第二章 能量与营养素 备课教案

第二章能量与营养素

第一节能量与营养素

一、能量的作用和意义

人类利用能源的历史大致经历了柴草、煤炭、石油三个能源时期。

火的使用，使人类第一次支配了一种自然力，从而使人类和动物界彻底分开。但是，当时人类还没有掌握把热能变成机械能的技巧，因此，柴草并不能产生动力。从茹毛饮血的原始社会到漫长的奴隶社会、封建社会，人力和畜力是生产的主要动力。风力和水力的利用，使人类找到了可以代替人力和畜力的新能源。随着生产的发展，社会需要的热能和动力越来越多。而柴草、风力、水力所提供的能量受到许多条件的限制而不能大规模使用。

煤的发现，提供了大量热能；风车和水车的制作，积累了机械制造的丰富经验；于是，两者结合起来，蒸汽机出现了。蒸汽机的使用，不但奠定了各国工业化的基础，也开辟了人类利用矿物燃料作动力的新时代。但是，蒸汽机十分笨重，效率又低，无法在轻便的运输工具如汽车、飞机上使用。

人类在生产实践中又发明了新的热机——内燃机。内燃机的使用，引起了能源结构的一次又一次变化，石油登上了历史舞台。世界各国依赖石油创造了经济发展的奇迹。

那么地球上的能源有哪些可用，它们又来自何方呢？地球上的能源按其来源可分为三类。第一类是地球和其他天体相互作用而形成的，如潮汐能；第二类来自地球的内部，如地热能和原子核能；第三类来自地球以外，主要是太阳能以及由它产生的能源，如煤、石油、天然气、生物质能、水能、风能、海洋热能等等。

1.能量的作用与来源

（1）能量的作用

能量消耗：活动状态

安静状态（维持人体正常的体温和体内器官的正常生理活动；如心脏跳动、血液循环、肺的呼吸、肌肉收缩、腺体分泌，以及各种生物活动物质的合成）

（2）能量的来源——太阳能

***能量守恒：

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只可以从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量的总结，称为能量守恒定律。

健康人：从食物中摄取的能量和所消耗的能量经常保持平衡状态

能量不足：如果能量长期摄入不足，人体就动用机体储存的糖原、脂肪、蛋白质参与供热，造成人身体蛋白质缺乏，出现蛋白质-热营养不良（PEM）。主要表现为消瘦、贫血、神经衰弱、皮肤干燥、脉搏缓慢、工作能力下降、体温低、抵抗力低，儿童出现停止生长。

能量过剩：造成人体超重或肥胖，血糖升高，脂肪沉积，肝脂增加，肝功能下降。过度肥胖还造成肺功能下降，易引起组织缺氧，肥胖并发症的发病率增加，如脂肪肝、糖尿病、高血压、胆结石症、心脑血管疾病及某系癌症。控制饮食性肥胖的方法是控制饮食中能量，

增加体力活动。

2.能量单位

过去：卡（Cal）/千卡（kcal）

现在：焦耳（J）1ML=1000KL=1000000J

1千卡(kcal)=4.184千焦耳(KJ) 1千焦耳(KJ)=0.239千卡(kcal)

1千卡(kcal)=0.00418兆焦耳(MJ) 1兆焦耳(MJ)=239千卡(kcal)

*** k/K为英语千(kilo) m/M为英语百万(million)的缩写

二、食物能值与生理能值

1.

是产能营养素在体外彻底燃烧时所测得的能值，亦即“物理燃烧值”，或称“总能值”

2.

三大产能营养素在机体内实际可吸收利用的能值即为生理能值。

将1g营养素在体内完全氧化所产生的能量称为热能系数，也称生理卡价

碳水化合物17.15KJ×98%=16.81KJ(4kcal)/g

脂肪39.54KJ×95%=37.56KJ(9kcal)/g

蛋白质(23.64KJ-5.44KJ)×92%=16.74KJ(4kcal)/g

碳水化合物、脂肪在体内完全氧化，生成水和二氧化碳。而蛋白质在体内不能完全氧化，其最终产物有尿素、尿酸、肌酐等含氮化合物，通过尿液排出体外。

1g碳水化合物=0.45g脂肪=1g蛋白质。

例题：

1、热能的计算

食物中含热能的计算方法如下：将食物中3大营养素的克数乘以各自的产热系数即

得。

例：一杯200g的牛奶，其发热量为多少千卡?

(1) 查食物成分表可知：100g牛奶含蛋白质3.3g，脂肪4.0g，碳水化合物5.0g。可

推算出200g牛奶含蛋白质6.6g，脂肪8.0g，碳水化合物10.0g。

(2) 总发热量=蛋白质的发热量+脂肪的发热量+碳水化合物的发热量

=6.6g×4kcal+8.0g×9kcal+10.0g×4kcal

=26.4kcal+72.0kcal+40.0kcal

=138kcal

答：一杯200g的牛奶，发热量为138kcal （577KJ）

三、人体的能量需求

***我们一辈子吃多少次饭？

70*365*3=76650次

***我们一辈子要吃多少食物？

不包括零食，50-60吨

这么多的食物都去哪里了？除了排出去的废物，其他都被人体消耗掉了。

——能量输出

基础代谢：60~65%

体力活动：25~35%

食物热效应：5~10%

机体的热能需要与消耗是一致的，在理想的平衡状态下，个体的热能需要量等于其消耗量。

(一)基础代谢的能量消耗

1.

基础代谢(basal metabolism, BM)

是维持人体最基本的生命活动所需的代谢，是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量需要。基础代谢量中，不可避免地要包括心脏、呼吸肌、消化管以及血管平滑肌等的力学功，还有因肝脏、肾脏等分泌活动而引起的机能性消耗，由各个细胞生活过程中引起的基础消耗，约占其3/4左右。

基础代谢率BMR

用于基础代谢消耗的能量称为基础代谢率。主要是维持体温、心跳、呼吸等最基本的生命活动和全身细胞的功能及完整性，保持体温等基本需求所消耗的热能。实测值与正常标准值（各年龄、在别）之差对正常标准值的百分比值（+ ：代谢升高，-：代谢降低），称为基础代谢率（B．M．R．），临床上常用于甲状腺机能检查等

一般情况下，基础代谢所消耗的热能占人体一天热能总消耗的50%左右

测定方法

是在人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等影响时的能量代谢率。为了排除因肌肉工作、精神活动、食物消化以及对外界温度变化进行体温调节所引起的额外能量消耗（称机能性消耗），被测定者要保持绝对安静和绝食（人是12―18小时不进食），以临界温度下的消耗能量作为基础代谢量。人体在18～25℃室温下，