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1、人体骨架元素与其他元素 组成人体的元素中，含量最高的是氧，为65。但是，由于在人体组成成分中，主要以有机物为主，因此，由于水的含量高从而导致含量最高的氧元素，并不是研究人员的主要考虑对象。碳在人体元素成分表中，含量为18，居第二位。由于碳是有机物的骨架元素，所以，人们往往花很大气力去分析和探讨它的存在。 人体元素中，碳、氧、氮、氢约占了96，在成分表中具有绝对的多数。在人体中，元素的存在形式主要为水和含碳有机物两种。 人体内所含有的元素，目前已知的达到60多种。现在认为，维持生命的必需元素为：氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、钠、氯、硫、镁、铁、硅、锌、铜、锰、钴、碘、钼、共19种。关于氟的必需性，
2、目前尚存疑问。另外，硼、铝、金、银、汞等元素的必需性也存在疑问。有不少人认为这几个元素是偶然进入人体内的，而并不是人体所必需的。 人体的构成元素，从周期表来看，广泛地分布于第I族到第 族。大多数元素属于第1周期到第4周期，原子序数比较小，因此，大多数是比较轻的元素。 除碳、氧、氮、氢外，对于其他元素成分而言，钙、磷在骨质中很多，钾在细胞内液中比较多，钠在细胞外液中也就是血液和组织间液中比较多。硫是蛋白质成分，氯和镁是存在于体液中的盐类，铁是血红素的成分，铜是酶的成分，锰是辅酶的成分，碘含于甲状腺素中，钴含于维生素B12中（表2-2）。表2-2 人体的组成元素 元素质量分数/%主要含有的分子氧6
3、5水，有机物碳18碳水化合物，脂质，蛋白质，核酸氢10碳水化合物，脂质，蛋白质，水氮3蛋白质，核酸钙1.5骨无机质磷1.0碳水化合物中间体，核酸，骨无机质硫0.25蛋白质钾0.2细胞内液钠0.15细胞外液（血浆、组织液）氯0.15细胞内外液镁0.05细胞内外液铁0.006血红素铜0.0002铜蛋白质锰0.00003辅酶碘0.00004甲状腺激素钴维生素B2二、人体所含的主要化合物人体化合物的分类形式一般如下： 各种成分在人体中的比例，随着人体的年龄、性别、营养状况以及个体差别等而有不同，其中脂质尤为明显。脂质多的人，水分变少。其他的成分则大多数比较稳定。蛋白质的含量一般约为1518(表2-3)
4、表2-3 人体所含的主要化合物 化合物含量（占体重的百分数）/%化合物含量（占体重的百分数）/%水6075碳水化合物1蛋白质1518无机质26脂质1658 构成人体的成分，依人体的部位、器官、组织、细胞等的不同也有差别，例如，血液中的水含量为7781，牙齿的珐琅质中只有2；就蛋白质而言，在筋肉中其含量达到1722，而在血清中只有7。1、水人体中的水含量及其分布，与年龄直接相关。一般年龄越小，水含量越高，细胞外液中的水分布越多(表2-4)。另外，人体的水含量与机体内的脂肪含量也存在有一定的关系。由于脂肪组织含水很少，所以胖人机体内的水含量一般比较少。从水对生命体的重要性来讲，同样体重的瘦人和胖人
5、，如果丢失同样重量的水分，则对胖人的损害将更大。表2-4 不同年龄组的小儿与成人体内水的含量与分布（占体重） 足月新生儿1岁214岁成人体液总量80706560细胞内液35404040细胞外液细胞间液40252015血浆5555 2、无机质一个体重65的健康男子的化学组成上，无机质的总量约为4，占整个体重的6。在这4无机质的分布中，骨骼部分占80以上，筋肉部分占约10（表2-5）。表2-5 4.0无机质的体内分布 组织部位质量分数/%组织部位质量分数/%骨骼83.1脑0.7筋肉10.4血液0.7皮肤1.0肠0.6肝脏0.8肺0.5 另外，在组织的细胞内液与细胞外液中，无机质的构成也存在着差别。
6、其中，细胞内液主要含钾离子，细胞外液主要含钠离子。3、碳水化合物机体中的碳水化合物，主要有糖原及粘多糖类成分。糖原是人体的主要碳水化合存在，是维持人体正常血糖值的重要成分，但一般其含量不足1。4、脂质机体内的脂质，实际是贮藏着的脂肪和类脂。正常人体中，脂质大约占1025。其中，脂肪主要分布在皮下、腹腔、肌肉间隙和脏器周围，常以大块脂肪形式存在。机体内的脂肪含量与机体所能获得与消耗的能量有比较大的联系，因此经常处于变动中。类脂是细胞膜状结构的基本成分，在神经组织中含量比较丰富，一般在人脑和神经组织中约占210。整个人体中，类脂约占5。表2-6 人体各组织的蛋白质含量组织部位含量/干重组织部位含量
7、/干重皮肤63心脏82横纹肌80肺82骨骼28肾脏72脑及神经45消化道63肝脏57体液855、蛋白质蛋白质在机体中的含量比较稳定，一般为1518。人体的任何一个细胞、组织和器官中都含有蛋白质，皮肤、肌肉、内脏、毛发、韧带、血液等都以蛋白质为主要成分，就是在骨骼中也含有蛋白质。人体各组织蛋白质的含量见表2-6。土壤的组成土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系，其相对含量因时因地而异。 土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。n 土壤矿物质占土壤的绝大部分，约占土壤固体总重量的90%以上。n 土壤有机质约占固体总重量的1%10%，一般在可耕性土壤中约占5%，且绝大部分在土壤表层。 土壤液相是
8、指土壤中水分及其水溶物。 土壤中有元数孔隙充满空气，即土壤气相，典型土壤约有35%的体积是充满空气的孔隙。所以土壤具有疏松的结构。l土壤无机矿物质土壤矿物是岩石经过物理风化和化学风化形成的。按其成因分为原生矿物、次生矿物。在土壤形成过程中，原生矿物以不同的数量与次生矿物混合成为土壤矿物质。(1)原生矿物: l 各种岩石受到不同程度的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变；l 主要有石英（SiO2）、长石（KalSi3O8）、云母类(K(SiAl)Al2O10(OH)2)、辉石(Mg,Fe)SiO3)、角闪石(Mg,Fe)7(Si4O11)2(OH)2)、橄榄石(M
9、g,Fe)2SiO4)、赤铁矿。l 原生矿物的种类和含量，随母质的类型、风化强度和成土过程的不同而异。l 10.001mm的砂和粉砂几乎全部是原生矿物。l 原生矿物中，石英最难风化，长石次之，辉石、角闪石、黑云母易风化。因而石英常成为较粗的颗粒，遗留在土壤中，构成土壤的砂粒部分;辉石、角闪石和黑云母在土壤中残留较少，一般都被风化为次生矿物。土壤中主要原生矿物四类：硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。硅酸盐类矿物占岩浆岩重量的80%以上。1) 硅酸盐矿物：常见长石类、云母类、辉百类和角闪石等，大都不很稳定比较容易风化而释放出钠、钾、钙、镁、铁等元素，同时形成次生矿物。2) 氧
10、化物类矿物：包括石英(SiO2)、赤铁矿(Fe2O3)、金红石(TiO2)等，相当稳定，不易风化。石英是土壤中分布最广的一种矿物力砂粒的主要成分。3) 硫化物类矿物：在土壤中通常只有铁的硫化物矿物，即黄铁矿和自铁矿。二者是同质异构物，分子式均为FeS2。极易风化，成为土壤中硫的主要来源。4) 磷酸盐类矿物：土壤中分布最广的是磷灰石，包括氟磷灰石Ca5(PO4)3F和氯磷灰石Ca(PO4)3Cl两种，是土壤中无机磷的重要来源。(2)次生矿物：大多数是由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。据其性质与结构可分为三类：简单盐类、三氧化物类、次生铝硅酸盐类。l 简单盐类：属
11、水溶性盐，易淋溶流失，一般土壤中较少，多存在于盐渍土中。如方解石(CaCO3)、白云石Ca、Mg(CO3)2、石膏(CaSO42H2O)、泻盐(MgSO47H2O)、芒硝(Na2SO410H2O)、水氯镁石(MgC126H2O)等。是原生矿物经化学风化后的最终产物，结晶构造也较简单，常见于干旱和半干旱地区的土壤中。l 三氧化物类：土壤矿物质中最细小部分，粒径小于0.25m，称之为次生粘土矿物。如针铁矿(Fe2O3H2O)、褐铁矿(2Fe2O33H2O)、三水铝石(A12O33H2O)，是硅酸盐矿物彻底风化后产物，结晶构造较简单，常见于湿热的热带和亚热带地区土壤中。l 次生铝硅酸盐类：土壤矿物质
12、中细小部分，粒径小于0.25m。土壤很多重要物理、化学过程和性质都和次生铝硅酸盐种类和数量有关。这类矿物在土壤中普遍存在，种类很多，是由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成。是构成土壤的主要成分，故又称为粘土矿物。由于母岩和环境条件的不同，使岩石风化处在不同的阶段，在不同的风化阶段所形成的次生粘土矿物的种类和数量也不同。但其最终产物都是铁铝氧化物。例如，在干旱和平干旱的气候条件下，风化程度较低，处于脱盐基初期阶段，主要形成伊利石；在温暖湿润或半湿润的气候条件下，脱盐基作用增强，多形成蒙脱石；在湿热气候条件下，原生矿物迅速脱盐基、脱硅，主要形成高岭石。再迸一步脱硅的结果，矿物质彻底分解，造成铁铝氧化物
13、的富集(即红土化作用)。 伊利石(或水云母)(OH)4Ky(Al4Fe4Mg4Mg6)(Si8-yAly)O20风化程度较低，一般土壤中均有分布，但以温带干旱地区土壤中含量最多。其颗粒直径小于2m，膨胀性较小，具有较高的阳离子代换量，并富含钾(K2O4%7%)。 蒙脱石A14SiO20(OH)4为伊利石迸一步风化产物，是基性岩在碱性环境条件下形成的，在温带干旱地区的土壤中含量较高。其颗粒直径小于1m，阳离子代换量极高。所吸收的水分植物难以利用，富含蒙脱石土壤，植物易感水分缺乏。 高岭石A14Si4O10(OH)8为风化程度极高的矿物，主要见于湿热的热带地区的土壤中，在花岗岩残积母质上发育的土壤
14、中含量也较高。其颗粒直径较大，为0.15.0m，膨胀性小，阳离子代换量亦低。富含高岭石的土壤，透水性良好，植物可获得的有效水分多，但供肥、保肥能力低，植物易感养分不足。2土壤有机质l 作用：是土壤中合碳有机化合物的总称。一般占固相总重量的10%以下，是土壤的重要组成部分，是土壤形成的主要标志，对土壤性质有很大的影响。l 分类：两大类，一类是组成有机体的各种有机化合物，称为非腐殖物质，如蛋白质、糖类、树脂、有机酸等；另一类是称为腐殖质类有机化合物，它不属于有机化学中现有的任何一类，它包括腐殖酸、富里酸和腐黑物等。3土壤水分l 来源：土壤水主要来自大气降水和灌溉。在地下水位接近地面(23m)的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。此外，空气中水蒸气遇冷凝成为土壤水分。l 种类：水进人土壤以后，由于土壤颗粒表面的吸附力和微细孔隙的毛细管力，可将一部分水保持住。但不同土壤保持
