第十章 营养与化学元素.doc

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1、第十章营养与化学元素教学目的：掌握生物体中的化学元素的分类和主要功能；掌握六大营养素及六大营养素对人体健康的意义；了解平衡营养的重要性。教学重点：六大营养素及六大营养素对人体健康的意义。教学难点：六大营养素对人体健康的意义。第一节生物体中的化学元素的分类和主要功能一、生物体内的元素1.生物体内的元素分类(1)必需元素，按其在体内的含量不同，又分为常量元素和微量元素；(2)非必需元素；(3)有毒(有害)元素。2.必需元素与非必须元素必需元素是指下列几类元素：(1)生命过程的某一环节(一个或一组反应)需要该元素的参与，即该元素存在于所有健康的组织中；(2)生物体具有主动摄入并

2、调节其体内分布和水平的元素；(3)存在于体内的生物活性化合物的有关元素；(4)缺乏该元素时会引起生化生理变化，当补充后即能恢复。在实际研究中，确定某元素是否为必需元素，既与该元素在体内的浓度有关，也与它的存在状态和生物活性密切相关。人体中的每一元素呈现不同的生物效应，而效应的强弱依赖于特定器官或体液中该元素的浓度及其存在的形态。有20～30种普遍存在于组织中的元素，它们的浓度是变化的，而它们的生物效应和作用还未被人们认识，有待于研究，所以称它们为非必需元素。另外一些则是能显著毒害机体的元素。如，血液中非常低浓度的铅、镉或汞，具有有害的作用，就可称为有毒元素，亦称有害元素。

3、二、生物体内的元素的功能1.生物元素及其功能在生命物质中，除C，H，O，S和N参与各种有机化合物外，其他生物元素各具有一定的化学形态和功能，这些形态包括它们的游离水合离子，与生物大分子或小分子配体形成的配合物，以及构成硬组织的难溶化合物等。表10-1 生物元素及其功能元素功能H水，有机化合物的组成成分B植物生长必需C有机化合物组成成分N有机化合物组成成分O水，有机化合物的组成成分F鼠的生长因素，人骨骼的成长所必需Na细胞外的阳离子，Na+Mg酶的激活，叶绿素构成，骨骼的成分Si在骨骼、软骨形成的初期阶段所必需P含在ATP等之中，为生物合成与能量代谢所必需S蛋白质的组分，组

4、成Fe-S蛋白质Cl细胞外的阴离子，Cl-K细胞外的阳离子，K+Ca骨骼、牙齿的主要组分，神经传递和肌肉收缩所必需V鼠和绿藻生长因素，促进牙齿的矿化Cr促进葡萄糖的利用，与胰岛素的作用机制有关Mn酶的激活、光合作用中水光解所必需Fe最主要的过渡金属，组成血红蛋白、细胞色素、铁-硫蛋白等Co红血球形成所必需的维生素B12的组分Cu铜蛋白的组分，铁的吸收和利用Zn许多酶的活性中心，胰岛素组分Se与肝功能肌肉代谢有关Mo黄素氧化酶，醛氧化酶，固氮酶等所必需Sn鼠发育必需I甲状腺素的成分 2.元素在生物体内所起到的生理和生化作用：(1)结构材料。无机元素中Ca，P构成硬组织，C，

5、H，O，N，S构成有机大分子结构材料，如多糖、蛋白质等。(2)运载作用。人对某些元素和物质的吸收、输送以及它们在体内的传递等物质和能量的代谢过程往往不是简单的扩散或渗透过程，而需要有载体。金属离子或它们所形成的一些配合物在这个过程中担负重要作用。如含有Fe2+的血红蛋白对O2和CO2的运载作用等。(3)组成金属酶或作为酶的激活剂。人体内约有四分之一的酶的活性与金属离子有关。有的金属离子参与酶的固定组成，称为金属酶。有一些酶必需有金属离子存在时才能被激活以发挥它的催化功能，这些酶称为金属激活酶。(4)调节体液的物理、化学特性。体液主要是由水和溶解于其中的电解质所组成。生物体

6、的大部分生命活动是在体液中进行的。为保证体内正常的生理、生化活动和功能，需要维持体液中水、电解质平衡和酸碱平衡等。存在于体液中的Na+，K+，Cl-等发挥了重要作用。(5)“信使”作用。生物体需要不断地协调机体内各种生物过程，这就要求有各种传递信息的系统。细胞间的沟通即信号的传递需要有接受器。化学信号的接受器是蛋白质。Ca2+作为细胞中功能最多的信使，它的主要受体是一种由很多氨基酸组成的单肽链蛋白质，称钙媒介蛋白质(分子量为16700)。氨基酸中的羧基可与Ca2+结合。钙媒介蛋白质与Ca2+结合而被激活，活化后的媒介蛋白质可调节多种酶的活力。因此Ca2+起到传递某种生命信

7、息的作用。也有细胞内信使，Ca2+也是细胞内信使。 第二节营养与健康一、营养素营养学是以新陈代谢为基础的生物化学。营养素就是食物的组分，主要包含糖类、脂肪、蛋白质、维生素、无机盐和水等六类物质。人从食物中摄取这些营养素。1.糖类包括葡萄糖、果糖、乳糖、淀粉、纤维素等，它们是人体重要的能源和碳源。糖分解时释放能量，供生命活动的需要，糖代谢的中间产物又可以转变成其他的含碳化合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。糖的磷酸衍生物可以生成DNA，RNA，ATP等重要的生物活性物质。植物光合作用产生的糖类是动物的重要营养来源，因为动物体自身没有产