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1、章 生命的物质基础, 生命的形式多种多样 生命的形态多变 但是化学成分是统一的 元素：无机界的 C、H 、P 、N 、O、S 分子：蛋白质、核酸、脂、糖、维生素 认识生命 认识组成生命的物质,第 一 节 生物体的主要元素及其功能,生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似。 参与生物体组成，构成生命不可缺少的元素大约27种，它们在元素周期表中的分布。,参与生物体组成的元素在元素周期表中的位置,一、常量元素（万分之一） 指在生物体内含量较高，至少约占生物体质量的万分之一以上，且在生物体内具有重要生物功能的组成元素。 主要包括：C、H 、O 、N 、S 、P 、Cl 、Ca、 K、Na、Mg 等1
2、1种元素。 其中 C、H、O、N、P、S、Ca等，约占生物体元素组成的99.35%。,“反自然” 现象 自然界：C、H、N 总和 96% 生命具有浓集自然界中稀少元素的能力，而这种能力也正是生命的一种突出的特征。 海藻中碘含量是海水的200万倍。 环境毒物在人体内的富集：铅、汞 、DDT,人体的元素组成,96%,O存在于几乎所有的有机化合物中，是构成 水的元素之一，又为细胞呼吸所必需。 C相互联结成环或链，形成各种生物大分子 的基本骨架。 H几乎存在于所有的有机化合物中，是构成水 的另一种元素。在生物代谢反应中，H+还与 电子及能量的转移有关。 N是蛋白质、核酸、植物细胞中叶绿素等的重要 组成
3、元素。,常量元素的生物功能,钙人每天需要摄入多少钙？,从粪、尿、汗中排出： 320450 mg 吸收率约 40% ： 320 100/40=800 mg,人体每天需要补充钙的数量 成人 800 mg 婴儿（10个月） 400 mg 幼儿（3岁） 600 mg 少年（10岁） 800 mg 青年（1218岁） 1000 mg 老年 1200 mg 孕妇/哺乳 1500 mg,钙参加几乎每一种生理代谢过程,Ca 在体内的生理作用（ 1.5% 2%） 99%以羟基磷灰石结晶形式存在，主要集中在 骨骼及牙齿 99%；血浆中 10克 需要 Ca 参与的生理过程 肌肉：肌肉收缩 免疫： 白细胞吞噬功能 循
4、环：血液凝固 内分泌：激素分泌 毛细血管通透性 骨骼： 骨骼形成 微循环改善 神经： 神经肌肉应激性 Ca 调节多种酶的活性,婴、幼、少儿-佝偻病 老年人-骨质疏松症,缺钙引起的疾病,佝偻病患儿,食物来源,含钙丰富的食物 mg/100g,二、微量元素 指在生物体内含量很少，一般在百万分之一 （g/g）或亿分之一（ng/g）级的组成元素。,主要包括：Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Se、Cr、 Ni、V、Sn、Si、I、F、B、Al等16种 元素。,功能：主要作为酶的激活剂或辅因子。,微量元素的功能： Fe氧的运送和酶的活性有关。缺少时，引 起缺铁性贫血。 Cu发生冠心病的主要原因，与酶的活
5、性有 关。 Zn在青少年的发育生长、癌症等的发病和 防治起有作用。 Mo与酶的活性、食道癌的发病率和防治 有关。,I 缺碘产生地方性甲状腺肿大，幼儿发生 呆小症。 Mn 与酶的活性有关。 Co 是维生素B12的成分，是红细胞形成及成 熟的必需成分。缺钴可引起恶性贫血。 V（钒） 有促进造血、降血压和抑制胆固醇的生 物合成作用。 F 齿骨的组分之一，与牙齿健康有关。缺 氟易产生龋齿；过多则形成斑齿和氟中 毒。,Ni（镍）有刺激造血、促进红细胞增生的作用。 Sn（锡）影响骨钙化速度。 Si（硅）植物中含量较多，是植物细胞壁的重要组分。 Se（硒）谷胱甘肽过氧化酶的活性中心成分，故对生物体内分解活性
6、氧，清除自由基具有重要作用。缺硒产生克山病。,常量元素,微量元素,要证明某一种微量元素在营养学上是必不 可少的，至少需要做下面三个方面的实验: （1）让实验动物摄入缺少某一种元素的膳食，观察 是否出现特有的病症。 （2）向膳食中添加该元素后，实验动物的上述特有 病症是否消失。 （3）进一步阐明该种元素在机体中起作用的代谢 机理。,序号 必须的宏量元素 必需的微量元素 成人日需摄入量（毫克） 来源 1 钙Ca 800 奶制品，绿色蔬菜 2 磷P 8000 奶制品，蛋类，肉类，鱼，禽，核桃，谷类 3 钾K 4 硫S 5 钠Na 食盐 6 氯Cl 17005100 任何食物 7 镁Mg 2.55 核
7、桃，谷物，菜豆，豌豆 8 铁Fe 10 肉类，尤其肝脏，绿叶蔬菜，黑木耳，海带，芝麻 9 锌Zn 1216 动物肝脏，肉类，牛奶，蛋，海产，粗粮，干豆类， 10 铜Cu 23 动物肝脏，干豆，豌豆，菜豆，核桃，水果，蟹，虾，牡蛎 11 碘I 0.150 海带等海洋食品，碘盐 12 锰Mn 22.5 核桃，豆类，谷类，茶叶 13 硒Se 0.050.2 肉类，鱼，动物肝脏，谷物，芝麻，大蒜，水果 14 氟F 11.5 食水 15 钼Mo 0.150.5 动物肝脏，谷物，干豌豆，菜豆，肉类，肾，卷心菜，大白菜 16 钴Co 0.001 动物肝脏，肾，骨头 17 铬Cr 0.0050.2 谷物，肉类
8、，乳酪，蛋类，动物肝脏，粗粮，甲壳类，黑胡椒 18 镍Ni 0.001 绿色蔬菜，茶叶，荞麦 19 钒V 鱼，蘑菇 20 锡Sn 含酒石酸锡食物 21 硅Si 15 鱼类 22 砷As,人体微量元素的主要来源,第二节 生物的分子组成,生物体的主要分子组成,生物小分子和生物大分子的关系,一、水,1、水的特性, 水是细胞中各种离子和极性溶质的优良溶剂分子。, H2O易与临近的H原子形成氢键，使水具有黏性、 吸附性和一定的表面张力。, 水是极性分子，2个H原子与1个O原子形成H2O 分子时，形成2个呈V型的极性共价键。, H2O比热容及相变热大,2013年5月25日摄于小湄河,2水在生物体内的作用
9、（1）水是代谢物质良好的溶剂和运输载体。 （2）水是促进代谢的反应物质和结构物质。 （3）水具有调节和联系生理功能的作用。 （4）在温度改变时，热量的需求和释放均较 大，有利于保持细胞温度和代谢速率的 稳定，有利于维持体温。,养成正确补充水分的习惯：,1.清晨起床先饮一杯水（清肠胃、润咽喉） 2.适时补水。 3.高温环境下，避免水分过分流失。 4.多说话多喝水。 5.反复烧开的谁不要喝。 6.剧烈运动后，喝水要少量频饮。 7.过分出汗后，补充淡盐水。,二. 无机盐,一般以离子状态存在，主要包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HPO4 3-等离子。浓度相对稳定 生理功能： （1）对细胞
10、的渗透压和pH起着重要作用； （2）酶的活化因子和调节因子，如Mg2+、Ca2+； （3）合成有机物的原料, 如PO4 3 -合成磷脂、核苷酸； （4）参与动作电位、肌肉收缩等， Na+、K+、Ca2+。,铁缺乏时对人体的影响：工作效率降低、学习能力下降，冷漠呆板；缺铁儿童易烦躁，抗感染抵抗力下降。此外，常有自述心慌、气短、头晕、眼花、精力不集中等症状。,三、糖类,糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩合物 和某些衍生物的总称，是自然界分布最广的 有机物质。,糖是由C、H、O三种元素 组成，一般C:H:O = 1:2:1， 分子通式为(CH2O)n。,葡萄糖的分子模型,（1）生命活动所需能量来源； （
11、2）重要的中间代谢产物； （3）构成生物大分子，形成糖脂和糖蛋白； （4）是细胞中重要的结构成分。,1. 糖类的生物学功能,2. 糖的分类,单糖构成各种糖分子的基本单位。 寡糖由210分子的单糖分子结合而成。 多糖由大量单糖或衍生物分子连接而成 的聚合体。 结合糖由糖类和非糖物质结合而成。,依据：糖分子是否水解及水解产物的组成情况。,3. 单糖 构成糖分子的基本单位,葡萄糖结构式,天然单糖大多数是D-型糖，有环式和开链式两种结构 。,- D-吡喃葡萄糖,-D-吡喃葡萄糖,单（醛）D型糖分类,重 要 的 单 糖,甘油醛 核糖 脱氧核糖,3. 单糖 构成糖分子的基本单位,葡萄糖,己糖：葡萄糖、果糖
12、、半乳糖、甘露糖,半缩醛羟基,葡萄糖 半乳糖 果糖,果糖,4. 二糖（disaccharide）,二糖又称为双糖，由两分子的单糖经过 脱水缩合作用形成糖苷键连接而成。,重要的二糖：蔗糖、麦芽糖和乳糖。,蔗 糖,葡萄糖-，（12）果糖苷,半乳糖-（14）葡萄糖苷,乳 糖,麦芽糖,葡萄糖-（14）葡萄糖苷,乳糖仅存在于乳汁。 膳食中含有较少的麦芽糖和海藻糖，均由2分子的葡萄糖组成，只是糖苷键的构成不同。 麦芽糖存在发芽的谷粒。 海藻糖存在于发酵食物、菌类及甲壳类海产品。 乳糖不耐症,甜度,果糖（173） 蔗糖（100）麦芽糖（46） 乳糖（30）,糖醇（多元醇） 单糖的衍生物 不易于消化，其能值低
13、于大多数可溶性碳水化合物，为0.2-3kcal/g，因此，血糖生成指数小、产能相对缓慢。 不易引起龋齿。 作为甜味剂生产低热量或无糖食品，如糖果、口香糖、烘焙食品、罐头水果、果酱、饮料等。,木糖醇： 存在于多种水果、蔬菜 氢化木糖可以生产，甜度与蔗糖相等 其代谢不受胰岛素调节，可被糖尿病患者接受。,（3）麦芽糖醇 麦芽糖氢化制得 可作为功能性甜味剂用于心血管病、糖尿病等患者的保健食品。 防龋齿。,苦荞麦芽糖醇沙琪玛,苦荞麦芽糖醇蛋黄派（草莓味）,5. 多 糖,多糖一般是由几百个或几千个单糖分子间 通过脱水缩合而成的分支或不分支的长链分子。 主要为-葡萄糖分子间的缩合。 包括淀粉和非淀粉多糖（果胶、纤维等）,糖原,淀粉,纤维素,（16）糖苷键 （14）糖
