生命中的化學(xué).ppt

1、關(guān)，中國科學(xué)院高級(jí)科技工作者協(xié)會(huì)科普講座組，生命化學(xué)，動(dòng)物，植物，微生物，生命起源，今天，地球上大約有200萬種不同的生物。但是所有的生物都是從同一種物質(zhì)開始的，這種物質(zhì)可以在某種程度上開始生命的進(jìn)程。這是什么物質(zhì)？生命的基本物質(zhì)，什么是人、動(dòng)物和活體、組織、細(xì)胞和分子的基本單位，生命的化學(xué)組成，米勒的實(shí)驗(yàn)證明了什么，實(shí)驗(yàn)是用米勒的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的，進(jìn)行了火花放電，結(jié)果產(chǎn)生了氨基酸。實(shí)驗(yàn)表明，在生命起源的過程中，從無機(jī)物到有機(jī)物的化學(xué)演化過程是完全可能的。1953年，斯坦利米勒模擬了我們所知道的地球的早期環(huán)境條件，混合了不同的元素，如氫、甲烷、氨、水和其他氣體和能源，并重復(fù)了多次實(shí)驗(yàn)。原始地球?yàn)?/p>

2、生命起源提供的條件，地點(diǎn)，物質(zhì)，能量，原始大氣和海洋，CH4，NH3，H2O，H2，H2S，HCN，CO，CO2等。宇宙射線、紫外線、閃電、火山爆發(fā)釋放的能量等。生命的化學(xué)進(jìn)化過程，有機(jī)分子、無機(jī)分子和生物分子在第一階段、第二階段、第三階段和第四階段，地球上的原始生命可能出現(xiàn)在10億多年前的46億年前和35億年前。地球上最初的原始生命是在極其復(fù)雜的化學(xué)進(jìn)化過程之后，在極其漫長(zhǎng)的時(shí)間里，在原始地球條件下由非生物物質(zhì)逐步進(jìn)化而來的。在漫長(zhǎng)的歷史中，物質(zhì)從低級(jí)進(jìn)化到高級(jí)，從無生命進(jìn)化到有生命。地球本身經(jīng)歷了元素的進(jìn)化(氫，宇宙中最豐富的元素，通過核反應(yīng)合成各種元素，形成恒星本身)，分子的進(jìn)化(原子之

3、間的反應(yīng)產(chǎn)生的分子，更復(fù)雜的分子，聚合物分子和分子之間的反應(yīng)產(chǎn)生的生物聚合物分子)和有機(jī)體的進(jìn)化(從原始細(xì)胞的出現(xiàn)到人類)。我們身體里發(fā)生的事情，我們的身體是由我們吃的食物組成的。大腦、心臟、肺、骨骼、血液等。都是由我們吃的食物轉(zhuǎn)變而來的。我們吃的食物由三種營養(yǎng)素組成，即微量營養(yǎng)素和水(約占人體的60%)。三種主要營養(yǎng)素：蛋白質(zhì)、脂肪和糖。微量元素：礦物質(zhì)和維生素。我們是由我們吃的食物組成的。如果我們吃得好，我們就會(huì)有一個(gè)好的頭腦。構(gòu)成人體的物質(zhì)及其功能構(gòu)成人體的基本要素。構(gòu)成人體的基本要素是什么？碳、氫、氧和氮約占人體重量的96%。此外，人體內(nèi)還有少量的磷和氯化鈉。對(duì)于每種必需元素，都有相應(yīng)

4、的最佳健康濃度，其中一些在體內(nèi)具有較大的恒定值，而一些在最佳濃度和中毒濃度之間只有較窄的安全限值。例如，人們對(duì)碘的最低需求是每天0.1毫克，耐受量是每天1000毫克。當(dāng)它超過每天10000毫克時(shí)，它是有毒的。有時(shí)元素過量可能比元素缺乏更令人擔(dān)憂，因?yàn)槿鄙僖环N元素很容易補(bǔ)充，而過量往往很難去除，或者在去除的過程中會(huì)有副作用。非必需元素，在組織中普遍存在的元素有2030種，它們的濃度各不相同，但它們的生物學(xué)效應(yīng)和功能尚未被人們所認(rèn)識(shí)，需要研究，所以它們被稱為非必需元素。其他元素會(huì)嚴(yán)重毒害身體。例如，血液中極低濃度的鉛、鎘或汞會(huì)產(chǎn)生有害影響，這種影響可被稱為有毒元素，也稱為有害元素。生物體內(nèi)化學(xué)元素

5、的分類和主要功能，生物體內(nèi)存在的元素可分為：(1)必需元素、主要元素和微量元素；(2)非本質(zhì)要素；(3)有毒(有害)元素。人體內(nèi)大約有30種元素，其中11種是主要元素，碳、氫、氧、氮、硫、磷、氯、鈣、鎂、鈉、鉀等。約占99.95，其余0.05為微量元素或超微量元素。無機(jī)鹽也稱為礦物質(zhì)。人體和動(dòng)物所需的礦物質(zhì)元素包括鉀、鈉、鈣、鐵、鎂、銅、錳、鈷、磷、硫、C1、碘、氟、硒等。它們是骨骼、牙齒和體液(血液和淋巴)的重要組成部分。體內(nèi)的許多生理功能也是由無機(jī)鹽維持的。攝入必需化學(xué)元素，了解必需元素(11種主要元素和16種微量元素)及其生理功能。合理吸收必需元素的方法-例如：碘、鐵、氟和鋅。鈣是骨骼和

6、牙齒的主要成分。調(diào)節(jié)人體正常肌肉收縮和心肌收縮，發(fā)揮精細(xì)胞信使的作用。例如，血液中過多的Ca2會(huì)削弱神的經(jīng)絡(luò)傳導(dǎo)和肌肉反應(yīng)，使人對(duì)任何刺激都沒有反應(yīng)。然而，血液中的鈣過少會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)和肌肉的過度緊張。在這種極度興奮的情況下，小的刺激，如噪音和咳嗽，可能會(huì)導(dǎo)致人們陷入痙攣抽搐?！靶攀埂??；瘜W(xué)信號(hào)的受體是蛋白質(zhì)。作為細(xì)胞中最具功能的信使，Ca2的主要受體是由多種氨基酸組成的單肽鏈蛋白，稱為鈣介體蛋白(分子量為16700)。一些元素可以同時(shí)在幾個(gè)方面發(fā)揮作用。例如，Ca2具有許多生物學(xué)功能。鎂鎂：骨骼和牙齒，一小部分存在于軟組織，肌肉，心臟，肝臟和胰腺分布均勻，主要在細(xì)胞。主要用于激活酶促反應(yīng)。除了鈣

7、，磷也是骨骼和牙齒中的重要元素。體內(nèi)90%的磷以磷酸鹽PO43-的形式存在。磷的化學(xué)規(guī)律控制核糖、核酸、氨基酸和蛋白質(zhì)的化學(xué)規(guī)律，從而控制生命的化學(xué)進(jìn)化。構(gòu)成身體支撐和承受的負(fù)荷，鐵、食物中的鐵缺乏，血液中的血紅蛋白變得不足，由血液輸送到各個(gè)部位的氧氣減少，這種情況稱為缺鐵性貧血。k，重要的陽離子之一。維持細(xì)胞滲透壓，酸堿平衡，維持糖和蛋白質(zhì)的正常代謝。鋅、鋅和鋅分布在人體的所有組織、器官、體液和分泌物中。它直接參與核酸和蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞分化和增殖以及各種代謝功能。如果鋅缺乏，將導(dǎo)致發(fā)育不良和功能系統(tǒng)功能障礙。Mo Mo，抑制體內(nèi)亞硝酸胺的合成和積累，并有一定的抗癌作用。它對(duì)預(yù)防心血管疾病有

8、一定的作用。碘缺乏最嚴(yán)重的危害是影響兒童的智力，甚至使他們終生難以改善。缺碘會(huì)導(dǎo)致地方性甲狀腺腫(俗稱大脖子病)。海帶被認(rèn)為是一種營養(yǎng)價(jià)值很高的食物，它富含碘，可以預(yù)防甲狀腺腫，促進(jìn)智力發(fā)育。碘、鉀、鈉和C1在體內(nèi)的作用，以及鉀、鈉和C1在體內(nèi)的作用是復(fù)雜和相互關(guān)聯(lián)的。鉀和鈉以KCl和氯化鈉的形式存在。鉀、鈉和C1的主要作用是控制細(xì)胞、組織液和血液中的電解質(zhì)平衡，這是維持體液正常循環(huán)和控制體內(nèi)酸堿平衡所必需的。鈉和鉀(以及鈣和鎂)有助于維持神經(jīng)和肌肉的適當(dāng)壓力水平。氯化鈉和KCl的作用是保持溶液中的蛋白質(zhì)大分子，并適當(dāng)調(diào)節(jié)血液的粘度或稠度。人體的許多重要功能都依賴于這三種離子，身體中任何離子的

9、不平衡都會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生影響。生物體內(nèi)元素的生理生化功能，(1)結(jié)構(gòu)材料。在無機(jī)元素中，鈣和磷構(gòu)成硬組織，而碳、氫、氧、氮和硫構(gòu)成有機(jī)大分子結(jié)構(gòu)材料，如多糖和蛋白質(zhì)。(2)承載功能。例如，含有Fe2的血紅蛋白可以運(yùn)輸O2和CO2。(3)形成金屬酶或作為酶的活化劑。(4)調(diào)節(jié)體液的物理和化學(xué)性質(zhì)。體液中存在的鈉、鉀、氯離子起著重要的作用。飲食中長(zhǎng)期缺乏某些無機(jī)鹽會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)不良癥狀。三種營養(yǎng)素在體內(nèi)的作用，主要營養(yǎng)素的命運(yùn)，食物和血液的作用，一分鐘，碳水化合物是熱量的主要來源，可分為單一碳水化合物和復(fù)合碳水化合物。碳水化合物主要存在于淀粉類食物中，如谷物、面包、土豆、小麥、豆類和蔬菜。糖是人類的能源*

10、提供熱量*保護(hù)蛋白質(zhì)*膳食纖維的功能，食物來源和糖的供應(yīng)*谷物(供應(yīng)淀粉)*根莖食物*蔬菜和水果(供應(yīng)膳食纖維)，一般占總熱量的60-70%。糖，包括葡萄糖、果糖、乳糖、淀粉、纖維素等。糖分解時(shí)，它釋放出生命活動(dòng)所需的能量，糖代謝的中間產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)化為其他含碳化合物，如氨基酸、脂肪酸、核苷等。糖的磷酸衍生物能產(chǎn)生脫氧核糖核酸、核糖核酸、三磷酸腺苷和其他重要的生物活性物質(zhì)。植物光合作用產(chǎn)生的糖是動(dòng)物營養(yǎng)的重要來源。1.能量的儲(chǔ)存和供應(yīng)：1克-4千卡(17KJ)大腦、血細(xì)胞、皮膚和其他組織使用葡萄糖作為能量來源。充足的供應(yīng)可以節(jié)省蛋白質(zhì)和脂肪。2.身體的重要組成部分。例如，糖脂是細(xì)胞膜和神經(jīng)組織的成

11、分，糖蛋白是一些抗體、酶和激素的成分，而核糖核酸和脫氧核糖核酸是核酸的重要成分。碳水化合物被稱為碳水化合物，因?yàn)樗鼈冇扇N元素組成：碳、氫和氧，其中H:O=2:1，與水相同。碳水化合物的通式是Cn(H2O)m，例如，葡萄糖的分子式是C6H12O6，可以寫成C6(H2O)6。蔗糖的分子式為C12H22O11，可以寫成C12(H2O)11。3.維持神經(jīng)系統(tǒng)功能和解毒。大腦、神經(jīng)和肺組織需要葡萄糖作為能量物質(zhì)。如果血糖水平下降(低血糖)，可能會(huì)發(fā)生不良反應(yīng)。肝糖具有原始的解毒功能。4、有益于腸道功能。5.食品加工中的重要原輔材料。改變食物的顏色、氣味、味道和形狀。什么是脂質(zhì)脂肪由碳、氫和氧組成。根據(jù)

12、脂肪酸，脂肪可以是飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。牛和豬的脂肪酸熔點(diǎn)在39左右，魚的脂肪酸在1020左右，可以預(yù)防和治療心臟病。魚和大豆可以讓人變聰明，維生素可以維持我們的生活。維生素有很多種，包括維生素A、B、C、D、E和K。脂溶性和水溶性的，維生素是一種維持正常生活過程所必需的有機(jī)物，它需要很少，但對(duì)維持健康非常重要(維生素C是防止壞血病的物質(zhì)。維生素B1預(yù)防“腳氣病”)。它的主要功能是作為輔酶的一部分來調(diào)節(jié)機(jī)體的代謝。長(zhǎng)期缺乏任何維生素都會(huì)導(dǎo)致一些營養(yǎng)不良和相應(yīng)的疾病。有些維生素在體內(nèi)有協(xié)同作用，如維生素C可以提高鐵的吸收率；維生素D的主要功能是調(diào)節(jié)鈣和磷的代謝，維持血液中鈣和

13、磷的正常濃度，從而促進(jìn)鈣化，使牙齒和骨骼正常發(fā)育。維生素D不是在植物中發(fā)現(xiàn)的，而是只在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的。魚肝油是最豐富的，蛋黃和牛奶中也含有維生素D。維生素在人體中的作用，水溶性維生素和各種維生素應(yīng)該適當(dāng)和充分地服用，但不要盡可能多。過量的維生素A、D和煙酰胺是有毒的。例如，過量攝入維生素D會(huì)導(dǎo)致疲勞、疲勞、惡心、頭痛、腹瀉等。它還能增加總血脂和血液膽固醇，阻礙心血管功能。過量的維生素D之所以有毒，主要是因?yàn)樗蝗菀着判?，而且人體只能從膽汁中排泄一部分過量的維生素D。維生素C、B1、B2、B6等。雖然無毒，但超過了身體可利用和儲(chǔ)存的量，即從尿液和其他體液中排出的量。再次證明，生物對(duì)任何營養(yǎng)素的需求

14、都有一個(gè)濃度范圍。纖維素，也稱為粗糧，是植物性食物中不可消化的部分，主要來自谷物的外殼、水果的皮和果肉以及蔬菜中堅(jiān)韌的纖維。食品營養(yǎng)，健康和衛(wèi)生，食品金字塔，1。營養(yǎng)和營養(yǎng)，1。營養(yǎng)是指人體攝取、消化、吸收和利用食物中的營養(yǎng)以滿足身體生理需求的生物過程。營養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)，營養(yǎng)類型：蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、無機(jī)鹽和微量元素、維生素水。營養(yǎng)素是指食物中能為人體提供能量、機(jī)體組成、組織修復(fù)和生理調(diào)節(jié)功能的化學(xué)成分。營養(yǎng)學(xué)是一門研究飲食、營養(yǎng)和人類健康之間關(guān)系的科學(xué)。2.營養(yǎng)功能。1.滿足機(jī)體生長(zhǎng)和組織修復(fù)的需要。2.供應(yīng)熱能。3.維持和調(diào)節(jié)人體的正常生理功能。營養(yǎng)需求和供給維持人體正常健康和生長(zhǎng)所需的

15、營養(yǎng)量，也稱為營養(yǎng)的生理需求。營養(yǎng)需求最低要求只能維持生理平衡或避免缺素癥。最佳需求可以保持健康，促進(jìn)成長(zhǎng)，并確保最高的工作能力。合理營養(yǎng)：日常飲食應(yīng)包含人體所需的各種營養(yǎng)素，且數(shù)量充足，其中的比例符合人體的生理需求。蛋白質(zhì)由氨基酸組成。蛋白質(zhì)可以分為動(dòng)物蛋白質(zhì)和植物蛋白質(zhì)。包括豬肉、雞蛋、牛奶、魚、豆類、小麥和其他谷物。1.蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主導(dǎo)作用。蛋白質(zhì)是一種化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子化合物。它的分子量很大，一般超過10，000，是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)。體內(nèi)每克蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)生17千焦(4千卡)的能量。(1)蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)的組成單位是氨基酸，它由氨基酸通過肽鍵(酰胺鍵)縮合而成。氨基酸分子結(jié)構(gòu)的通

16、式是：組成食物蛋白質(zhì)的氨基酸有20多種。在營養(yǎng)學(xué)上，氨基酸可以分為必需氨基酸和非必需氨基酸。1.非必需氨基酸：它們可以在人體內(nèi)代謝和合成，或者從其他氨基酸轉(zhuǎn)化而來。必需氨基酸和非必需氨基酸。2.必需氨基酸，其中9種氨基酸不能在人體內(nèi)合成或合成速度不能滿足人體需要，必須從飲食中補(bǔ)充。這些氨基酸被稱為必需氨基酸。蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、色氨酸和蛋氨酸組氨酸是嬰兒必需的氨基酸。不同人的必需氨基酸比例，蛋白質(zhì)在體內(nèi)的代謝，以及蛋白質(zhì)的功能。1.神經(jīng)、肌肉、內(nèi)臟、血液、骨骼等。組成身體和修復(fù)人體組織的蛋白質(zhì)都含有，而身體的生長(zhǎng)發(fā)育、老化組織的更新以及受損組織的修復(fù)都離不開蛋白質(zhì)。2.酶和激素的主要原料。增強(qiáng)身體免疫力。身體產(chǎn)生的“抗體”是免疫球蛋白。4.能量供應(yīng)(1克可產(chǎn)生16.7千焦)5。氧氣輸送(血紅蛋白)6。皮膚彈性。樹膠蛋白占人體皮膚的71.9%，起到營養(yǎng)、支持和保護(hù)的作用。如果你長(zhǎng)時(shí)間缺乏蛋白質(zhì)，你的皮膚會(huì)失去光澤，起皺并降低其彈性。蛋白質(zhì)的來源和供應(yīng)，食物來源：動(dòng)物：畜禽、魚、蛋、奶、植物：豆類，食物供應(yīng)：與生理?xiàng)l件和勞動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)，其熱值約為每日總熱量的12.15%。動(dòng)物性食物和豆類食物提供的蛋白質(zhì)占總蛋白質(zhì)攝入量的30.40%。蛋白質(zhì)需求：1988年，中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)修訂了33，360名成年男性的每日膳食蛋白質(zhì)供應(yīng)量：70，11