🔬 初中科学九年级上第4章 代谢与平衡中考高频生物核心生活情境

食物与营养

大航海时代的水手死于坏血病,只因船上没有蔬菜——一种连称都称不出重量的物质,为什么能决定生死?

难度:★★★★★

知识背景

💡知识背景 · 从一个真实的问题说起

十六到十八世纪的远洋航行有个恐怖的规律:出海两三个月后,水手们会牙龈出血、伤口不愈、四肢瘀青,最后死去。这种病叫坏血病,夺走的水手比风暴和海战加起来还多。当时的军医们试过放血、试过灌海水,全都无效。

一七四七年,英国海军医生林德做了一次分组对照:他把患病水手分成几组,分别给苹果汁、稀硫酸、醋、海水和柑橘。结果吃柑橘的那组几天内明显好转。林德不知道原因,但结论足够管用——英国海军后来给远航水兵每天配发柠檬汁,坏血病几乎绝迹。

要到一百多年后人们才明白,起作用的是维生素 C。它的需求量小到每天几十毫克,可缺了就会致命。这件事彻底改变了人们对食物的看法:吃饭不只是为了「填饱」和「有力气」,还要摄入那些量极少却不可替代的成分。这一节我们就来清点食物中的六大类营养素,并学会算一算自己的膳食是否合理。

知识讲解

六大类营养素

🔑

食物中含有的营养素分为六类:糖类、蛋白质、脂肪、水、无机盐、维生素

其中糖类、蛋白质、脂肪能为人体提供能量,称为产能营养素水、无机盐、维生素不提供能量,但同样不可缺少。

营养素主要作用主要食物来源
糖类主要的供能物质,人体所需能量的六到七成来自它米饭、面食、马铃薯、糖
蛋白质构成细胞的基本物质,用于生长发育与受损细胞的修复更新,也可供能瘦肉、鱼、蛋、奶、豆制品
脂肪主要的储能物质,还有保温与保护内脏的作用食用油、肥肉、花生、核桃
约占体重的六到七成,是细胞的主要成分,也是各种物质的溶剂与运输载体饮水、蔬菜水果
无机盐构成人体组织,调节生理功能蔬菜、奶、海产品
维生素不参与构成组织、不供能,但对调节新陈代谢起重要作用蔬菜、水果、粗粮、肝脏

无机盐与维生素的缺乏症

⚖️缺什么会得什么病
  • 缺钙:儿童患佝偻病,成年人(尤其中老年)患骨质疏松;补钙要同时补维生素 D 促进吸收。
  • 缺铁:铁是血红蛋白的组成成分,缺铁导致贫血,表现为面色苍白、乏力。
  • 缺碘:碘是甲状腺激素的原料,缺碘导致地方性甲状腺肿(大脖子病),儿童缺碘影响智力发育,所以推广加碘食盐
  • 缺维生素 A夜盲症、皮肤干燥。缺维生素 B1神经炎、食欲不振。缺维生素 C坏血病、抵抗力下降。缺维生素 D:影响钙吸收,导致佝偻病。

食物的热价与合理膳食

🔑

11 克某种食物在体内氧化分解所释放的能量叫做这种食物的热价,单位 kJ/g\mathrm{kJ/g}。三大产能营养素的热价大致为:

  • 脂肪约 39 kJ/g39\ \mathrm{kJ/g}(最高)
  • 蛋白质约 18 kJ/g18\ \mathrm{kJ/g}
  • 糖类约 17 kJ/g17\ \mathrm{kJ/g}

计算食物提供的总能量:E=m1q1+m2q2+m3q3E = m_1 q_1 + m_2 q_2 + m_3 q_3,即各营养素质量乘各自热价再求和。

合理膳食的要求:食物种类多样、比例适当;每日三餐定时定量,早、中、晚餐的能量比约为 3:4:33 : 4 : 3;摄入的能量与消耗的能量大致相等,摄入过多会导致肥胖,过少则营养不良。

实验与探究

检验食物中的营养成分

用碘液、双缩尿试剂、白纸和酒精灯,分别检验食物中是否含有淀粉、蛋白质与脂肪。

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检验淀粉:取少量待测食物研碎并加水,滴加碘液。若变,说明含淀粉。米饭、马铃薯、面包都会显蓝色。

检验脂肪:把花生米或核桃仁在白纸上挤压研磨。若纸上出现半透明的油斑,说明含脂肪。这个方法简单可靠,因为脂肪能让纸的透光性改变。

检验蛋白质:向蛋清溶液中加双缩尿试剂,出现紫色说明含蛋白质;也可以直接灼烧——蛋白质燃烧时会散发出烧焦羽毛的特殊气味,这是鉴别羊毛与化学纤维的常用方法。验证食物含能量:把干燥的花生米点燃,用它加热试管中的水,可观察到水温明显上升,说明食物中储存着化学能,燃烧时释放为内能。要注意罩上防风筒减少热散失,否则测出的热价偏小。

经典例题

食物热价的分步计算

一份午餐含糖类 8080 克、蛋白质 3030 克、脂肪 2020 克。糖类、蛋白质、脂肪的热价分别取 17 kJ/g17\ \mathrm{kJ/g}18 kJ/g18\ \mathrm{kJ/g}39 kJ/g39\ \mathrm{kJ/g}。求:(1)这份午餐能提供多少能量;(2)若这是全天能量的 40%40\%,全天摄入能量是多少;(3)脂肪提供的能量占这份午餐的百分比。

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第一步 · 列已知量m=80 gm_{\text{糖}} = 80\ \mathrm{g}q=17 kJ/gq_{\text{糖}} = 17\ \mathrm{kJ/g}m=30 gm_{\text{蛋}} = 30\ \mathrm{g}q=18 kJ/gq_{\text{蛋}} = 18\ \mathrm{kJ/g}m=20 gm_{\text{脂}} = 20\ \mathrm{g}q=39 kJ/gq_{\text{脂}} = 39\ \mathrm{kJ/g}

第二步 · 选公式并说明理由。热价的定义是「11 克该营养素释放的能量」,所以每一类的能量等于质量乘热价,总能量再相加,即 E=mqE = \sum m q第三步 · 分项代入:糖类 80×17=1360 kJ80 \times 17 = 1360\ \mathrm{kJ};蛋白质 30×18=540 kJ30 \times 18 = 540\ \mathrm{kJ};脂肪 20×39=780 kJ20 \times 39 = 780\ \mathrm{kJ}

第四步 · 求总能量E=1360+540+780=2680 kJE = 1360 + 540 + 780 = 2680\ \mathrm{kJ}第五步 · 求全天能量:若这份午餐占 40%40\%,则全天为 268040%=6700 kJ\dfrac{2680}{40\%} = 6700\ \mathrm{kJ}第六步 · 求脂肪占比7802680×100%29%\dfrac{780}{2680} \times 100\% \approx 29\%

第七步 · 检验合理性:初中生每天需要能量约 8000800010000 kJ10000\ \mathrm{kJ}6700 kJ6700\ \mathrm{kJ} 略偏低但在合理量级;脂肪只占质量的 2013015%\dfrac{20}{130} \approx 15\% 却贡献了 29%29\% 的能量,正说明脂肪热价最高,这也是高油饮食容易长胖的原因。2680 kJ2680\ \mathrm{kJ}6700 kJ6700\ \mathrm{kJ}、约 29%29\%

根据症状判断缺乏的营养素

(1)小明最近夜间视物模糊;(2)小红体检发现血红蛋白偏低、面色苍白;(3)小杭牙龈常出血、伤口愈合慢;(4)邻村一位老人颈部明显肿大;(5)幼儿囟门迟迟不闭合、下肢弯曲。分别可能缺乏什么,应多吃什么?

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方法:先根据症状锁定「哪个生理功能出了问题」,再对应到具体营养素。

(1)夜盲症,缺维生素 A,多吃动物肝脏、胡萝卜。(2)贫血,缺(也可能缺蛋白质),多吃瘦肉、动物血、菠菜。(3)坏血病,缺维生素 C,多吃新鲜蔬菜水果。(4)地方性甲状腺肿,缺,食用加碘盐、多吃海带紫菜。(5)佝偻病,缺钙和维生素 D,多喝奶、多晒太阳。

易混点:贫血缺铁而不是缺钙;佝偻病与骨质疏松都与钙有关,但前者是儿童、后者多见于老人。:见上。

难点与易错点

⚠️难点 · 易错点
  1. 认为维生素能提供能量:维生素不供能、不构成组织,只起调节作用,需求量极小但不可缺。
  2. 把主要供能物质与主要储能物质弄反:主要供能是糖类,主要储能是脂肪。
  3. 认为蛋白质只用来长身体:蛋白质也能氧化供能,但首要功能是构成与修复细胞。
  4. 贫血就补钙:贫血要补,补钙防的是佝偻病与骨质疏松。
  5. 认为吃得越多越有营养:能量摄入超过消耗就转化为脂肪堆积,合理膳食强调均衡与适量
  6. 误认为水和无机盐是有机物:它们都是无机物,糖类、蛋白质、脂肪、维生素才是有机物;另外热价单位是 kJ/g\mathrm{kJ/g},计算时质量必须用

生活中的应用

🌏生活中的应用
  • 杭州的加碘盐:超市货架上的食盐大多加碘,就是为了预防地方性甲状腺肿,山区居民尤其需要。
  • 龙井虾仁与油炸臭豆腐:同样一份的质量差不多,但油炸食品脂肪多、热价高,能量可能是前者的两三倍,这就是「吃得不多却长胖」的原因。
  • 早餐一定要吃:早、中、晚三餐能量比约为 3:4:33 : 4 : 3,不吃早餐会使上午血糖偏低、注意力下降,还容易在午餐时暴食。

生活应用题 1 · 一份杭州早餐够不够

小杭的早餐是一碗小笼包加一杯豆浆,含糖类 6060 克、蛋白质 2020 克、脂肪 1515 克。他每天需要的总能量为 9600 kJ9600\ \mathrm{kJ}。(1)这份早餐提供多少能量?(2)它占全天需要量的百分比是多少,是否达到早餐应占的三成?

分步解:

  1. 列已知量m=60 gm_{\text{糖}} = 60\ \mathrm{g}q=17 kJ/gq = 17\ \mathrm{kJ/g}m=20 gm_{\text{蛋}} = 20\ \mathrm{g}q=18 kJ/gq = 18\ \mathrm{kJ/g}m=15 gm_{\text{脂}} = 15\ \mathrm{g}q=39 kJ/gq = 39\ \mathrm{kJ/g};全天需 9600 kJ9600\ \mathrm{kJ}
  2. 选公式E=mqE = \sum mq,因为热价的定义就是单位质量释放的能量。
  3. 分项计算60×17=1020 kJ60 \times 17 = 1020\ \mathrm{kJ}20×18=360 kJ20 \times 18 = 360\ \mathrm{kJ}15×39=585 kJ15 \times 39 = 585\ \mathrm{kJ}
  4. 求总能量E=1020+360+585=1965 kJE = 1020 + 360 + 585 = 1965\ \mathrm{kJ}
  5. 求占比19659600×100%20.5%\dfrac{1965}{9600} \times 100\% \approx 20.5\%,低于早餐应占的约 30%30\%
  6. 检验与建议:结论合理——这份早餐能量偏少,且缺少蔬菜水果,维生素 C 摄入不足。建议加一个鸡蛋(补蛋白质)和一份水果(补维生素 C)。:约 1965 kJ1965\ \mathrm{kJ},约 20.5%20.5\%,未达到三成。

生活应用题 2 · 走多久能消耗掉一块龙井茶酥

一块龙井茶酥含糖类 2525 克、脂肪 1212 克、蛋白质 33 克。小杭在西湖边散步的耗能功率约为 250 J/s250\ \mathrm{J/s}。他需要走多久才能消耗掉这块点心提供的能量?

分步解:

  1. 列已知量m=25 gm_{\text{糖}} = 25\ \mathrm{g}m=12 gm_{\text{脂}} = 12\ \mathrm{g}m=3 gm_{\text{蛋}} = 3\ \mathrm{g},热价依次取 1717393918 kJ/g18\ \mathrm{kJ/g}P=250 J/sP = 250\ \mathrm{J/s}
  2. 求点心提供的能量25×17+12×39+3×18=425+468+54=947 kJ25 \times 17 + 12 \times 39 + 3 \times 18 = 425 + 468 + 54 = 947\ \mathrm{kJ}
  3. 统一单位947 kJ=9.47×105 J947\ \mathrm{kJ} = 9.47 \times 10^{5}\ \mathrm{J}。功率用焦每秒,能量必须用焦。
  4. 求时间,依据 t=EPt = \dfrac{E}{P}t=9.47×1052503788 s63 分t = \dfrac{9.47 \times 10^{5}}{250} \approx 3788\ \mathrm{s} \approx 63\ \text{分}
  5. 检验合理性:一块小点心要绕西湖走一个多小时才能抵消,与「减肥难于管嘴」的常识吻合;其中脂肪只占质量的四分之一却贡献了近一半能量。:约 6363 分钟。

考点

🎯考点提示
  • 选择题·高频:六大营养素的分类、作用与食物来源;判断哪些能供能、哪些是有机物
  • 选择题·高频:无机盐与维生素的缺乏症对应(钙、铁、碘与维生素 A、B1、C、D)
  • 计算题·高频:由各营养素质量与热价求食物提供的能量,并与每日需要量比较
  • 实验题:碘液检验淀粉、白纸检验脂肪、灼烧或双缩尿检验蛋白质
  • 分析题·高频:给出一份食谱,评价是否合理并提出改进建议
  • 应用题:解释加碘盐、补钙要补维生素 D、早餐的重要性

中考真题

真题2022 · 浙江杭州中考(改编)

下列关于营养素的说法正确的是( )A. 维生素能为人体提供能量 B. 人体所需能量主要来自脂肪 C. 缺乏维生素 C 会引起坏血病 D. 无机盐是有机物,能构成人体组织

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逐项分析:A 错,维生素不提供能量,只参与调节新陈代谢。B 错,主要供能物质是糖类,脂肪是主要储能物质。C ,坏血病正是缺维生素 C 所致。D 错,无机盐属于无机物,虽然能构成人体组织(如钙构成骨骼),但前半句就错了。

答案:C。答题技巧:这类题目常在「供能与储能」「有机与无机」两处设陷阱,先看这两个关键词即可快速排除。

真题2021 · 浙江中考(改编)

某同学的一日食谱为:早餐馒头、豆浆;午餐米饭、红烧肉;晚餐米饭、炒鸡蛋。请指出其中缺少的主要营养素,可能引起什么问题,并提出改进建议。

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第一步 · 逐项分析食谱:馒头、米饭提供糖类;豆浆、红烧肉、鸡蛋提供蛋白质和脂肪;红烧肉与炒鸡蛋还提供较多脂肪。

第二步 · 找出缺口:整份食谱几乎没有蔬菜和水果,因此缺乏维生素(尤其维生素 C)和部分无机盐,同时膳食纤维不足。第三步 · 推断后果:长期如此可能引起坏血病(牙龈出血、抵抗力下降)、便秘,且脂肪比例偏高易导致肥胖。

第四步 · 提出建议:每餐增加新鲜蔬菜,两餐之间补充水果;减少红烧肉等高脂食物的比例;保证食物种类多样、三餐能量比约 3:4:33 : 4 : 3:缺维生素和无机盐,建议增加蔬菜水果、控制脂肪摄入。

视频讲解

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