《化学与生命》PPT课件.ppt

第五章 化学与生命,本章内容,5.1 生命体中重要的有机物 5.2 人体中的化学元素 5.3 平衡饮食,人体内碳、氢、氧、氮、磷、硫 6种元素，它们是组成人体中糖和脂肪、氨基酸和蛋白质、酶和核酸等物质的基础。,5.1 生命体中重要的有机物,一、人体内分布最广的有机物-糖类,糖类（碳水化合物）是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物。,单糖：最简单，可直接被机体吸收利用。 如：葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖；,1. 糖类物质的分类,双糖：二分子单糖缩合而成。如：蔗糖、麦芽糖。,多糖：单糖分子聚合而成。 如：淀粉、膳食纤维等。,单糖和双糖能溶于水，多有甜味。,葡萄糖分子式：C6H12O6,葡萄糖,C6H12O6（s）6O2（g）6CO2（g）6H2O（l）,C6(H2O)6,蔗糖,分子式,C12H22O11,C12(H2O)11,在体内的消化吸收:,淀粉,淀粉是绿色植物光合作用的产物，分子含有几百到几千个单糖单元。,膳食纤维,食物中不能被人体消化酶分解的多糖的总称.,特殊生理作用:,通便防癌,促近肠道蠕动,利于排便;,吸附由细菌分解胆酸等生成的致癌物质;,降低血清胆固醇,可吸附胆酸，促进肝内胆固醇代谢;,降低餐后血糖及防止热能摄入过多,吸附某些化学物质,2. 糖类的代谢,无氧酵解,乳酸、丙酮酸,高血糖和糖尿病,特征“三多一少” ：多饮、多尿、多食；体重下降。,血糖浓度超过肾脏阀值(160-180mg/L)就出现糖尿。,检测原理：,CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)2 Cu2O CH2OH（CHOH)4COOH2H2O,本质：血糖的来源和去路失去动态平衡，来源多，消耗少，收入大于支出造成。,二、人体内的燃料-脂肪,结构：由甘油和脂肪酸组成的甘油三酯，其中甘油的分子比较简单，而脂肪酸的种类却不相同。,当脂肪酸部分主要是饱和酸时，常温呈固态，叫做脂肪；,当脂肪酸部分主要是不饱和酸时，常温呈液态，叫做油。,体内热量的主要来源之一（1g脂肪产生的热量是等量糖和蛋白质氧化产生的热量的两倍），维持正常体温；,为机体提供必需脂肪酸（不饱和脂肪酸）；,生理功能：,促进脂溶性维生素的吸收。,必须脂肪酸：人体必需但又不能自身合成，必须从食物中摄取的多种不饱和脂肪酸。,功能：,组织细胞的组成成分：细胞膜；,对机体具有保护作用：促进胆固醇代谢，预防脂肪肝和心血管病。,氢化植物油,氢化植物油,氢化植物油硬度增加，可塑性、乳化性增强，可使食物更加酥脆，还能延长其保质期，因此被广泛地应用于食品加工。加工过程中，往往会产生一些反式的不饱和脂肪酸，对人体心脏、心脑血管的损害很大。商品名称：奶精、起酥油、植脂末、人造奶油、代可可脂等。,三、生命的物质基础蛋白质,蛋白质是生命体系中最重要的一类生物大分子（人体内肌肉、肝脏、酶和毛发），占人体细胞干重的80。,人体内蛋白质的种类很多（约有1万多种），由约20种氨基酸按不同比例组合而成，并在体内不断进行代谢与更新。,蛋白质是一切生命活动的主要物质基础，是生命活动的主要承载者。,氨基酸是组成蛋白质的基本单位，是含有一个碱性氨基（NH2）和一个酸性羧基（COOH）的有机化合物，氨基一般连在羧基旁的第一个碳原子上（又称碳原子）。,1、 氨基酸,通式：,2、多肽及肽键,多肽也叫肽，由多个氨基酸通过氨基和羧基之间脱水缩合而成的。缩合形成的酰胺键称为肽键。肽在生物体内起着很重要的作用 。,3、蛋白质,一级结构：,是指氨基酸通过共价键即肽键连接而成的线性序列。,（1）蛋白质的结构,二级结构： 蛋白质多肽链本身的折叠方式，是多肽链局部的空间结构，主要有螺旋、折叠等几种形式。,三级结构：多肽链上的基团（羟基、巯基、游离的氨基、羧基等），相互借助于分子间作用力使分子链扭曲、折叠，形成蛋白质特有的立体三级结构。,四级结构：指数条具有独立的三级结构的多肽链通过非共价键相互连接而成的聚合体结构。,构成细胞和生物体的重要物质：结构蛋白； 催化作用：各种酶； 运输作用：血红蛋白； 调节作用：调节新陈代谢、生长发育的某些激素等； 免疫作用：如人体内抗体（免疫球蛋白）等；,（2） 蛋白质的功能,甲醛致癌机理,生成羟甲基衍生物，导致蛋白质变性,三聚氰胺事件,蛋白质 含N量：15-17.6%,66.6%,导致肾结石，肾功能不全,四、生命反应中的催化剂酶,酶是一类具有催化活性的蛋白质,由生物细胞在基因指导下合成，又叫生物催化剂。生物体内新陈代谢等各种化学变化，都是在各种酶的作用下进行的。,根据酶的催化性能可分为氧化还原酶、水解酶、转移酶、异构酶和合成酶等。,高效性，温和性：降低化学反应的活化能,酶催化反应的特点：,蛋白质水解：100C反应1天； 体内（37C）只需 2h；,酒精代谢过程,扩张血管，导致脸红,肝脏解酒,专一性：每一种酶只能催化一种化学反应；,酶底物复合物,酶催化机理：,酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。,核酸是生物体中重要的生命大分子化合物，担负着生命信息的储存与传递；人们最早是从细胞核中提取得到，故名核酸。,五、生命的根源物质核酸,种类：,DNA,RNA,Ribonucleic Acid,核糖核酸,Deoxyribonucleic Acid,脱氧核糖核酸,基本单位：核苷酸,DNA：,RNA:,A,G,C,U;,A,G,C,T;,碱基结构,核酸的结构,核苷酸连接而成的长链,空间结构？,DNA的结构,（平面结构）,（双螺旋结构）,碱基互补配对：,RNA通常为“单链”结构,人类基因组计划,基因是具有遗传功能的DNA片段，人类基因组计划就是测定人类基因组的全部DNA序列（10万个基因30亿对碱基），从而破译所有遗传密码，揭示生命的奥秘。（投资 30亿美元）,全球人类基因组计划由美国、英国、日本、法国、德国和中国负责。,欧洲的探险家哥伦布的船队,齿龈肿胀、出血； 皮下瘀点，关节及肌肉疼痛。,一百多年前，葡萄牙人达伽马开辟欧亚新航线，从印度返回途中，160名船员中竟有约100人患坏血病死去。,郑和下西洋,补充柠檬汁，新鲜柑桔和柠檬,维生素 C,六、生命的元素维生素（Vitamins）,维生素：维持生命正常代谢过程的必需的一类微量的有机物质。通常人体自身不能合成或合成的量不足以供机体的需要，而必需从食物中摄取。,脂溶性维生素：维生素A、D、E、K等。 水溶性维生素：维生素B、C、H、M、P等。,椐溶解性分类：,1000多年前，孙思邈在千金方中记载动物肝脏可以治疗夜盲症。,1913年，美国科学家发现，鱼肝油可以治愈干眼病，并从鱼肝中提取得到。,（1）维生素A-光明的使者,食物来源：动物肝脏；胡萝卜、番茄等蔬菜中含多量胡萝卜素，在人体中易变为维生素A。,生理功能： 1人眼视网感光物质-视紫质的生物合成前体，如果维生素A缺乏，会患夜盲症； 2增强机体免疫力，可促进生长发育；,容易被氧化； 油溶性；,（2）维生素D-佝偻病的克星,1926年由化学家卡尔首先从鱼肝油中提取。,1824年，有人发现鱼肝油可以治疗佝偻病。,生理功能：促进钙、磷吸收，促进骨骼、牙齿的生长发育，缺少维生素D会得佝偻症。,食物来源：鱼肝油、动物肝、蛋。人体中维生素D的合成跟晒太阳有关.,维生素A、D过多服用，会造成肝脏内储存过多而中毒。,（3）维生素B1,生理功能：增进食欲，维持神经正常活动等，缺少会得脚气病、神经性皮炎等。,1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯。,来源：米糠、蛋黄、牛奶、番茄等食物中。,（4）维生素C 抗坏血酸,生理功能：帮助人体完成氧化还原反应，提高人体灭菌能力和解毒能力，预防感冒和抗癌，缺少维生素C会得坏血病。,1907年挪威化学家霍尔斯特在柠檬汁中发现。,食物来源：新鲜水果、蔬菜,5.2 人体中的化学元素,必需元素,常量元素(含量高于0.01%),微量元素(低于0.01%),溶融在人体的血液里，占生物体总质量0.01%以下（16种，共占0.03%左右），它们的摄入过量、不足都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。,一、微量生命元素的作用,锌(Zn)、铜(Cu)、铬(Cr)、铁(Fe)、硒(Se)、氟(F)和碘(I)等,1、硒 Se,1酶的组成部分，增强免疫细胞吞噬病菌能力； 2. 抑制肿瘤生长，抗衰老； 3保护眼睛，使视力敏锐；,生理功能：,缺乏症：,大骨节病、克山病（心肌病) ；肝坏死。,过量：,心肾功能衰竭；脱甲脱发。,长寿地区之一：广西巴马县。土壤、谷物中的硒含量高于全国平均水平10倍以上，百岁老人血液中的硒含量高出正常人的3-6倍。这是因为，硒元素是抗氧化剂谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分，人体补充了充足的硒元素，就能有效清除自由基，抗氧化，延缓衰老。,生理功能：,缺乏症：,缺铁性贫血；免疫力低。,过量：,铁沉着，皮肤发黑；肝硬化。,2、铁 Fe,缺铁性贫血 所致反甲,1）参与氧的运输和组织呼吸过程: 是血红蛋白、肌红蛋白及呼吸酶的组成部分； 2）维持正常的造血功能：促进红细胞的形成与成熟； 3）调节免疫功能：缺铁引起淋巴细胞减少和自然杀伤细胞活性降低； 4）促进脑发育及改善脑功能；,3、碘,生理功能：参与甲状腺的合成，主要体现在甲状腺素的生理作用。,“智力元素”,（1）促进生物氧化，调节能量转换；,（2）调节蛋白质合成和分解；,（3）促进糖和脂肪代谢，调节血清胆固醇和磷脂浓度；,（4）调节水盐代谢，促进骨骼生长发育；,（5）增强酶的活力；,缺乏症：,甲状腺肿大；地方性克汀病,高碘：,碘致甲状腺肿(IH)和高碘性甲亢。,“生命三要素” 93,含量占生物体总质量0.01%以上的元素，是构成人体细胞、组织、器官的主要成份。,二、宏量生命元素的作用,生理功能：,1、钙,肌肉神经兴奋，引起肌肉自发地收缩。,发育不良，佝偻病；骨质疏松; 血不易凝固;,缺乏：,一些食物中钙的含量（在 100 g 可食部分中）,每天摄取 800 mg 1 200 mg,2、钠、钾、氯,功能： 维持体内渗透压和酸碱度，以及肌肉和神经细胞的应急性物质；细胞内由钾维持，细胞外由钠维持。,钠盐过量：骨癌、食道癌发病率增加；增加钾盐，胃肠癌发病率比例下降。,低钠盐,5.3 平衡饮食,健康搭配六大原则,2019/5/20,中国居民平衡膳食宝塔,第五层 油脂类：每人每日25g（吃最少） 第四层 奶类和豆类食物：每人每日奶及其制品100 g，豆类及其制品50g（吃少量） 第三层 动物性食物：每人每日125200g（鱼虾50g，畜、禽肉50100 g，蛋类2550g）（吃适量） 第二层 蔬菜和水果：每人每日蔬菜400500g、水果100200g（吃多些） 第一层 谷物食物：每人每日300500g（吃最多）,平衡膳食宝塔共分