2011年12月30日 星期五

第6章 人的營養


6章:人的營養 (Human Nutrition)

6.1  人的營養過程 課本1Ap. 6-3
過程
描述
 攝食      (ingestion)
食物從口進入消化道。
消化      (digestion)
食物分解為簡單和可溶的分子。
吸收     (absorption)
已消化和可溶的簡單食物分子進入循環系統。
同化    (assimilation)
已吸收的食物分子由細胞吸收,用於新陳代謝。
排遺       (egestion)
不能消化的物質以糞便的形式排出體外。

6.2  人的消化系統 (digestive system) 課本1Ap. 6-4
消化系統
消化道      (alimentary canal)
腺體           (glands)
口腔
牙齒       (teeth)
唾腺       (salivary glands)
舌頭
食道        (oesophagus)

            (stomach)
胃腺 (gastric gland)

 (liver) à 膽囊  (gall bladder)
       胰臟         (pancreas)
小腸
(small intestine)
十二指腸  (duodenum)
小腸壁的腺體
迴腸       (ileum)
大腸
(large intestine)
盲腸      (caecum)

闌尾 (appendix)
結腸       (colon)
直腸      (rectum)
               肛門           (anus)

6.3  食物的攝食 課本1Ap. 6-6
Ø  食物從口進入消化道。
Ø   咀嚼 (mastication): 物由牙齒嚼成小塊



牙齒的種類
 
 
A
門齒
(incisor)
Ø  外形像 鑿子
Ø  邊緣 尖削
Ø  有一個齒根
咬碎 和切碎食物
B
犬齒
(canine)
Ø  外形  和彎曲
Ø  有一個齒根
Ø  在肉食性動物十分發達
 撕碎 肉塊
C
前臼齒
(premolar)
Ø  齒面闊而有 尖突
Ø  有一個或兩個齒根
磨碎  和壓碎食物
D
臼齒
(molar)
Ø   前臼齒 相似,但體積較大
Ø  有兩個或三個齒根


 
 
琺瑯質
Ø  齒冠的最外部,是牙齒最堅硬的地方
Ø  沒有生命,主要成分是  
Ø   保護牙齒免受磨損
牙本質
Ø  牙齒的中部
Ø  成分與骨相似,但硬度不及琺瑯質
Ø   夾雜着一束束活 細胞
髓腔
Ø  含有活細胞
Ø  血管 供應氧和營養素,並帶走代謝廢物
Ø   神經 能探測溫度和壓力
牙骨質和 牙周膜
Ø   把牙齒固定在 顎骨 



D

甚麽是乳齒和恆齒?課本1Ap. 6-8



 
 
 
Ø  由出生後至兩歲期間長出
Ø  612歲期間會逐漸脫落
Ø  612歲期間取代乳齒
Ø  不會再有新的牙齒長出補替
 
2123
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2102
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6.4  食物在消化道中的移動 課本 1Ap. 6-10
1     課本1Ap. 6-10
Ø   吞嚥前,舌頭把食物與 唾液 (saliva) 混合,形成柔軟的 食團
Ø   經過咀嚼後,食物會進入呼吸道與消化道的交界  (pharynx)
吞嚥過程是一個反射作用 (reflex action),把食物推進 食道 (oesophagus) 內,而非氣管內

1 舌頭提高,把食團推向 食道
2 軟腭提升,防止食團進入 鼻腔
3 會厭防止食團進入 氣管
4 食團進入         食道


2    蠕動 課本1Ap. 6-10
             http://health.howstuffworks.com/adam-200088.htm  (動畫蠕動)
Ø  把食物沿 食道 向前推進的過程。
是消化道壁的肌肉有節奏地 收縮  放鬆,形成 波浪式的動作。

環肌 (circular muscle)             縱肌 (longitudinal muscle)



環肌
縱肌
在食團的前方
放鬆
收縮
在食團的後方
收縮
放鬆
目的
把食物推向前
讓食物通過



Ø  蠕動功能:
n  將食物與 消化液 混合
n  把食團分解成小塊 
n  把食團推向前


6.5  食物的消化 課本1Ap. 6-12

A

為甚麼食物要經過消化?課本1Ap. 6-12

Ø  進食的食物通常太大、複雜而不可溶解,不能穿過具 差異透 性的消化道壁
Ø  食物必須先被分解成 細小簡單  可溶 分子,才可被吸收

B

甚麼是機械和化學消化?課本1Ap. 6-12


機械消化 (physical digestion)
化學消化 (chemical digestion)
涉及 / 利用
機械 動作把食物變成碎塊
消化酶 催化的化學反應
作用 / 目的
增加食物與消化液接觸
 表面積
把大塊和複雜的食物,分解成
細小和 簡單 的分子


1    機械消化 課本1Ap. 6-12
 
 
消化道的機械動作
Ø   口腔內牙齒的 咀嚼
Ø   胃的劇烈 攪動
Ø   消化道的 蠕動
乳化
Ø   小腸內 膽汁 把脂質乳化

2    化學消化 課本1Ap. 6-12
酶的
催化的化學反應
 
碳水化合物酶 (carbohydrase)
把碳水化合物分解成雙糖或 單糖
澱粉酶、
蔗糖酶、
麥芽糖酶
蛋白酶
(protease)
把蛋白質分解成多肽、肽和 氨基酸
胃蛋白酶、
胰蛋白酶、
肽酶
脂肪酶 (lipase)
把脂質分解成脂肪酸和 甘油
胰脂肪酶





C

食物在口腔內怎樣被消化?課本1Ap. 6-13


機械消化
化學消化
牙齒的 咀嚼
唾腺 (salivary glands) 分泌唾液 (saliva) 以消化食物

唾液的成分
                                       
唾液澱粉酶   (salivary amylase)
Ø   催化分解澱粉成 食團
黏液
Ø  把食物碎塊黏在一起成食團
Ø   潤滑 食物,幫助咀嚼和吞嚥
 (>95%)
Ø   濕潤食物並溶解食物中的可溶物質
無機鹽包括Na+, Cl- & HCO3- 
Ø  為澱粉酶提供最適pH (6.5 – 7.5)


Ø   胃的主要功能:
n   暫時儲存食物
n   消化部分食物物質
Ø   胃的構造:
n   由肌肉組成的囊狀器官:外層為縱肌,中層為 環肌
n   出入口有括約肌圍守:
賁門括約肌   (cardiac sphincter)
幽門括約肌       (pyloric sphincter)
Ø   圍守近食道入口
Ø   防止 食物倒流至食道
Ø   圍守近十二指腸的出口,暫時儲存食物
Ø   週期性打開,以釋出部分已消化的食物


機械消化
化學消化
Ø  胃壁肌肉產生激烈的蠕動運動:
n 攪動食物以把大食物分子分解成細小碎塊
n 混合食物與 胃液 (gastric juice)

Ø  胃腺 (gastric glands)
   分泌 胃液 (gastric juice)
食物被消化,形成半固體狀的 食麋 (chyme)


Ø  胃液的成分與功能由:
成 分
功 能
蛋白酶   (protease)
Ø   催化蛋白質分解成  (peptide)
氫氯酸

(HCl)
Ø   提供 酸性 環境,讓蛋白酶發揮作用
Ø   停止唾液澱少酶的作用
Ø   殺死食物中大部分的 細菌
黏液  (mucus)
Ø   保護胃壁,免受蛋白酶和氫氯酸的傷害

E

食物在小腸內怎樣被消化?課本1Ap. 6-15
http://trc.ucdavis.edu/biosci10v/bis10v/media/ch24/small_intestine.html (動畫小腸結構)


Ø   小腸部分:十二指腸 (duodenum) (~20cm) 及迴腸 (ileum) (~5m)
十二指腸內的消化液
分泌或生產來源
胰液      pancreatic juice
胰臟
膽汁
bile
分泌於
               Liver
儲存在
膽囊      Gall bladder
腸液     intestinal juice
腸壁上的 腸液

1    膽汁 (Bile) 課本1Ap. 6-15
http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp50/5002001.html (網上教室脂肪消化與吸收)

 
 
膽汁
Bile salt
Ø 物理消化:把 脂肪 乳化為微滴,增加與脂肪酶的接觸表面積
膽色素
Bile pigment
Ø 不能幫助消化
Ø 損毀紅血球內的血紅素演變出來的綠色色素
碳酸氫鈉 NaHCO3
Ø 中和 酸性的食糜
Ø 提供 鹼性 環境,讓小腸內的酶發揮作用
不含有任何消化酶
http://digestive.niddk.nih.gov/ddiseases/pubs/gallstones/ (網頁膽石)

2    胰液 (Pancreatic juice) 課本1Ap. 6-16
成 分
功 能
胰澱粉酶Pancreatic amylase
Ø  催化餘下的澱粉分解成 麥芽糖
蛋白酶     Protease
Ø  催化蛋白質分解成 
肽酶     Peptidase
Ø  催化肽分解成 氨基酸
脂肪酶     Lipase
Ø  催化脂質分解成 脂肪酸  甘油
核酸酶      Nuclease
Ø  催化分解核酸
碳酸氫鈉
NaHCO3
Ø  中和酸性的食糜
Ø  提供鹼性環境,讓酶發揮作用
http://www.yteach.com/page.php/resources/view_all?id=pepsin_pepsin_proteins_pepsinogen_peptide_bond_peptide_bond_breakdown_polypeptide_chain_pro_rennin_protein_protein_digestion_rennin_salivary_amylase_short_chain_polypeptide_small_intestine_stomach_tripeptide_trypsin_villi_t_page_8&from=search (動畫小腸蛋白消化)

3    腸液 課本1Ap. 6-16
成分
功能
黏液
mucus
Ø 潤滑腸壁
Ø 防止自我消化
碳酸氫鈉
NaHCO3
Ø  中和酸性的食糜
Ø  提供鹼性環境,讓酶發揮作用
不含有任何消化酶

Ø  小腸壁上有特化的 上皮 細胞 (epithelial cells),其細胞膜上附有酶以消化食物:
功能
碳水化合物   carbohydrase
Ø   催化雙糖分解成單糖
例如
麥芽糖酶      maltase
n  催化麥芽糖分解成 葡萄糖
蔗糖酶       sucrose
n  催化蔗糖分解成葡萄糖和 果糖
乳糖酶     latase
n  催化乳糖分解成葡萄糖和 半乳糖
蛋白酶 (肽酶 peptidase)
Ø  催化  分解成氨基酸
脂肪酶
Ø  催化脂質分解成 甘油 脂肪酸



6.6  已消化食物的吸收 課本1Ap. 6-18

Ø  食物的吸收主要在 迴腸 (ileum) 中進行,其他的在胃及大腸吸收

A

小腸有哪些適應食物吸收的構造特徵?課本1Ap. 6-18


構造特徵
好處 / 重要性
迴腸長度極長
Ø 增加吸收表面積
Ø 增加吸收時間
Ø 小腸內壁高度摺疊
Ø 手指狀的突出物 – 絨毛 (villi)
Ø 微絨毛 (microvilli(brush border刷狀緣)
增加吸收 表面積
只有單層細胞厚度的 上皮 (epithelium)
縮短 擴散 距離
有相連的運輸系統:
Ø   微血管網
Ø   乳糜管 (lacteal)
Ø 迅速把已吸收的食物分子運離
Ø 維持擴作用維陡峭的 濃度梯度
小腸的 蠕動 使絨毛移動
使絨毛表面經常接觸新近消化的食物,保持陡峭的濃度梯度,加快擴散



B

身體怎樣吸收已消化食物?課本1Ap. 6-19
           http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp50/5002001.html


水溶性物質
脂溶性物質
例子
葡萄糖氨基酸礦物質水溶性維生素
脂肪酸 甘油
吸收方法
Ø  擴散作用 主動轉運,吸收食物物質
Ø  滲透作用 吸收水
利用擴散作用
運輸途徑 / 過程與目的地
微絨毛 à 上皮 細胞
à 絨毛內的 微血管
à肝門靜脈(hepatic portal vein) à à  à 肝靜脈 à  à 身體各部分
絨毛的上皮細胞
à 重新合成為脂質
à 乳糜管 (lacteals)  
à 淋巴管(lymph vessels) à  à 身體各部分


Ø  超過九成水份 滲透 在胃和小腸內吸收,只有小部分水和礦物質在 大腸 內吸收。


6.7  已吸收食物的同化 課本1Ap. 6-22

Ø  同化是指細胞攝取並運用已吸收食物分子,進行 新陳代謝 的過程。

A

已吸收食物在細胞內有甚麼去向?課本1Ap. 6-22



同化方式
葡萄糖
Ø  細胞進行 呼吸作用釋出能量
Ø   過多的葡萄糖會
n   在肝及肌肉轉化成 糖原
n   在肝轉化成脂質
氨基酸
Ø  製造各類蛋白質,用作生長和修補破損組織
Ø  製造生物分子如 、抗體和一些激素
Ø   過多的氨基酸會在肝內經 脫氨 作用分解
n   氨基 à 尿素 (urea) à 血流 à 腎臟 à 隨尿液排泄
n   碳骨架部分 à 轉化成碳水化合物
脂質
Ø   作為身體的能量 儲備
Ø   製造細胞 
Ø   經氧化後釋出 能量
Ø   過多的脂質會儲存在脂肪組織
n   積累在內臟周圍
n   儲存在皮膚下


B

肝在同化中的角色是甚麼?課本1Ap. 6-23


肝有以下的功能:
Ø  碳水化合物代謝:通過葡萄糖糖原的轉換來調節血糖水平
n  血糖水平過高 è 從血液吸收葡萄糖 è 轉化成 糖原 作儲存
n  血糖水平過低 è 分解所儲存的糖原成 葡萄糖 è 釋出至血液
n  過程由兩種激素  胰島素 (insulin) 和高血糖素 (glucagon) 所調節
http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp50/5002002.html (動畫胰島素與高血糖素的影響)
http://www.wiley.com/college/fob/quiz/quiz15/15-21.html (動畫糖原代謝的激素調節)

Ø  脂質代謝
n  將體內過多的碳水化合物轉化成 脂肪
n  根據身體需要將儲存的脂肪分解以釋出 能量
Ø   蛋白質化謝
n  脫氨作用 (deamination):分解過多的氨基酸,
²  將氨基轉化為 尿素 (urea),透過腎臟排泄
²  餘下的碳骨骼進入碳水化合物代謝被氧化
n  轉氨作用 (transamination):合成不同的非必須 氨基酸


Ø   製造不同物質
n  膽汁
²  膽鹽,用於乳化作用
²  把損耗紅血球的血紅蛋白轉化成 膽色素 (bile pigment) 並排泄離開
n  轉化胡蘿蔔素成 維生素A
n  肝的高代作用會產生  (heat),經血流分佈至全身
Ø  儲存功能
n  糖原和脂質
n  礦物質  (來自哪裡?)
n  脂溶性 維生素 (維生素AD)
Ø   解毒 (detoxification)將溫和的 毒素 轉化為毒性較低物質

6.8  排遺 (Egestion) 課本1Ap. 6-25

Ø  糞便 (faeces) 由一些不能消化的食物 食用纖維、消化道的分泌物、細菌、脫落的腸壁細胞和小量水份組成。
Ø  糞便會暫時儲存在 直腸 (rectum),經 肛門        (anus) 排出體外。
Ø           排遺 (defaecation) 把糞便排出體外的過程






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