动物生理学-第六章PPT课件.ppt
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1、能量代谢与体温调节,6.1 能量代谢,机体需要原料来构固和更新自身,更需要能量来驱动各项生命活动。机体正是通过糖、蛋白质和脂肪等营养物质在体内分解与合成代谢获得能量和“建筑材料”。 机体能量的提供来源是食物(营养物质)。 机体活动所需要的能量(热能、机械能、电能等)需要通过不断的物质交换、代谢获得,因此,体内物质分解与合成必然伴有能量的转移。,能量代谢:生物体在物质代谢过程中伴随的能量释放、转移和利用。 1. 能量来源:食物(糖、脂肪和蛋白质) 糖:主要的供能物质 脂肪:贮存和供给能量 蛋白质:细胞自我更新材料,也可供能,6.1.1 能量代谢的概念及能量转化,能量转化和利用的关键物质:ATP,
2、2. 能量去路:50%转为热能,6.1.2 能量代谢的测定原理和方法,根据能量守恒定律,机体分解营养物质所释放的总能量即 能量输入=能量输出+能量贮存;或 能量输入=输出的热能+肌肉对外作的功+能量贮存 如果能量输入输出,则有能量贮存,表现为体重增加。 如果无能量输入(禁食/安静时)和能量输出(对外作功),则 0=输出的热能+能量贮存 输出的热能= -能量贮存 实践证明,机体在不对外做功的前提下,单位时间内向外散发的热量即能代表机体的能量代谢水平。,1)测热方法 直接测热法:用热量计直接测量机体在一定时间内释放的热量。此法常用于鸟类和高代谢率的小动物的能量代谢测定。 间接测热法:在化学反应中,
3、反应底物的量与反应产物的量之间呈定比关系。如: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + H (定比关系) 因此,测定一定时间内机体耗O2量、CO2产量/和尿氮排泄量,根据所消耗代谢物质的成分和数量,计算总产热量。,直接测定法,间接测定法,1.食物的热价:1g 营养物质在体内氧化分解/体外燃烧时所释放的热量。单位:kcal/g(1kcal=4.187kJ),分 物理卡价:食物在体外燃烧时释放的能量。 生物卡价:食物在体内氧化分解释放的能量。 糖的物理卡价和生物卡价:17.2kJ/g(4.1kcal/g) 脂肪的物理卡价和生物卡价:38.9kJ/g(9.5kcal/g) 蛋白质物理
4、卡价:23.5kJ/g(5.6kcal/g) 生物卡价:17.2kJ/g(4.3kcal/g)(部分以尿素排出),2)与间接测热法有关的几个概念,2.氧热价:某种营养物质氧化时,消耗1 L O2 所产生的热量。 3.呼吸商:指一定时间内机体的CO2产生量与耗O2量的比值。 呼吸商(RQ)= (CO2O2)体积比,2)与间接测热法有关的几个概念,由于糖、脂肪、蛋白质氧化时产生的CO2和耗O2量不同,其呼吸商也不同(如表)。 如果从总的CO2产生量和耗O2量中减去相应蛋白质产生CO2量和耗O2量,其呼吸商为非蛋白氮呼吸商(糖和脂肪)。,3)间接测热法的能量代谢计算方法(1),第一步:测定机体一定时
5、间内吸入气和呼出气中CO2和O2量,求出单位时间内耗O2量和CO2产生量。 第二步:测定一定时间内尿氮排出量,根据尿氮计算蛋白质氧化量(1g尿氮=氧化分解6.25g蛋白质),根据其生物卡价查表计算其产热量、耗O2量和CO2产生量。,3)间接测热法的能量代谢计算方法(1),第三步: 计算非蛋白呼吸商:从总耗O2量和CO2产生量中减去蛋白质的耗O2量和CO2产生量。 计算非蛋白产热量:从RQ和氧热价表中查找相应的非蛋白氧热价,用该段时间内糖和脂肪的耗O2量相应氧热价来计算。 第四步:计算出总产热量 总产热量=蛋白质产热量非蛋白产热量,间接测热法的能量代谢计算方法(1),1.测定受试者一定时间内耗O
6、2量和CO2产生量,及尿氮排出量: 假如24h的耗O2量为400l, CO2产生量为340l, 尿氮排出量为12g. 2.蛋白质代谢: 蛋白质分解量 = 12g6.25 = 75g 产热量 = 17.2kJ/g75g = 1290kJ 耗O2量 = 0.94L/g75g = 70.5L CO2产生量 = 0.75L/g75g = 56.25L,间接测热法的能量代谢计算方法(1),3.非蛋白代谢: 耗氧量 = 400L70.5L = 329.5L CO2产生量 = 34056.25L = 283.75L 非蛋白呼吸商 = 283.75L329.5L = 0.86 查表,非蛋白呼吸商0.86的氧热
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