温等作用。

心脏和血管

把你的手放在自己胸部的中部偏左下方，你有什么感觉？心脏（heart）

位于胸腔内，在两肺之间，外形像桃子，大小与本人的拳头相似。心脏主 要由心肌构成，工作起来就像一台水泵，通过不停地搏动，推动血液在心 脏和血管中沿着固定的方向不间断地流动。

读图

1．心脏被心肌隔成左右不相通的两部分。左右两部分又被能够控制血 液定向流动的、只能向一个方向开的 ______________ 分别隔成上下两个腔。

心房壁的厚度要比心室壁 __________。

2．整个心脏可分为四个腔，每个腔都分别与相应的血管相连。

（1）左心室与 _____________ （血管）相连。

（2）右心室与 _____________ （血管）相连。

与平衡

图4-22 心脏结构

肺动脉 主动脉

肺动脉 肺静脉

左心房

左心室

心肌 动脉瓣 上腔静脉

肺静脉

右心房 右房室瓣

左房室瓣

右心室

下腔静脉

当左、右心房收缩，左、右心室舒张时，会将心房的血液压入心室，

而心房和心室间的瓣膜（房室瓣）会防止血液倒流回心房，如图 4-23 所示。

当左、右心室收缩，左、右心房舒张时，左心室便会把血液压入主动脉输 送到身体各部分，右心室则将血液压入肺动脉送往肺部，如图 4-24 所示。

心室与动脉间的瓣膜（动脉瓣）会防止血液倒流回心室。

图4-23 心房收缩，血液流入左、右心室 图4-24 心室收缩，血液离开心脏 瓣膜合拢

肺静脉 肺动脉

上下腔静脉

主动脉

（3）左心房与 _____________ （血管）相连。

（4）右心房与 _____________ （血管）相连。

图4-25 心房、心室舒缩时间的关系（每一方格表示0.1秒）

心脏每收缩和舒张 1 次所需的时间是不同的。如图 4-25 所示，成年人 心房收缩 1 次一般约需 0.1 秒，舒张 1 次约需 0.7 秒。在心房开始舒张的同时，

心室开始收缩。心室收缩 1 次约需 0.3 秒，舒张 1 次约需 0.5 秒。心脏收缩 后能得到充分时间的舒张，有利于血液流回心脏，也有利于心脏持久地工作。

表示收缩 表示舒张

人体的血管分为动脉、静脉和毛细 血管 3 种，如图 4-26 所示。

动脉（artery）是从心脏运送血液到 全身各器官的血管，它的管壁较厚，弹 性大。静脉（vein）是从全身各器官运 送血液回到心脏的血管，它的管壁较 薄，弹性小，大静脉管腔内有静脉瓣，

可防止血液倒流。毛细血管（capillary vessel）则是连接小动脉和小静脉的血 管，它的管壁极薄，管径较细，一般只 允许红细胞排成单行通过，如图 4-27 所示。

图4-26 动脉、静脉和毛细血管 返回大静脉 来自大动脉

动脉

小动脉

毛细血管

小静脉

静脉 心房

心室

图4-27 红细胞在毛细血管内的流动 图4-28 血液与组织细胞间的物质交换 组织细胞

氧气 二氧化碳

血液 其他物质交换

当 血 液 流 经毛细血管时，

便 会 与 细 胞 进 行物质交换。

与平衡

针对心脏和三种血管，讨论与这些器官的功能相适应的结构特点主 要有哪些，并以列表的形式加以比较。

思考与讨论

1． 观察小金鱼尾鳍内的血液流动。

（1）用湿纱布包裹小金鱼的鱼头和鱼身，只露出鱼尾，放 在培养皿上，用载玻片盖住鱼尾，如图 4-29 所示。

活动

图4-29 观察小鱼尾鳍内的血液流动

观 察 完 后 迅 速 将 小 金 鱼 放回水中。

湿纱布 载玻片

培养皿

（2）用低倍显微镜观察鱼尾毛细血管内血液流动的情况。

（3）你看到了哪些血管？你能区别动脉、静脉和毛细血管吗？

2． 感受静脉瓣的作用。

（1）在你左手的手腕，找一条显现的静脉（我们俗称“ 青筋 ”）。

（2）用右手中指紧压住这条静脉。

（3）右手食指沿静脉用力向心脏方向推压一段距离，然后移开食指，中 指仍紧压，别放松，观察静脉。此时的静脉状态说明了什么？你能解释这种 现象吗？

（4）移开中指，你再观察静脉，此时的静脉状态又说明了什么？

解剖牛的心脏

1．了解心脏的构造。

2．学习用解剖的方法认识生物器官。

目 标

器 材

实验

牛的心脏（或方便得到的其他哺乳动物心脏），蜡盘，解剖刀，镊子，剪刀。

过 程

讨 论

1．根据图 4-30 所示位置，辨 认牛心的各个部分。

2．比较主动脉和肺静脉，哪一 条血管的管壁较厚？

3．沿图上虚线把心脏剖开，然 后用镊子将心脏内血块取出。

4．比较左心室和右心室，哪一 个心室的肌肉较厚？

5．用剪刀把主动脉和肺动脉的 管壁剪开，观察管壁内的瓣膜。请 你试着将瓣膜的外形画出来。

6．找到心房与心室之间的房室 瓣，观察其瓣膜结构。

1．若向肺静脉里灌水，水最终会从哪里出来？如果换成肺动脉，又将 如何？

2．房室瓣和动脉瓣等瓣膜的主要作用是什么？

图4-30 心脏 下腔静脉

上腔 静脉

主动脉

肺动脉

肺静脉

左心室 右心室

血 液 循 环

血液在由心脏和全部血管组成的封闭管道中，按一定方向周而复始地 流动，叫做血液循环（blood circulation）。血液在一次完整的循环过程中要 流经心脏两次，可分为体循环和肺循环两部分。

与平衡

读图

1．体循环的过程是：左心室→ ____________________________________

_________________ →右心房。

2．肺循环的过程是：右心室→ ____________________________________

_________________ →左心房。

图4-31 血液循环模式图

1．流入左心室、左心房的血和流入右心室、右心房的血有什么区别？

为什么会有这样的区别？

2．假如血液离开肺后直接流向身体的其他部分，而不流回心脏，会 有什么后果？

思考与讨论

含氧量高的血呈鲜红色，称为动脉血；含氧量较低的血呈暗红色，称为 静脉血。

血液循环的主要功能是不断地将氧气、营养物质和激素等运送到全身 各个组织器官，并将各个组织器官产生的二氧化碳和其他代谢废物运送到 肾脏等排泄器官并排出体外，以保证机体各项生理活动的正常进行。

躯干和下肢

毛细血管 右肺 肝 左肺

脏 肠

肾脏 右心房 左心房

右心室 左心室

肺静脉 上腔静脉 主动脉

肺静脉

肺动脉

下腔静脉

头与上肢

血液循环和心脏功能的发现

早在 2000 多年前，我国的医学名著《 黄帝内经 》中就有“ 诸血 皆归于心 ”，“ 经脉流行不止，环周不休 ”等记载，说明我国古代人民 对血液循环已有一定的认识。

公元 2 世纪，希腊著名医生盖仑（Claudius Galen）认为血液是像 潮汐一样的在心脏和血管中一进一出地流动。左右两心室间的隔膜上 有小孔，血液可互相流通。直到 17 世纪，英国伟大的生理学家和胚 胎学家哈维（William Harvey），观察了约 40 种不同的动物，并做了许 多离体心脏的研究后，提出血液在体内是单行线循环的；血液从心脏 流入动脉，再经静脉流回心脏，这一循环活动的力量来自心脏。由于 受当时科技发展水平的限制，哈维未能证明毛细血管的存在，但他预 言了连通动静脉的血管的存在。1661 年，即哈维逝世后的第 4 年，意 大利科学家马尔比基（Marcello Malpighi）在显微镜下观察到了毛细血 管的存在。正是这些微小血管将动脉和静脉连接成一个“ 可循环的管 道 ”，进一步证实了哈维循环理论的正确性。

阅读

心脏每分钟跳动的次数称为心率。一 个健康成年人安静时的心率约为每分钟 75 次。心脏每次收缩都会产生很大的压力，

这个压力会沿动脉向前推动血液，随着心 脏节律性地收缩和舒张，动脉管壁出现相 应的扩张和回缩，形成脉搏。同一个人的 脉搏次数与其心率是相同的。中医在诊断 疾病时常把手指按放在病人腕部的桡动脉

处触摸脉搏，根据“ 脉相 ”来诊断疾病（如图 4-32）。

血液在血管内向前流动时对血管壁产生的压强叫血压（blood pressure），

可用血压计测定。人的血压是在不断变化的，当心脏收缩时，动脉血压达 到的最高值叫做收缩压。心脏舒张时，动脉血压下降到的最低值叫做舒张 压。一般用分式表示人体的血压，如 16 ／ 10.7 千帕，表示收缩压 16 千帕，

舒张压 10.7 千帕。健康成年人的收缩压变动范围为 12~18.7 千帕，舒张压 为 8~12 千帕。若一个人的收缩压经常超过 18 千帕（140 mmHg）或舒张压 经常超过 12 千帕（90 mmHg），则可能是高血压。若一个人的收缩压经常低 于 12 千帕，则认为是低血压。低血压和高血压对人体都是有害的。

图4-32 切脉

与平衡

表 4-5 7~18 岁学生的血压平均值（千帕）

年龄 收缩压 舒张压

男生 女生 男生 女生

7~12 13.0~14.0 12.9~14.2 8.2~9.1 8.3~9.3 13~15 14.2~15.1 14.2~14.9 9.1~9.6 9.2~9.7 16~18 15.4~15.9 14.6~15.0 9.8~10.1 9.5~9.8

1．用一只手的食指和中指在另一只手手腕的内侧寻找你的脉搏，轻轻 按住，这时中指指腹能感觉到脉搏的跳动。

2．测量平静状态下的脉搏。让同学用手表限定 1 分钟时间，自己数一 数脉搏跳动的次数，记录在表 4-6 中。

3．一位同学计时，你在一个地方慢步走 1 分钟停下后，立即测 1 分钟 的脉搏并记录。

4．同步骤 3 操作，但改为跑 1 分钟停下后立即测量脉搏并记录。

5．再分别在跑 1 分钟后休息 1 分钟、3 分钟后测量脉搏并记录。

表 4-6 记录表

状态 脉搏（次 / 分钟）

平静 走路 跑步 跑步后休息 1 分钟 跑步后休息 3 分钟

6．将表格中的数据，转换为表示不同情况下脉搏次数的柱形图。

7．要使获得的数据更加准确，应怎样做才能提高测量的精确度？

8．分析所获得的数据，总结人体的运动与脉搏之间有什么关系？当运 动停止后，脉搏又会发生什么变化？为什么会发生这样的变化？

活动

血型与输血

人的血量必须保持相对稳定，才能保证机体生理活动的正常进行。当 一个人大量失血时，就需要通过输血来补充血量。但输血前必须先要检查 受血者和献血者的血型。如果他们血型不相符，红细胞可能会凝集在一起。

因为在人的红细胞膜上存在着叫凝集原的蛋白质类物质，而血清中含有与

之相应的特异性蛋白质类物质，称为凝集素。当含有某 种凝集原的红细胞和抗该凝集原的凝集素相遇，就会发 生凝集反应，从而引起红细胞大量凝集，如 A 凝集原与 抗 A 凝集素、B 凝集原与抗 B 凝集素。血型是由凝集原 的种类决定的，常见的有 ABO 血型系统。

表 4-7 ABO 血型系统中的凝集原和凝集素

血型 红细胞上的凝集原 血清中的凝集素

A 型 A 抗 B

B 型 B 抗 A

AB 型 A 和 B 无

O 型 无 抗 A 和抗 B

血 清 是 指 血 液 凝 固 后， 在 血 浆中 除 去 纤维 蛋 白 原 后 分离出 的 淡黄色透明液体。

当含有 A 凝 集原的红细胞与 含抗 A 凝集素的 血 清相遇时，就 会 发 生 凝 集 反 应。这些红细胞 凝集 成团，导致 血管堵塞。

输血时，原则上应输同型血。若无同型血，不得已 要进行异型血输血时，必须先进行交叉配血试验。交叉配

血试验主要考虑供血者的红细胞上凝集原是否会和受血者血清中的凝集素 发生凝集作用。根据上述原则，O 型血可输给 A 型、B 型和 AB 型等不同血 型的人。输血时还应做到少而慢。

我国实行无偿献血制度，提倡 18~55 周岁的健康公民自愿献血。健康 成年人每次献血 200~400 毫升是不会影响健康的。作为一个健康公民，应 当积极参加无偿献血，为挽救他人的生命奉献爱心。

1．你认为献血会影响健康吗？当你成年后，你愿不愿意参与无偿献 血呢？

2．通过走访当地血站或查阅资料，调查一下当地义务献血的情况，

形成一个调查报告进行班内交流。

思考与讨论

1. 血液循环系统是由哪些器官组成的？其主要功能是什么？

2. 观察血涂片时，在显微镜视野中最容易看到的血细胞是 _____________ ；比较 难找到的血细胞是 ________________ ；最小的血细胞是 ________________。

3. 人只要活着，心脏就不断地跳动。因此有人说：在人的一生中，心脏是从不休 息的。你认为这个说法对吗？为什么？

练习

与平衡

4. 在血液循环中，静脉血经过什么途径，以什么方式变成动脉血？动脉血又是怎 样变成静脉血的？

5. “ 动脉血管里流的是动脉血，静脉血管里流的是静脉血 ”这句话对吗 ?

6. 小王的血型是 B 型。如果只考虑 ABO 血型系统，当他需要大量输血时，应给 他输入的血型为（ ）。

A. A 型 B. B 型 C. O 型 D. AB 型

能量的获得 第 节

第 节 第 4 节

食物中的营养物质经消化吸收、空气中的氧气经呼吸，通过循环系统到 达体细胞。这些物质最终要在体细胞内经历复杂的呼吸作用，才能实现为人 体各项生命活动提供能量。

有 氧 呼 吸

糖类、脂肪等物质在人体细胞内彻底氧化分解所释放出的能量，与在体 外燃烧所释放的能量是大致相同的，只是体内细胞内的氧化过程进行得更缓 慢。呼吸作用是指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物，并释放 出能量的过程。在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多的能量，

这种呼吸作用方式叫做有氧呼吸（aerobic respiration）。

在一般情况下，人体每天进行各种生理活动所需的能量大多来源于糖 类，也有一部分来源于脂肪，极少数来源于蛋白质。这些有机物的氧化分 解是主要通过细胞的有氧呼吸进行的，同时产生二氧化碳、水等产物。大 多数生物均以有氧呼吸作为呼吸作用的主要方式。

无 氧 呼 吸

当你全速奔跑几百米后，你的两条腿会有什么感觉？为什么会有这样 的感觉？

人体在剧烈运动时，肌肉细胞急需大量 能量的供应，这时，虽然呼吸运动和血液循 环都大大增加了，但仍不能满足肌肉组织对 氧的需求，以致肌肉处于暂时相对缺氧的状 态，于是细胞就会进行无氧呼吸（anaerobic respiration）产生乳酸，并产生少量的能量。

葡萄糖 乳酸 + 能量（少量）

葡萄糖 酶 酒精 + 二氧化碳 + 能量（少量）

酶

图4-33 运动后肌肉为什么会酸？

无 氧 呼 吸 是 机 体 对 能 量 需 求 的 一 种 暂 时补充。不仅人的肌肉在暂时缺氧的情况

下会进行无氧呼吸，释放出一些能量，其他生物也能进行无氧呼吸。如 高等植物在被水淹的情况下，也可进行短时间的无氧呼吸，产生酒精和 二氧化碳，并产生少量的能量。但酒精在植物细胞内的过多积累会对细 胞产生毒害作用。

1. 水稻等植物长期淹水后，容易出现“烂根”现象，你能解释这一现 象吗？

2. 大多数动、植物都将有氧呼吸作为呼吸作用的主要方式，为什么？

思考与讨论

微生物也是通过呼吸作用来获取能量的。有些微生物能长期进行无氧 呼吸，微生物的无氧呼吸被称为发酵，如人们可利用乳酸菌的发酵作用生 产泡菜、酸奶等食品。有些微生物在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情 况下则能进行无氧呼吸，如酵母菌。人们利用酵母菌的这一特点，分别用 于制作面包和酿酒等。

读图

1．葡萄为什么会变成酒？酒桶为什么要密封？酿酒过程发生的主要变 化是什么？

2．你还知道哪些人类利用微生物发酵进行生产的例子？

与平衡

图4-34 葡萄酒的酿制过程

图4-35 各类动物的呼吸系统 1.葡萄含有大量糖分。

2.把葡萄压烂。 3.加工和过滤。

4.酵母菌将葡萄汁 发酵，产生酒精 及二氧化碳。

5.将已发酵的葡萄 汁贮存在桶内改 善味道。

二氧化碳由此处排放。 葡萄汁

6.把葡萄酒装 入桶，加塞 密封，以防 进一步氧化

多样的呼吸器官

动物要依靠食物和氧气维持生命。在不同环境中生活的动物，获取氧 气的方式也不同。

低等无脊椎动物，如草履 虫、变形虫等，大多数都没有 专门的呼吸器官，它们只靠体 表与外界环境进行气体交换。

从较高等的无脊椎动物开始，

已经出现了专门具有呼吸功能 的器官，如对虾用鳃呼吸、蝗 虫用气管呼吸等。

鱼类在水中是用鳃（gill）

进行呼吸的。鱼的鳃位于咽的 两侧，鳃盖关闭时，水从张开 的口流入咽，接着口关闭，口 腔收缩，压迫水流通过鳃并从 立即张开的鳃盖后缘流出。虽

蝗虫 气囊

气囊 气管

气管 肺

肺

支气管

鱼

鸟 蛙

鳃丝 鳃

1.葡萄含有大量糖分。

2.把葡萄压烂。 3.加工和过滤。

4.酵母菌将葡萄汁 发酵，产生酒精 及二氧化碳。

5.将已发酵的葡萄 二氧化碳由此处排放。 葡萄汁

6.把葡萄酒装 入桶，加塞 密封，以防 进一步氧化。

然水中的氧气含量很低，但由于水流不断通过布满血管的鳃，鱼类还是能 获得足够的氧气的。

陆生脊椎动物的体内已经有专门的呼吸器官——肺。两栖动物的肺较 简单，如青蛙的肺仅是一层薄壁的囊，呼吸功能较差，还需要通过皮肤的 辅助才能获得足够的氧气。爬行类、鸟类和哺乳类动物在适应陆地生活的 同时，肺的结构里出现了肺泡，这在很大程度上增加了气体交换的面积。

由于鸟的肺结构十分致密并与特殊的气囊相通，使得它可以为鸟类的飞行 提供充足的氧气。

1. 有氧呼吸与无氧呼吸有哪些相同点和不同点？

2. 从事重体力劳动的人为什么食量要大一些？

3. 动物在长期的进化过程中形成了多种不同的呼吸方式和呼吸器官，如蝗虫 的呼吸器官是 ________，鱼的呼吸器官是 _________，青蛙的呼吸器官是 __________，鸟类的肺与特殊的 _________ 相通。

4. 为什么蒸熟的馒头、烤制的面包里面有很多小孔？

练习

体内物质的动态平衡 第 节

第 5 节

营养物质和氧气不断地通过循环系统运输到体细胞，而体细胞通过呼吸 作用等不断地产生的二氧化碳和尿素等代谢废物，需要排出体外。人体是怎 样通过相应调节来实现体内各种物质的动态平衡，从而为体细胞的正常生理 活动提供保障的呢？

营养物质的利用

各种营养物质进入体内后，会通过各种途径而被利用。从食物中获得的 营养物质除用来氧化供能外，还用来构成我们的身体。

与平衡 糖元是由多

个葡萄糖分子结 合在一起形成的 多糖化合物。

吸收到体内的葡萄糖，一部分直接被组织细胞用以氧 化供能，多余的部分会在肝脏或肌肉等组织细胞中合成糖 元或在体内转变为脂肪，作为能源物质储备着。

葡萄糖作为人体细胞的重要能源物质，除来自食物的消化、吸收外，

还可以来自哪里？

如果一个人过度节食，会带来什么后果？

思考与讨论

思考与讨论

脂肪消化吸收后可被组织细胞利用，也可由血液运输到脂肪组织贮存 起来。当需要时，贮存的脂肪也可进行分解，释放出能量供细胞利用。

蛋白质被消化吸收后，在各种组织细胞中又会重新合成人体所特有的 蛋白质，或氧化分解供能，也可以合成糖类和脂肪。蛋白质分解后，会产 生二氧化碳、水和含氮废物，如尿素等。

糖类、脂肪和蛋白质在人体组织细胞中不断地进行着合成与分解，新 旧物质不断更替。与此同时，人体每天都需要大量的氧气来氧化分解各种 营养物质，以产生足够的能量，维持生命活动。

当一个人的能量获得大于消耗时，能量就会被贮存起来，使体内有机 物积累增加；反之，当能量获得小于消耗时，则会分解体内原有的有机物，

使体内有机物贮存减少。

获得的能量＝消耗的能量 + 贮存的能量

泌 尿 系 统

在我们利用营养物质的氧化分解获得能量、合成身体新的组成物质的 同时，会产生一些废物，这些废物通过一定途径排出体外的过程，称为排 泄（excretion）。大部分废物是通过泌尿系统以尿的形式排出的，其他废物 可通过皮肤、呼吸系统等排出体外。

读图

泌尿系统（如图 4-36）由哪些器官组成？它们各有什么功能？

动脉 静脉

肾动脉——把血液从大动脉运送至肾脏 肾静脉——把血液从肾脏运送回大静脉 肾脏——形成尿液

输尿管——运送尿液到膀胱

膀胱——暂时贮存尿液

尿道——尿液由膀胱经尿道排出体外

图4-36 泌尿系统

图4-37 肾的切面图 图4-38 肾单位

肾脏（kidney）是人体最主要的排泄器官，位于人腰后部脊柱两侧，左 右各一个。每个肾脏由肾实质和肾盂组成，从纵切面可看出，肾实质由外 到内分为皮质和髓质（如图 4-37）。肾脏的基本结构和功能单位是肾单位

（如图 4-38），每个肾脏含有 100 多万个肾单位。

肾盂

肾静脉 肾动脉

血流

输尿管

肾髓质

肾髓质

集合管

肾皮质 肾皮质

肾小管 肾小囊

肾小球 出球 小动脉

入球 小动脉 毛细血管网 尿

（到膀胱）

动脉 静脉

肾动脉——把血液从大动脉运送至肾脏 肾静脉——把血液从肾脏运送回大静脉 肾脏——形成尿液

输尿管——运送尿液到膀胱

膀胱——暂时贮存尿液

尿道——尿液由膀胱经尿道排出体外

肾盂

肾静脉 肾动脉

尿

（到膀胱）

与平衡

图4-39 肾的过滤过程

肾 脏 就 像 一 部 过 滤 机， 当 血 液流经肾脏时，通过一个个微小的

“ 过滤器 ”——肾单位进行工作。

肾单位主要由肾小体和肾小管组 成，其中肾小体是由肾小球和肾小 囊组成，肾小球是由入球小动脉分 支形成的毛细血管网组成的。血液 流经肾小球时，除血细胞和大分子 蛋白质外的其他物质均可通过滤过 作用进入肾小囊形成原尿。原尿经 过肾小管时，其中对人体有用的物 质，如大部分水、部分无机盐、全 部葡萄糖和氨基酸等，经肾小管的 重吸收作用进入肾小管外的毛细血 管重新回到血液中，而原尿中的其 余成分如水、无机盐、尿素和尿酸 等最终形成尿液。尿液先进入肾盂 汇集，再经输尿管、膀胱和尿道排 出体外，如图 4-39 所示。

有用的物质及 大部分的水分 被重吸收回血 液中

尿液流往肾盂 再通往输尿管

尿液 输尿管

含有废物的血液

已净化的血液 动脉

静脉

血液流回静脉 由动脉而

来的血

血液在此过滤

当人的肾功能发生某些障碍，不能及时将溶于水中的尿素等代谢废物 排出时，人体就会中毒，甚至死亡。对于严重肾功能障碍者，现代医学大多 采用人工肾和肾移植手段来维持生命。

科学·技术·

社会·环境

人 工 肾

当肾功能衰竭时，体内的代谢废 物不能及时排出，人就会因中毒而死 亡。人工肾是一种替代肾脏功能的机 器，其主体结构是一个透析器。血液 透析时，用插管将病人的血液引入透 析器，经透析后，再将净化的血液送 回病人的静脉中，达到帮助人体排出 尿素等废物的目的，如图 4-40 所示。

血液泵 血液

透析液 透析液

透析膜

用过的 透析液

新鲜透析液

图4-40 人工肾透析过程

透析器的关键技术是透析膜。早在 19 世纪中叶，就有人设法用透析 法除去血液中的尿素，因未找到合适的透析膜未获成功。1943 年，库尔夫

（Kolf）等人首次将转鼓型人工肾应用于临床并获得成功，开创了用人工肾治 疗肾衰竭患者的历史。1966 年，斯图尔德（Steward）成功研制出空心纤维人 工肾，并获得临床应用成功。空心纤维型透析器是目前临床使用最多、效果 最好的一类透析器。它具有高通量、高效、生物相容性好等优点，将是今 后透析膜研究的主要方向。

人工肾是目前临床上应用广泛、疗效较显著的一种人工器官，就慢性 肾炎和晚期尿毒症的治疗效果而言，其五年生存率已达 70%~80%。未来的 人工肾将逐渐走向微型化和便携化，其治疗范围将从医院逐步走进患者家庭。

水 盐 平 衡

人体通过自身调节来实现生命活动的正常进行，其中水盐平衡是人体 生命活动调节的重要方面，对于维持人体的健康有着重要的意义。

当体内水分过剩时，肾脏会产生很多的尿，将多余水分排出；相反，如 果体内水分不足，肾脏就只产生少量的尿。肾就是这样来平衡体内的水分的。

读图

1．人体通过哪些途径获得水分？食物中的水分到达体内细胞一般要经 历哪些途径？

2．人体内的水分可以通过哪些途径排出体外？

水分增加 水分流失

必须平衡

1.饮水 2.进食

2.流汗 1.呼吸

3.排尿 4.排粪 3.细胞的呼吸作用

O₂

O2

CO2

CO2

营养 物质

水分

水分

能量

能量

图4-41 体内水分平衡

与平衡

人体细胞周围的液体——细胞外液，含有一定量的无机盐，而且它们 的含量必须保持相对稳定，细胞才能正常生活。如果我们喝很多水，又不 增加盐分，肾脏会产生盐含量较低的尿。如果我们摄入的盐较多，又不多 喝水，肾脏会产生盐含量较高的尿液，把多余的盐分排出。除了肾脏对水 盐平衡起到的重要作用外，皮肤、呼吸系统也承担了部分功能。

肾脏虽然对体内的水和盐的浓度具有一定的调节能力，但这种调节能 力是有一定限度的。人不能饮用海水，就是因为海水中含有较多的盐分，

超出了肾脏的调节能力，结果人体会因为积累过多的盐而死亡。

当人严重腹泻、剧烈呕吐时，常要通过输液治疗的主要原因是什么？

1．从体内自身组成物质的角度看，昨天的你和今天的你一样吗？

2．在人的不同生长发育时期（幼年、成年和老年），同化作用和异化 作用之间的相对强度变化有什么特点？

思考与讨论

思考与讨论

代谢的多样性

生物体内时时刻刻都在进行着物质和能量的转换，即进行着代谢。代 谢是生物的主要特征之一。一旦代谢停止，生命也就结束了。代谢是生物 生存的基本条件，是生命的基本特征。

生物的代谢活动包括同化作用和异化作用两个方面。同化作用是指生 物体会不断地从外界吸收营养物质，合成新的自身组成物质，并贮存能量 的过程。如绿色植物的光合作用、人体对食物的消化和吸收过程等都是同 化作用。异化作用是指生物体不断地氧化分解自身组成物质，释放能量，

并不断排出代谢废物的过程。如呼吸作用是生物异化作用的主要过程。

按同化作用的方式不同，可将生物的营养方式分为自养和异养。各种 植物能通过光合作用，将无机物直接制造成有机物并贮存能量，这种营养 方式叫自养。人和动物等需通过摄取现成的有机物来获得营养，不能直接 把无机物合成有机物，这种营养方式叫异养。

进行自养生活的生物有植物和光合细菌等。进行异养生活的生物中，