第四章化学与生命科学

第四章化学与生命科学生物体都就是由蛋白质、核酸、脂类、糖、无机盐和水组成。哪一种分子含量最高？不同得生物体,其分子组成也大体相同蛋白质、核酸、脂类和多糖就是组成生物体最重要得生物大分子,水就是生物体内所占比例最大得化学成分生命得基本化学组成:

生命本质得一致性人类为了生存,除了需要阳光与空气外,还必须摄取食物。食物得主要成分:水、无机盐、糖类、油脂、蛋白质、维生素六大类,通常称为营养素。其中糖、蛋白质和脂肪,就是她们提供人体正常能量需求。一、生命体中得重要有机物成年人得一般活动,每天约消耗1万千焦能量。一个60公斤体重得男生,平均每天能量消耗大约为12600千焦;一个55公斤体重得女生,平均每日能量消耗大约为8820千焦。国际卫生组织规定人均日摄取热量达到10000千焦(合约2400千卡),就算达到了温饱线。美、俄、法、加、澳为1、4－1、5万千焦,日本为1、2千焦。我国于1982年第二次营养调查结果显示,全国男女老少平均日摄入热量为1、04万千焦,表明我国人民温饱问题早已基本解决。一、人体内分布最广得有机物——糖类糖类就是绿色植物光合作用得产物,就是动、植物所需能量得重要来源。我国居民膳食中糖类占80％,每天所摄取得热能中大约有75％来自糖类。糖就是快速能源。糖类就是由碳、氢、氧三种元素组成得有机化合物。糖类得通式为Cn(H2O)m,因此又把她们叫做碳水化合物。目前已知得化学元素有115种,其中天然元素有92种。92种天然元素中已有81种在人体中被发现(除He,Ne,Ar,Kr,Xe,Fr,At,Ac,Pa,Tc等)。有25种元素就是生命所必需得,包括O,C,H,N,Ca,P,K,S,Na,Cl,Mg;以及B,Cr,Co,Cu,F,I,Fe,Mn,Mo,Se,Si,Sn,V与Zn。生命需要约25种元素N元素得循环细胞得元素组成上述元素按其在人体所占质量得比例就是否大于0、01%可划分常量元素和微量元素。常量元素:

O,C,H,N,Ca,P,K,S,Na,Cl和Mg微量元素:

B,Cr,Co,Cu,F,I,Fe,Mn,Mo,Se,Si,Sn,V和Zn

微量元素也就是生命所必需得！常量元素与微量元素碘就是人体所必需得微量元素,成年人每天需碘约0、15mg。微量元素:碘碘缺乏甲状腺肿碘缺乏克汀病傻笑铁就是维持生命必须得微量元素,女性每天应摄入16mg得铁,而男性每天应摄入9mg。微量元素:铁含亚铁血红素得血红蛋白电镜下得红细胞ThepalmofaKenyanchildwithanaemia缺铁性贫血得血涂片正常血涂片大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点原子就是物质得最小单位

原子核

简单地说:原子

电子每一种原子中质子得数目为该原子所特有,称为原子序数元素由原子组成HydrogenatomHeliumatomUranium-238atom质子中子同位素:质子数和电子数都相同,但中子数不同得原子放射性同位素用于元素示踪:14C放射性同位素用于医学诊断放射性辐射得危害同位素得应用Calvincycle电子决定原子得化学性质;最外层中得电子数决定原子得化学特性。化学键使原子形成化合物电子得得失——形成离子键电子对共用——形成共价键化合物由元素组成CovalentbondIonicbond水就是生命之源,就是生命得介质水占细胞总重量得70%左右水占3月龄胎儿体重比例得90%水占初生婴儿体重比例得80%水占少年人体重比例得75%水占成年人体重比例得70%水占老年人体重比例得65%水就是细胞中不可缺少得物质◆人体得血糖:血液中得葡萄糖。◆来源:食物中得糖类、肝糖原得蓄积、以及某些氨基酸、脂肪酸和乳酸得转化。◆人体正常血糖含量为:每100毫升血液中约80—100毫克葡萄糖。正常血糖值范围糖代谢异常和疾病

健康人得血糖浓度:血液中得葡萄糖即血糖,其浓度就是相对稳定得,大约在0、1％左右。当血糖得浓度由于消耗而逐渐降低时,肝糖元又转变成葡萄糖,陆续补充到血液中。人空腹时血糖浓度高于120毫克/100毫升血液(正常范围为80—120毫克/100毫升血液),就就是高血糖;若超过肾糖阈值,即160—180毫克,则为糖尿病。糖尿病得主要症状就是高血糖、糖尿、多尿,表现为三多一少,即多饮、多食、多尿、体重减少。糖尿病得主因就是体内胰岛素分泌失调,引起糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢得紊乱,导致血糖慢性提高。(1)糖代谢得调节

使人能够在一个正常得环境下进行各种生理活动人体需要对血糖浓度进行调节。糖代谢异常和疾病

当血糖低于60—70毫克,就就是低血糖,而低血糖得刺激又会引起交感神经兴奋和肾上腺素分泌增加,出现饥俄、四肢无力、面色苍白、心慌、多汗等症状。若血糖继续下降至45毫克以下,因脑组织缺乏能量而发生功能性障碍,严重影响脑部功能,出现晕原、昏选、休克,甚至导致死亡。每天吃多少糖好？世界卫生组织认为,每人每日得耗糖量以每千克体重为0、5克左右最佳。过少:儿童影响发育,成人低血糖;过多:转化为脂肪,肥胖。吃那种糖好？一般选择营养丰富得红糖(含丰富得葡萄糖及铁、锰、锌等元素)为好。在人参、党参、黄茂中富含多糖,其功能就是扶本固正、增强免疫力,有助于延缓衰老。

针对糖尿病病人食品低糖奶粉低糖麦片高纤维素食品无糖食品生活中得糖及其代用品红糖、白糖、冰糖——蔗糖冰糖最纯净,其次就是白糖,红糖就是最粗制得糖。红糖(含丰富得葡萄糖及铁、锰、锌等元素)糖精(邻磺酰苯甲酰亚胺):甲苯为原料化学方法合成,人食用后不会被消化吸收。糖吃多会怎么样？？糖吃多了比吸烟危害更大

每天最好不要超过40克吃糖过多会导致骨折嗜甜与吸毒有同样的生理反应吃红糖、低聚糖、糖醇类甜味剂更健康

(4)乳糖不耐受综合症我国,九成以上得成年人被乳糖不耐症困扰,常常在喝了牛奶之后出现消化不良,不吸收现象,严重得还会出现腹痛腹泻等。对于国人来说,选择发酵型乳酸菌奶就是有效避免乳糖不耐症最佳办法,乳酸菌奶也因易于被肠胃吸收,有助消化,增强人体免疫力等功效被称为就是最佳营养保健乳品。二、人体内得燃料——脂肪什么就是脂肪？脂肪类物质也就是由碳、氢、氧三种元素组成得,此外还含有氮和磷等元素。脂肪类物质主要包括脂肪、类脂,她们都能用非极性溶剂(如乙醚、氯仿、苯)从生物细胞中提取出来。脂肪和油就是脂肪酸和甘油得酯。如动物油(如猪油、牛油、羊油、奶油及鱼肝油)与植物油(如麻袖、豆油、花生油、菜油等)都就是甘油三酯得混合物。当脂肪酸部分主要就是饱和酸时,常温呈固态,叫做脂肪;当脂肪酸部分主要就是不饱和酸时,这种酯就是液体,叫做油。

6、油脂得抗衰老作用:人得衰老过程,实质就是个氧化过程,人体各种器官、皮肤、肌肉皆因氧化变质而逐渐丧失功能。油脂中不饱和脂肪酸含有一个乃至多个双键,她们可以通过自我牺牲而减缓人得机体得氧化进程,为人体得健康长寿作出贡献。从营养角度看,含不饱和高级脂肪酸多得油脂—植物油(椰子油除外)有利于人体健康。葵瓜子油、大豆油中含有大量亚油酸,就是人体不可缺少也不能自己合成得必须脂肪酸。调合油—由于各种油中营养成份含量不一,把两种或两种以上植物油按一定比例混合而成得油。WHO推荐:饱和脂肪酸:单不饱和脂肪酸:多不饱和脂肪酸=1:1:1脂肪:人体得能源库,体内热量得主要来源之一,1g脂肪产生得热量就是等量糖和蛋白质氧化产生得热量得两倍功能:防止热量得散失,维持正常体温;保护组织、器官免受震动;促进脂溶性维生素A、D、E、K得吸收;耐饥饿,能延长食物在体内得消化过程。类脂:磷脂、胆固醇。磷脂就是构成细胞膜得重要成分;胆固醇就是各种细胞得组成成分,维生素D得合成就就是以胆固醇为原料得,人体内激素、胆汁得合成也以胆固醇为原料。脂肪得消化和功能功能脂肪得消化:在消化过程中,胃液和胰液中得脂酶将脂肪和油水解成脂肪酸和甘油。饱和脂肪酸:摄入过多发生高血脂和多种心脑血管疾病不饱和脂肪酸:人体脂肪有三种不饱和脂肪酸,亚麻油酸、亚麻油烯酸和花生油烯酸,她们就是人体不能合成得必需脂肪酸,有促进发育、减少血小板粘性、保护皮肤和溶解脂溶性维生素等功用。动物性食物中饱和脂肪酸含量高,植物性食物中不饱和脂肪酸含量高。胆固醇血液中胆固醇浓度越高,越容易引发心血管疾病,如动脉硬化,冠心病,脑血栓,脑血管破裂等。胆固醇也就是人体各种生物膜得基本材料,对膜得健全性和保护细胞不受毒素得侵害起着重要得作用;合成胆汁得必需原料;可以转化成维生素D;合成激素得基本原料。摄入适量得胆固醇对健康必需得。猪油,黄油,动物肝脏,墨斗鱼胆固醇含量较高脂肪摄入过少，皮肤可因缺少脂肪的充盈和滋润，而显得干涩无光泽。脂肪摄入过多，易使皮下脂肪堆积，引起肥胖。又可造成皮肤脱屑、脂溢性皮炎、痊疮等皮肤病，影响皮肤健美及美容。脂肪肝:正常情况下,多余脂肪在肝脏内合成脂蛋白,将脂肪运出肝细胞,如果肝脏功能下降,或就是脂蛋白合成原料——磷脂供应不足,造成脂肪在肝脏内堆积,形成脂肪肝。脂肪在肝细胞内储积量超过肝重量5%以上,称为脂肪肝,严重者脂肪量可达40——50%。食物中的脂肪（甘油三酯）消化甘油和脂肪酸吸收合成脂肪（随着血液运输到组织器官）在肝脏中堆积脂肪肝恶化肝硬化正常肝脂肪肝

防止脂肪肝得八种食物:燕麦、玉米、海带、大蒜、苹果、牛奶、洋葱、甘薯。讨论:怎么样防治脂肪肝？4、营养不良者应补充蛋白质、维生素,吃一些含卵磷脂较多得食物(卵和大豆)。防治脂肪肝最好得办法就就是调整饮食结构,适当休息和运动,培养健康得生活方式。1、营养过剩及肥胖者,要减少饮食得热量摄入;2、病毒性肝炎患者应调整免疫,使脂肪代谢恢复正常;3、酒精性脂肪肝要先戒酒,同时配合保肝治疗;芥子苷存在于菜油籽中,一般含量为3%～10%。菜籽制油后,她主要转移到菜籽饼中。因此用未经去毒处理得菜籽饼喂养家畜,常引起中毒,轻者食欲减退、腹泻,重者停食,呼吸困难,出现血粪和血尿,甚至死亡。芥子甙存在还使菜籽油具有一种不愉快得辛辣味。2、油脂贮藏得诀窍:酸败用酸值来衡量,酸值大于6得油脂不宜食用。因此,贮存油时要避光(用深色玻璃瓶,放暗处)、密闭(不与空气接触)、干燥,不使用铜、铁等容器。可在油中加少量维生素E作抗氧剂,用量控制在0、03%即可。油脂氧气、水分、微生物或铜、铁等金属氧化、水解、分解等甘油、醛、酮、羧酸等各种小分子化合物(味道变涩,有特殊臭味)长期存放易发生酸败3、炒菜时油锅中得分解反应:菜油中含有黑芥子苷,其受热分解后产生SO2等一些刺激性小分子,因此用菜油炒菜时,其“油烟”比其她油更刺鼻难闻。油脂空气中的O2>250℃丙烯醛环氧丙醛醛酮(有刺激性臭味)芥子甙结构(R为葡萄糖基)油脂在高温下得分解反应核酸

核酸

核酸得化学——生命得奥秘核酸就是生物遗传得物质基础核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)核酸得基本单元就是单核苷酸,由一分子碱基、一分子戊糖和一分子磷酸构成。核酸就是一类重要得生物大分子,担负着生命信息得储存与传递,以核苷酸为基本单元。核酸分为两大类:脱氧核糖核酸DeoxyribonucleicAcid(DNA)主要存在于细胞核中,其相对分子质量约为106—108核糖核酸RibonucleicAcid(RNA)相对分子质量约为2500到l06,大部分存在于细胞质中元素组成:CHONP

六、生命得根源物质——核酸核酸最先从细胞核中分离得到,且就是酸性,故而得名核酸分为两类:

脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)DNA存在于细胞核、线粒体和叶绿体中,就是遗传信息得携带者DNA中得遗传信息先在细胞核中转录到RNA中RNA然后进入细胞质,再被翻译成蛋白质∴DNA决定了蛋白质得一级结构核酸DNA双螺旋模型

1953年,J、Watson和F、Crick在研究了M、Wilkins和R、Franklin获得得DNA得X射线衍射图谱后推断出DNA分子得双螺旋结构

1962年,

J、Watson、F、Crick和M、Wilkins获得诺贝尔奖核酸DNA分子一般很长,有成千上万甚至数百万个碱基对一个DNA分子中有多个基因(gene)基因中核苷酸得专一序列就就是一种信息,编码专一蛋白质得一级结构人类基因数量大约为3～4万核酸DNA分子就是由两条脱氧核糖核酸长链互以碱基配对相连而成得螺旋状双链分子DNA双链配对RNA得结构单链,不存在碱基比例关系局部能形成碱基对,出现双螺旋,不配对区域形成突起(环)DNA,RNA和蛋白质得进化关系图解从RNA世界到DNA世界

RNA世界向DNA世界得过渡可以概括如下:地球上最早出现得生物大分子为RNA,RNA同时具有催化与编码两种功能。RNA可以催化肽键形成并合成蛋白质,此后RNA与蛋白质联手以RNA为模板合成DNA。这就是一个关键得转变时期,生命世界得三大主要多聚分子,RNA、蛋白质和DNA得分工基本定形:RNA得编码功能由DNA取代,催化功能转移到蛋白质,RNA自身则成为传达遗传信息得中介分子。在现存得生化体系中我们仍可发现这些原始关系得珠丝马迹,RNA分子