《摄取人体必需的化学元素》文字素材1（苏教版选修1）

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1、第一单元摄取人体必需的化学元素生物体中的化学元素的分类和主要功能生物元素是指在活动有机体中，维持其正常的生物功能所不可缺少的那些化学元素。存在于生物体（植物和动物）内的元素大致可分四类：（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）有益元素或辅助营养元素；（3）污染元素；（4）有毒（有害）元素。人体内大约含30多种元素，其中有11种为常量元素，如C，H，O，N，S，P，Cl，Ca，Mg，Na，K等，约占99.95%，其余的0.05%为微量元素或超微量元素。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

2、织中；（2）生物体具有主动摄入并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。哪些是构成人体的必需元素？19世纪初，化学家开始分析有机化合物，清楚地认识到活组织主要由C，H，O和N四种元素组成。仅这四种元素就约占人体体重的96%。此外，体内还有少量P。将人体内这五种元素的化合物挥发后就会留下一些白灰，大部分是骨骼的残留物，这灰乃是无机盐的集合，在灰里可找到普通的食盐（NaCl）。食盐并不仅仅是增进食物味道的调味品，而是人体组织中的一种基本成分。食草动物有时甚至达到要舔吃盐渍地，以便弥补食物中所缺乏的盐。有益元

3、素的一般概念是，没有这些元素生命尚可维持，但不能认为是健康的。在实际研究中，确定某元素是否为必需元素，或者区分必需与有益的界限，不是很容易的。这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。对于必需元素和有益元素，各有一段最佳健康浓度，有的具有较大的体内恒定值，有的在最佳浓度和中毒浓度之间只有一个狭窄的安全限度。元素浓度和生物功能的相关性可用下图表示。高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com

4、我们负责传递知识！有20～30种普遍存在于组织中的元素，它们的浓度是变化的，

5、而它们的生物效应和作用还未被人们认识，它们也可能来自环境的沾污，因此称沾污元素。当沾污元素的浓度达到了可以产生能觉察到生理或形态症状时，就可以将沾污元素称为污染元素。如，血液中非常低浓度的铅、镉或汞，具有有害的作用，就可称为污染元素。应该说，有机体内元素划分界限不是固定不变的，随着科学的发展，各种检测手段的改进和完善，会将元素重新划分。从海水中必需微量元素的含量与人体中主要元素的对比，说明赖以生存的环境中的元素是生物进化的结果。人类在适应生存和进化中，逐渐形成一套摄入、排泄和适应这些元素的保护机制，即人体内的元素，不论是常量或微量，维持平衡状态是经过人类长期进化形成的。许多元素是必需或有益

6、，还是有害，和摄入量（即在体内的浓度）有关。每一种必需元素在体内都有其合适的浓度范围，超过或不足都不利于人体健康。例如，人们对碘的最小需要量为0.1mg/天，耐受量为1000mg/天，当大于10000mg/天即为中毒量。若人体自身用以维持平衡的调节机制出现障碍，便会发生疾病，如铁在体内平衡机制对于保留铁很有效，而排出铁的能力则很差，过量的铁对人体是有害的。有时元素的过量可能比缺乏更令人担忧，因为某个元素的缺乏易于补充，而过量往往则难以清除，或清除过程中会产生副作用。另外共存元素的相互影响——在生物体内存在协同或拮抗作用，对元素浓度比例的要求就更复杂了。例如锌可以抑制镉的毒性，铜可以促进铁的

7、吸收等。由于元素间的相互作用，当评定某一微量元素对人体健康的影响时，还必须考虑与其有关元素的存在。下表归纳了主要生物元素及其功能。在生命物质中，除C，H，O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。高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com

8、我们负责传递知识！这些元素在生物体内所起到的生理和生化作用，主要有几个方面。（1）结构材料。无机元素中Ca，P构成硬组织，C，H，O，N，S构成有机大分子。（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

9、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