《合工大化学与健第三章 人体中的化学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《合工大化学与健第三章 人体中的化学（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 人体中的化学元素3.1 人体中的化学元素3.2 人体中重要的生命有机化合物3.3 人体中的化学反应1q 生命必须元素生命必须元素 钙钙：骨骼与牙齿骨骼与牙齿 碳、氢、氧、氮、硫、磷碳、氢、氧、氮、硫、磷：脂肪、糖、蛋白质、酶、核酸脂肪、糖、蛋白质、酶、核酸 钾离子、钠离子、氯离子钾离子、钠离子、氯离子：体液体液 其他必须元素其他必须元素：铁、硒、碘、钒、铬、镍、氟、硅、铜、锌、铁、硒、碘、钒、铬、镍、氟、硅、铜、锌、钴、锰、钼钴、锰、钼3.1 人体中的化学元素2q 常量元素与微量元素常量元素与微量元素 常量元素：常量元素：人体中含量高于高于0.01%的元素。 碳（C）、氢（H）、氧（O
2、）、氮（N）、磷（P）、硫（S）、钙（Ca）、钠（Na）、钾（K）、镁（Mg）、氯（Cl）、硅（Si）等12元素 占人体的99.71%，氧特别多（来自于水） 微量元素微量元素：人体中含量低于低于0.01%的元素。 铁（Fe）、碘（I）、钒（V）、氟（F）、镍（Ni）等14种微量元素 作用非常重要3.1 人体中的化学元素3q 宇宙、太阳系和地球上的元素组成宇宙、太阳系和地球上的元素组成3.1 人体中的化学元素4q 人体内元素的来源人体内元素的来源：通过饮食来源于地球通过饮食来源于地球 自然界中的四个圈层：自然界中的四个圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈大气圈、水圈、岩石圈、生物圈3.1 人体中的
3、化学元素v 生物圈与大气圈、水圈和岩石圈之间存在物质和能量的交换。生物圈与大气圈、水圈和岩石圈之间存在物质和能量的交换。5Reduce the Carbon Dioxide Emission Natural Photosynthesis8Reduce the Carbon Dioxide Emission Natural Photosynthesis9第三章 人体中的化学元素3.1 人体中的化学元素3.2 人体中重要的生命有机化合物人体中重要的生命有机化合物3.3 人体中的化学反应10q 人体中六种主要元素六种主要元素（碳、氢、氧、氮、磷、硫碳、氢、氧、氮、磷、硫）构成了组成人体的氨基酸、蛋白
4、质、脂肪、糖类、酶和核酸氨基酸、蛋白质、脂肪、糖类、酶和核酸。3.2 人体中重要的有机化合物11q 氨基酸氨基酸3.2 人体中重要的有机化合物-COOH-NH2氨基酸氨基酸 大部分是大部分是 氨基酸氨基酸 氨基酸可以呈中性、酸性或碱性，是两性物质两性物质。 氨基酸都是无色晶体，无色晶体，熔点较高，易溶于水，不溶熔点较高，易溶于水，不溶于有机溶剂于有机溶剂。12q 蛋白质蛋白质 一切生命组织的基础物质生命组织的基础物质，在生命现象和生命过程中起决定性作用。 机体中的每一个细胞细胞和所有重要组成部分所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%20% 主要含碳、氢、氧、氮、硫碳、氢、氧、
5、氮、硫等元素。由氨基酸氨基酸以脱水缩合脱水缩合的方式组成的多多肽链肽链经过盘曲折叠盘曲折叠形成的具有一定空间结构具有一定空间结构的物质。（一般由几百个乃至几千个氨基（一般由几百个乃至几千个氨基酸构成）酸构成） 3.2 人体中重要的有机化合物甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸甘氨酰丙氨酸甘氨酰丙氨酸肽键肽键 二肽二肽133.2 人体中重要的有机化合物甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酰甘氨酸丙氨酰甘氨酸肽键肽键 20种氨基酸的组合可以产生种氨基酸的组合可以产生“无限无限”多种可能。多种可能。 蛋白质分子蛋白质分子（多肽链多肽链）143.2 人体中重要的有机化合物 蛋白质的结构结构（四级结构四级结构） 具有生物活
6、性的蛋白质牛胰岛素人工合成（1965年，我国科学家）153.2 人体中重要的有机化合物 蛋白质是两性物质两性物质，与酸碱均反应生成盐。溶于水或极性溶剂，不溶于有机溶剂。在酸、碱、酶的催化作用下易水解水解（形成氨基酸）。 蛋白质按照分子形状分子形状可分为 球形蛋白质（水溶性较大，如血红蛋白、酶血红蛋白、酶） 纤维蛋白质（不溶于水，如角蛋白、骨胶蛋白、肌蛋白角蛋白、骨胶蛋白、肌蛋白）163.2 人体中重要的有机化合物 蛋白质的作用蛋白质的作用 构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白构蛋白。 细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数大多数酶都是蛋白都是蛋白质。 有些蛋白质具有运运输载体体的功能
7、。（血血红蛋白运蛋白运输氧氧） 有些蛋白质起信息信息传递作用，调节机体的生命活动。（胰胰岛素素） 有些蛋白质有免疫功能免疫功能，帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。17q 脂肪脂肪 也称油脂油脂，主要由脂肪酸脂肪酸和甘油甘油组成，称为甘油三酯甘油三酯，其通式为：3.2 人体中重要的有机化合物 油脂在人体中的作用作用：提供能量；溶解维生素；保护蛋白质提供能量；溶解维生素；保护蛋白质 体内脂肪过多体内脂肪过多：肥胖；骨骼负担重；心血管工作超负荷肥胖；骨骼负担重；心血管工作超负荷 脂肪酸脂肪酸可以分为饱和脂肪酸饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸是人体必需的，无法体内合成无法体内合成，
8、只能从食物中摄取。（亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸）18q 糖类糖类：又名碳水化合物碳水化合物，包括纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖和纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖和肝糖肝糖等。（单糖、低聚糖、多糖单糖、低聚糖、多糖） 通式为： （也有例外的：鼠李糖也有例外的：鼠李糖） 单糖单糖：不能水解成更简单的多羟基醛和多羟基酮的碳水化合不能水解成更简单的多羟基醛和多羟基酮的碳水化合物物。包括：葡萄糖葡萄糖和果糖果糖。 葡萄糖葡萄糖：存在于葡萄汁，其他果汁和植物的根、茎、叶和花絮中与动物的血液中。是人体新陈代谢不可缺少的营养物质。工业上工业上，通过水解淀粉和纤维素得到。 果糖果糖：存在于蜂蜜蜂蜜和水果水果中。用作营养剂
9、和防腐剂。3.2 人体中重要的有机化合物19 低聚糖低聚糖：糖类分子水解后，每个分子能产生2-10个单糖分子的糖。主要是蔗糖蔗糖和麦芽糖麦芽糖（二糖）。 蔗糖水解生成一个分子的葡萄糖和一个分子的果糖； 麦芽糖水解生成两个分子的葡萄糖； 多糖多糖：水解能够产生10个以上个以上单糖分子的碳水化合物。 作用：1. 作为生物的骨干作为生物的骨干：纤维素、甲壳素 2. 储备养料储备养料：淀粉、肝糖3.2 人体中重要的有机化合物203.2 人体中重要的有机化合物q 核酸核酸 最早从细胞核中提取细胞核中提取，故称为核酸。 对遗传信息的储存遗传信息的储存、蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成起决定性作用。 链状高
10、分子有机物高分子有机物，分子量在几百万以上，由核苷酸核苷酸组成。213.2 人体中重要的有机化合物 核酸分为核糖核酸（核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA） RNA与DNA的结构（双螺旋结构双螺旋结构）223.2 人体中重要的有机化合物 核酸的功能功能：重要生理功能，生物遗传的物质基础重要生理功能，生物遗传的物质基础 DNA存在于细胞核细胞核中，是遗传信息的携带者 RNA存在于细胞质细胞质中，存在于DNA分子上的遗传信息，由由DNA传递给传递给RNA，再传递给蛋白质，再传递给蛋白质，通过DNA的复制将遗传信息传递下去。23第三章 人体中的化学元素3.1 人体中的化学元素3.2
11、 人体中重要的生命有机化合物3.3 人体中的化学反应人体中的化学反应243.3 人体中的化学反应q 人体内化学反应的特点特点： 反应条件反应条件：常温常压，接近中性的温和条件 反应速度反应速度：特别快（酶催化）q 催化反应 活化能活化能 催化剂的特点：加速（减速）性；选择性加速（减速）性；选择性253.3 人体中的化学反应q 生物氧化反应生物氧化反应 人体内氧化反应氧化反应需要氧气（供给能量，生长，热力学第二定律与进化和生物生长的“矛盾”，生长与衰老） 氧气的输送氧气的输送：呼吸呼吸血液输送氧气血液输送氧气血红蛋白血红蛋白 血红蛋白的活性成分血红素含铁辅基血红素含铁辅基 配位化学配位化学 可逆
12、过程可逆过程26Novel Accurate Rescue Strategies Using Non-pulmonary Oxygenation*As a emergency medicine to provide the oxygen to human body that loses part of its pulmonary ability via either the injection or oral administration.* Sponsored by Office of Naval Research (ONR) Idea KeyControlled release of ox
13、ygen-source materialTechnique Microencapsulation27Research In VCU - Novel Accurate Rescue Strategies Using Non-pulmonary OxygenationOxygen sourceHydrogen peroxide (HP) or Urea hydrogen peroxide (UHP)Barrier materialPoly (lactic-co-glycolic acid) PLGA Biodegradable polymerMicroencapsulation Technique
14、Solvent extraction of solid/oil/oil suspension28Research In VCU - Novel Accurate Rescue Strategies Using Non-pulmonary OxygenationSEM picture of the pure PLGA (above), PLGA microspheres with urea hydrogen peroxide (UHP) encapsulated (to the right)29Research In VCU - Novel Accurate Rescue Strategies
15、Using Non-pulmonary OxygenationThe schematic diagram of the setup of the In-Vitro test (left) and the release kinetics of the microspheres (right). 30Research In VCU - Novel Accurate Rescue Strategies Using Non-pulmonary Oxygenation By Product - EmulsionWater in Oil Emulsion (W/O) Water Phase: 50 wt
16、% hydrogen peroxide solution in water Oil Phase: Perfluorodecaline (PFD) Surfactant: Demnum SH In-Vitro hydrogen peroxide release kinetics313.3 人体中的化学反应q 酶促化学反应酶促化学反应 酶酶： 具有催化作用的蛋白质蛋白质，由氨基酸组成。 有些酶还需要非蛋白质成分非蛋白质成分（即辅基）才具有活性。辅基为金属离子的酶称为金属酶金属酶。酶促化学反应的特点特点：高效性、专一性、环境条件温和高效性、专一性、环境条件温和。 酶的命名：以其作用的化合物（底物）来命名以其作用的化合物（底物）来命名。323.3 人体中的化学反应常见的金属酶常见的金属酶 氧化还原反应氧化还原反应 水解反应水解反应33
