例题:营养物质中,体外燃烧和体内氧化产热量相等而耗氧量较小的是:
A.糖类B.脂肪C.蛋白质D.脂肪和蛋白质
分析:该题的侧重点是“耗氧量较小的”,主要考查三方面知识,一是三大有机物的化学元素组成及其含量;二是它们在氧化时的分解产物及其耗氧量;三是从题目中看它们在体外燃烧和体内氧化时产热量相等容易造成只有某物质在体外燃烧与体内氧化时产热量相等,其他物质体外燃烧与体内氧化时产热量都不相等.其实三大有机物中糖、脂肪不论在体内还是体外产物均是CO2、H2O,产热量都相等,只有蛋白质在体内氧化时除了CO2和H2O外,还产生了不彻底的氧化产物———尿素,尿素中还含有部分能量.而蛋白质体外燃烧时,其彻底分解成产物是CO2、H2O、NO2、NO.因此蛋白质体内氧化比体外氧化产生热量要少,与题目要求:体外燃烧与体内氧化产热量相等的已知条件不符.故选项中有蛋白质的选项C、D删去.
从糖和脂肪分子式组成来看:两者的共同特点是:都由C、H、O三种元素组成.不同点是:糖类的H和O比往往是2:1,分子式可写成Cn(H2O)m.因此叫做碳水化合物(个别糖除外).脂肪分子是由一个甘油分子中的三个羟基与三个脂肪酸中的末端羧基脱水连接成脂键形成的,而脂肪酸部分主要是由14———20个碳原子及氢原子组成的烃链,氧原子含量较少.
解这道题时还要明确以下三个生理学概念:
1.热量价:媚愫盟可作为能量的营养物质在体内充分氧化时所释放的热量,称为该物质的热量价.如糖类平均热量价约是17.15千焦(使1升水的温度升高1oC所需要的热量就是4.18千焦),脂肪由于分子内有大量富含能量的碳氢键,平均热量价为38.91千焦.蛋白质在体外燃烧时热量价约是23.41千焦,而体内氧化时,平均热量价为17.15千焦,还有约6.27千焦能量,以尿素形式排出体外,体内不能彻底分解.
2.氧热价
:在代谢物质的氧化过程中,每消耗1升氧所产生的热量,称为该物质的氧热价.媚愫盟糖完全氧化需氧0.81升;媚愫盟脂肪完全氧化需氧1.98升.因此,糖类的平均氧热价约是21.17千焦/升氧;脂肪的平均氧热价是19.65千焦/升氧.
3.呼吸商:是推断生物组织中呼吸底物性质的一种指标.生物体在同一时间内二氧化碳产生量与氧的消耗量的比值,叫做呼吸商.如以葡萄糖物质为底物完全氧化时,氧只用于与碳形成二氧化碳,反应式表示如下:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
其呼吸商=CO2/O2=6/6=1.00并可求得每氧化1克葡萄糖要消耗1.07克氧.
又如脂肪物质氧化时,氧既需用于碳氧化也要用于与氢氧化.以蓖麻油为底物氧化为例,反应式如下:
2C57H104O9+157O2→114CO2+104H2O
其呼吸商=CO2/O2=114/157=0.73,并可求得每氧化1克蓖麻油要消耗2.7克氧.由此可见,如果我们从产生同样多的热量来比较,则分解糖的耗氧量比分解脂肪的耗氧量要少一些,如都产生1千焦热量时,分解糖的耗氧量比分解脂肪的耗氧量要少0.0037升.如果我们从消耗同样重量的糖类和脂肪来比较,分解糖的耗氧量比分解脂肪的耗氧量也要少一些,如两者都完全氧化分解1克,则分解糖的耗氧量比分解脂肪的耗氧量要少1.17升.
答案:A