化学与人体健康

1、现代化学导论系列讲座现代化学导论系列讲座关于化学与人体健康现在学习的是第一页，共82页民以食为天民以食为天我们要吃各种食物补充每天所需的营养素我们要吃各种食物补充每天所需的营养素现在学习的是第二页，共82页蛋白质蛋白质(protein) 脂肪脂肪(lipid)糖类糖类(carbohydrate)无机盐无机盐(mineral)维生素维生素(vitamin)水水(water)人体必需营养素人体必需营养素现在学习的是第三页，共82页吃什么？怎么吃？现在学习的是第四页，共82页 下列各种食物的主要营养成分是什么？找下列各种食物的主要营养成分是什么？找出每种食物中含有的两种主要营养成分出每种食物中含有的

2、两种主要营养成分。菠萝菠萝蔬菜蔬菜鸡蛋鸡蛋米饭米饭肉肉牛奶牛奶蛋白质蛋白质 油脂油脂 糖类糖类 矿物质（无机盐）矿物质（无机盐） 维生素维生素 水水现在学习的是第五页，共82页2.1 蛋白质 (protein)人必须吃含蛋白质的食物吗？人必须吃含蛋白质的食物吗？生命的基础生命的基础现在学习的是第六页，共82页蛋白质的主要功能和作用1 调节功能调节功能如胰岛素调节糖的代谢如胰岛素调节糖的代谢2 催化功能催化功能如淀粉酶、胃蛋白酶的催化作用如淀粉酶、胃蛋白酶的催化作用3 运输功能运输功能如血红蛋白输送氧如血红蛋白输送氧4 传递功能传递功能如叶绿素传递能量如叶绿素传递能量-光合作用光合作用5 运动功

3、能运动功能如肌肉的收缩如肌肉的收缩6 免疫功能免疫功能如免疫球胆白如免疫球胆白7 保护功能保护功能如指甲、头发、蹄角等如指甲、头发、蹄角等8 致病功能致病功能如病毒蛋白质可致病如病毒蛋白质可致病9 毒害功能毒害功能如毒蛋白等如毒蛋白等现在学习的是第七页，共82页安徽阜阳安徽阜阳“毒奶粉毒奶粉”现在学习的是第八页，共82页组成蛋白质的基石氨基酸水解水解缩合缩合氨基酸氨基酸 多肽多肽 蛋白质蛋白质 缩合缩合水解水解二肽二肽 蛋白质由蛋白质由C、 H、 O 、N、 S 、P等元素组等元素组成。分子质量大，一万到几千万。都是天然的高分成。分子质量大，一万到几千万。都是天然的高分子。子。 组成蛋白质的基

4、本单位，也是蛋白质消化后的最终产物组成蛋白质的基本单位，也是蛋白质消化后的最终产物现在学习的是第九页，共82页几种常见的氨基酸(1) 甘氨酸甘氨酸(2) 丙氨酸丙氨酸(3) 谷氨酸谷氨酸 CH2COOHNH2CH3CHCOOHNH2HOOC(CH2)2CHCOOHNH2羧酸分羧酸分子里烃子里烃基上的基上的氢原子氢原子被氨基被氨基取代后取代后的生成的生成物叫氨物叫氨基酸。基酸。 什么是氨什么是氨基酸？基酸？现在学习的是第十页，共82页每一种氨基酸的每一种氨基酸的R基团不同基团不同氨基酸通式：氨基酸通式：现在学习的是第十一页，共82页氨基酸的分类 已经发现的氨基酸有20余种 v必需氨基酸必需氨基酸

5、体内无法合成或合成速度过慢，必须由食物供给。 赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸（或称甲硫氨酸）、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸（又称羟丁氨酸）、缬氨酸； 组胺酸、精氨酸（仅小儿时期必需）。 v 非必需氨基酸非必需氨基酸能在人体内由其他氨基酸转变而成。现在学习的是第十二页，共82页氨基酸的化学性质氨基酸氨基酸结构特殊结构特殊，性质特殊性质特殊两性两性分子中含有分子中含有羧基和氨基羧基和氨基，既有，既有酸性酸性，又有，又有碱性碱性H2N CH CROHO羧基羧基酸性酸性氨基氨基碱性碱性现在学习的是第十三页，共82页CH2-C-OH + H-NH-CH2-C-OH O甘甘-甘二肽甘二肽氨基酸的成肽反应NH

6、2OCH2CNH-CH2-COOH ONH2 CNH O肽键肽键二肽二肽 一分子氨基酸的一分子氨基酸的羧基羧基跟另一氨基酸的跟另一氨基酸的氨基氨基，经过，经过缩合缩合，消去，消去一分子的水，一分子的水，形成含一个肽键的化合物。形成含一个肽键的化合物。现在学习的是第十四页，共82页现在学习的是第十五页，共82页蛋白质分子的蛋白质分子的结构片断结构片断一级结构一级结构二级结构二级结构现在学习的是第十六页，共82页现在学习的是第十七页，共82页蛋白质的来源 v 动物蛋白（乳、蛋、肉、鱼、禽等）v 植物蛋白（豆类、五谷、坚果、花生等） 动物蛋白质所含氨基酸较植物蛋白质为优。谷类植物蛋白缺少赖氨酸，而豆

7、类蛋白质则缺少蛋氨酸和胱氨酸。因此，在缺乏动物蛋白的时候，混合多种植物蛋白供给营养是合理和必须的。现在学习的是第十八页，共82页2.2 脂类脑，肾，肝，心； 蛋黄，花生甘油三酯糖脂脂肪 (lipid)类脂 (lipoid)脂类脂（饱和）油（不饱和）卵磷脂脑磷脂磷脂脂蛋白固醇类胆固醇类固醇现在学习的是第十九页，共82页2.2 脂类脂肪（lipid） 甘油 脂肪酸 甘油三酯现在学习的是第二十页，共82页2.2 脂类脂和油脂脂来源于动物，常温下为固体，由饱和脂肪酸组成，没有不饱和键 油油来源于植物，常温下为液体，由不饱和脂肪酸组成，有一个或多个不饱和键现在学习的是第二十一页，共82页2.2 脂类饱和

8、脂肪酸和不饱和脂肪酸硬脂酸，硬脂酸，m.p.69油酸，油酸，m.p.13现在学习的是第二十二页，共82页植物油2.2 脂类现在学习的是第二十三页，共82页2.2 脂类脂类的营养生理功能v 供给（20%）和贮存热能 v 构成身体组织 v 维持体温、保护脏器 v 促进脂溶性维生素的吸收 v 供给必需脂肪酸，调节生理功能 v 提高食品的饱腹感和改善口味现在学习的是第二十四页，共82页脂类的来源v 由食物供给 v 由摄入的碳水化合物和蛋白质合成（这就是多吃糖多吃糖也会发胖也会发胖的原因） 其中必需脂肪酸必需脂肪酸不可缺少，不能自身合成亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸2.2 脂类现在学习的是第二十五页，共82

9、页深海鱼油2.2 脂类现在学习的是第二十六页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)糖类 碳水化合物Cn(H2O)m 但也有例外鼠李糖C6H12O5 现在学习的是第二十七页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)糖的分类糖的分类单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等） 低聚糖（乳糖、蔗糖、麦芽糖等）多糖（糖原、淀粉、纤维素等）现在学习的是第二十八页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)单糖葡萄糖 半乳糖 果糖现在学习的是第二十九页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)蜂蜜葡萄糖果糖现在学习的是第三十页，共82页蔗糖葡萄糖 果糖2.3 糖类 (carbo

10、hydrate)现在学习的是第三十一页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)糖类的生理功能v 供给热能（约占人体总需热量的3565） 1g C6H12O6 提供17kJ热能 v 构成机体组织 血糖 85100mg/100ml血液 肝糖 300400g （成年人） v 保肝解毒 v 控制脂肪和蛋白质的代谢C6H12O6(s)6O2(g) = 6CO2 (g) 6H2 (l) 现在学习的是第三十二页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)高血糖(Hyperglycemia)和低血糖(Hypoglycemia)现在学习的是第三十三页，共82页糖尿病的检测糖尿病的检测 健康人

11、：健康人：胰腺中的胰岛素控制胰腺中的胰岛素控制血糖的水平，食物消化后血糖上血糖的水平，食物消化后血糖上升，胰腺释放胰岛素消耗和储存升，胰腺释放胰岛素消耗和储存葡萄糖（肝和肌肉），导致葡萄葡萄糖（肝和肌肉），导致葡萄糖水平下降，使得胰腺减少胰岛素的释放。糖水平下降，使得胰腺减少胰岛素的释放。 糖尿病：糖尿病：糖尿病人不能生产足够的胰岛素，血液和尿液糖尿病人不能生产足够的胰岛素，血液和尿液中葡萄糖含量高，身体靠分解脂肪产生能量并产生酮酸，严中葡萄糖含量高，身体靠分解脂肪产生能量并产生酮酸，严重时导致中毒。重时导致中毒。现在学习的是第三十四页，共82页检测检测 血糖的检测：血糖的检测：医院用专门仪器

12、检测医院用专门仪器检测方法方法 糖尿的检测：糖尿的检测：在家中用尿糖试纸浸入尿液中，约在家中用尿糖试纸浸入尿液中，约1 1秒钟取出，在秒钟取出，在1 1分钟内观察试纸的颜分钟内观察试纸的颜色，并与标准比色板对比，即得出测色，并与标准比色板对比，即得出测定结果。定结果。化学原理：化学原理：与新制与新制Cu(OH)Cu(OH)2 2的反应的反应现在学习的是第三十五页，共82页糖类的来源乳糖(lactose)牛奶和奶制品2.3 糖类 (carbohydrate)现在学习的是第三十六页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)糖类的来源蔗糖(sucrose)现在学习的是第三十七页，共82页

13、科学视野：科学视野：你知道平时我们食用的红糖、白糖、冰糖有什么共同点和你知道平时我们食用的红糖、白糖、冰糖有什么共同点和不同点吗？不同点吗？ 其实白糖、冰糖、红糖都是从甘蔗和甜菜中提取的，其实白糖、冰糖、红糖都是从甘蔗和甜菜中提取的，都属于蔗糖的范畴。红糖是蔗糖和糖蜜的混和物，白糖是都属于蔗糖的范畴。红糖是蔗糖和糖蜜的混和物，白糖是红糖经洗涤、离心、分蜜、脱光等几道工序制成的。冰糖红糖经洗涤、离心、分蜜、脱光等几道工序制成的。冰糖则是白糖在一定条件下，通过重结晶后形成的。它们的化则是白糖在一定条件下，通过重结晶后形成的。它们的化学成份都是蔗糖。学成份都是蔗糖。 现在学习的是第三十八页，共82页

14、2.3 糖类 (carbohydrate)糖类的来源淀粉(starch)支链淀粉直链淀粉现在学习的是第三十九页，共82页思考：思考：1 1、我们日常摄入的食物中哪些含有较丰富的淀粉？、我们日常摄入的食物中哪些含有较丰富的淀粉？ 米饭、馒头、马铃薯等。米饭、馒头、马铃薯等。2 2、米饭没有甜味，但咀嚼后有甜味，为什么？、米饭没有甜味，但咀嚼后有甜味，为什么？ 淀粉是一种多糖，属天然高分子化合物，虽然属糖类，但它淀粉是一种多糖，属天然高分子化合物，虽然属糖类，但它本身没有甜味，在唾液淀粉酶的催化作用下，水解生成麦芽糖，本身没有甜味，在唾液淀粉酶的催化作用下，水解生成麦芽糖，故咀嚼后有甜味。故咀嚼后

15、有甜味。 1 1、在体内的水解过程：、在体内的水解过程：(C6H10O5)n (C6H10O5)m C12H22O11 C6H12O6 淀粉淀粉 糊精糊精 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 淀粉的化学性质淀粉的化学性质现在学习的是第四十页，共82页2.3 糖类 (carbohydrate)糖类的来源纤维素(cellulose)现在学习的是第四十一页，共82页含纤维素的植物的图片含纤维素的植物的图片 纤维素是白色、没有气味和味道的纤维状结构的物质，纤维素是白色、没有气味和味道的纤维状结构的物质，是一种多糖。水解的最终产物是葡萄糖。是一种多糖。水解的最终产物是葡萄糖。 纤维素的化学性质（水解性）纤维素的

16、化学性质（水解性） (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 纤维素纤维素 葡萄糖葡萄糖 硫酸硫酸现在学习的是第四十二页，共82页思考：思考： 草中的主要化学成份是什么？为什么牛、羊、马等动物草中的主要化学成份是什么？为什么牛、羊、马等动物能以草为生？那人能靠吃草过活吗？能以草为生？那人能靠吃草过活吗？ 草等植物中含有纤维素；牛、羊、马等草食性动物能草等植物中含有纤维素；牛、羊、马等草食性动物能分泌出使纤维素水解成葡萄糖的酶，使纤维素最终水解分泌出使纤维素水解成葡萄糖的酶，使纤维素最终水解成葡萄糖，葡萄糖在体内氧化为这些动物提供的生命活成葡萄糖，葡萄糖在体内氧化为这些动物提供的生命

17、活动所需要的能量；人体内没有能使纤维素水解成葡萄糖动所需要的能量；人体内没有能使纤维素水解成葡萄糖的酶，因此纤维素不能作为人类的营养食物。的酶，因此纤维素不能作为人类的营养食物。 现在学习的是第四十三页，共82页2.4 无机盐 (mineral) 人体内除C、H、O、N（以有机物和水的形式存在，占人体重量的96）外的其余各种元素统称为无机盐无机盐或矿物质矿物质。现在学习的是第四十四页，共82页2.4 无机盐 (mineral)必需元素非必需元素有毒（有害）元素常量元素微量元素99.95人体中的化学元素0.05Pd，Cd，Hg等2030种，未 知其生物效应 和作用现在学习的是第四十五页，共82页

18、人体中的必需元素v生命过程的某一环节需要该元素的参与，该元素存在于所有健康的组织中； 生物体具有主动摄入并调节其体内分布和水平的元素； v存在于体内的生物活性化合物的有关元素； v缺乏该元素时会引起生化生理变化，补充后即能恢复。2.4 无机盐 (mineral)现在学习的是第四十六页，共82页2.4 无机盐 (mineral)人体中的必需元素现在学习的是第四十七页，共82页2.4 无机盐 (mineral)无机盐的生理功能v 结构材料 Ca骨骼；C,O,N,P 蛋白质 v 运载作用 Fe-血红蛋白运载O2、CO2 v 组成金属酶或作为酶的激活剂 v 调节体液的物理、化学特性 电解质平衡、酸碱平

19、衡现在学习的是第四十八页，共82页2.4 无机盐 (mineral)常量元素的生理功能Na、K 、Cl 在人体内的功能在人体内的功能现在学习的是第四十九页，共82页微量元素简介2.4 无机盐 (mineral)现在学习的是第五十页，共82页微量元素简介2.4 无机盐 (mineral)现在学习的是第五十一页，共82页2.5 维生素 (vitamin)维生素的特点： v 维持人体正常生理功能所必需的一类有机物； v需要量很少； v不能在人体内合成，只能从外界摄取。现在学习的是第五十二页，共82页维生素的分类维生素的分类 v 脂溶性维生素脂溶性维生素 不溶于水，经肝脏代谢转变成为可通过尿或粪便排出

20、的水溶性代谢物。过量时，可在体内蓄积而产生潜在的毒性，包括维生素、。v 水溶性维生素水溶性维生素 可溶于水，正常人过量摄入时可通过尿排出量的增加而不在体内蓄积。然而过大剂量摄入也可引起一些不良反应，如呕吐、肾病等。包括族维生素和维生素等两大类。 2.5 维生素 (vitamin)现在学习的是第五十三页，共82页2.5 维生素 (vitamin)脂溶性维生素的功能和来源现在学习的是第五十四页，共82页2.5 维生素 (vitamin)水溶性维生素的功能和来源现在学习的是第五十五页，共82页2.5 维生素 (vitamin)水溶性维生素的功能和来源现在学习的是第五十六页，共82页2.6 水 (wa

21、ter) 生命的源泉 现在学习的是第五十七页，共82页现在学习的是第五十八页，共82页水的生理功能v调节体温； v 人体内化学作用的介质； v 人体内运输物质的载体； 充当各种营养物质及代谢产物吸收、运输及排泄的载体。v人体内摩擦的润滑剂。 通过胸腔、腹腔的浆液，呼吸道和胃肠道的粘液，以及泪液、唾液和关节滑液，发挥良好的润滑作用。现在学习的是第五十九页，共82页最佳饮水时间和日饮水需要量最佳饮水时间和日饮水需要量v 人体在一天内有四个时候最易失水，这四个时间被称为人体在一天内有四个时候最易失水，这四个时间被称为“最佳饮最佳饮水时间水时间”，四次共需饮水，四次共需饮水20002000毫升毫升左右

22、，这四个时间分别为：早左右，这四个时间分别为：早晨起床后，上午晨起床后，上午1010点左右，下午点左右，下午3 3、4 4点和晚上睡觉前。一般情点和晚上睡觉前。一般情况下，各年龄组人员日水需要量如下表所示：况下，各年龄组人员日水需要量如下表所示：v 年龄年龄 日需水量日需水量 年龄年龄 日需水量日需水量v 0101周岁周岁 300800300800 13 13岁岁 60020006002000v 4646岁岁 1000200010002000 79 79岁岁 1000220010002200v 1O-141O-14岁岁 l5002500l5002500 成人成人 150025001500250

23、0现在学习的是第六十页，共82页水的来源v 摄入的液体 v固体食物中的水分 v食物氧化和组织细胞代谢所产生的水分 （混合饮食每100kcal热量能产生12g水）。现在学习的是第六十一页，共82页食物的酸碱性现在学习的是第六十二页，共82页现在学习的是第六十三页，共82页现在学习的是第六十四页，共82页为什么要关注食物的酸碱性为什么要关注食物的酸碱性v占人体组成70%的水主要构成人体的体液，人体细胞就生活在其中。保持体液酸碱平衡，人体细胞才能健康正常地生存。现在学习的是第六十五页，共82页进食酸性食物过多，可破坏体液的酸进食酸性食物过多，可破坏体液的酸碱平衡，人的生命活动就会受到抑制，碱平衡，人

24、的生命活动就会受到抑制，严重时甚至会危及生命，就像水被污严重时甚至会危及生命，就像水被污染后，生活在水里的鱼儿就要窒息甚染后，生活在水里的鱼儿就要窒息甚至死亡一样。至死亡一样。现在学习的是第六十六页，共82页为什么人们需要通过食物来调控血液的为什么人们需要通过食物来调控血液的pH值？值？1）人的体液有严格的酸碱性要求；如血液）人的体液有严格的酸碱性要求；如血液pH=7.357.452）人体内存在重要的酸碱平衡：）人体内存在重要的酸碱平衡：CO2+H2O H2CO3 HCO3-OH-H+H2PO4- HPO42-H+OH-现在学习的是第六十七页，共82页现在学习的是第六十八页，共82页现在学习的

25、是第六十九页，共82页现在学习的是第七十页，共82页现在学习的是第七十一页，共82页v 食物的酸碱食物的酸碱并不是凭口感并不是凭口感而是而是食物经过消化吸收之后在体食物经过消化吸收之后在体内吸收代谢后的结果内吸收代谢后的结果。v 一般来说一般来说含有硫含有硫磷等矿磷等矿物质较多的食物物质较多的食物是酸性食是酸性食物；物；v而含钾而含钾钙钙镁等矿物质较镁等矿物质较多的食物多的食物是碱性食物。是碱性食物。酸性食物：其最终代谢产物是酸性物质酸性食物：其最终代谢产物是酸性物质.碱性食物：其最终代谢产物是碱性物质碱性食物：其最终代谢产物是碱性物质.现在学习的是第七十二页，共82页v动物性食品中动物性食品

26、中除牛奶外除牛奶外多半是酸性食品；多半是酸性食品；v植物性食品中植物性食品中除五谷除五谷杂粮杂粮豆类外豆类外多半为碱性食多半为碱性食品；而盐品；而盐油油糖糖咖啡等咖啡等都是中性食品。都是中性食品。现在学习的是第七十三页，共82页常见食物的酸碱性常见食物的酸碱性 v 强酸性食品：蛋黄、乳酪、甜点、白糖、金枪鱼、比目鱼。v 中酸性食品：火腿、培根、鸡肉、猪肉、鳗鱼、牛肉、面包、小麦。v 弱酸性食品：白米、花生、啤酒、海苔、章鱼、巧克力、空心粉、葱。v 强碱性食品：葡萄、茶叶、葡萄酒、海带、柑橘类、柿子、黄瓜、胡萝卜。v 中碱性食品：大豆、蕃茄、香蕉、草莓、蛋白、梅干、柠檬、菠菜等。v 弱碱性食品：红豆、苹果、甘蓝菜、豆腐、卷心菜、油菜、梨、马铃薯。现在学习的是第七十四页，共82页一些常用的食品添加剂一些常用的食品添加剂安全使用食品添加剂现在学习的是第七十五页，共82页消费者应注意的五种食品添