藥物與健康課件人體中的化學(xué)

藥物與健康課件人體中的化學(xué)2.1人體中的化學(xué)元素第2頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1.1生命必需元素人們把人體為了維持生命所必需的元素稱為生命必需元素；共25種。2.1.2常量元素和微量元素常量元素在人體中含量高于0.01%的元素，稱為常量元素。屬于這范圍的有碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣、鈉、鉀、鎂、氯、硅等12個(gè)元素，它們占了人體質(zhì)量的99.71%，其中氧特別多，一般估計(jì)人體內(nèi)水分占了2/3的體重，所以說(shuō)水是生命不可缺失的物質(zhì)，沒(méi)有水就沒(méi)有生命。第3頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天微量元素在人體中的化學(xué)元素，其含量低于0.01％的，稱為微量元素。鐵是最早發(fā)現(xiàn)的人體必需微量元素，后來(lái)又發(fā)現(xiàn)碘、釩、氟、硅、鎳等，至今已確認(rèn)14種微量元素為動(dòng)物和人所必需的，其中10種為微量金屬元素。第4頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1.3人體內(nèi)元素的來(lái)源第5頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天自然界中的生物體可以分為自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物兩大類自養(yǎng)生物是可以通過(guò)二氧化碳和水在葉綠素和太陽(yáng)光的作用下進(jìn)行光合作用產(chǎn)生糖而得到養(yǎng)分，其化學(xué)反應(yīng)式可表示如下：所謂異養(yǎng)生物，它們自己不能制造養(yǎng)分，而必須依靠自養(yǎng)生物作為養(yǎng)分和能量的來(lái)源。人類作為高等動(dòng)物當(dāng)屬異養(yǎng)生物。第6頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第7頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天人體中化學(xué)元素與其生理功能及日常來(lái)源

元素生理功能來(lái)源鈉維持血漿的酸堿平衡食鹽鉀酶的激活劑蔬菜鈣骨骼等硬組織不可缺少的元素，還與肌肉的收縮有密切的關(guān)系，它參與人體的許多酶反應(yīng)、血液凝固，維持心肌的正常收縮，抑制神經(jīng)肌肉的興奮，鞏固和保持細(xì)胞膜的完整性動(dòng)物骨、雞蛋、魚蝦和豆類等含鈣豐富鎂酶的激活劑綠色蔬菜，豆類，蝦蟹鋅缺鋅會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)不良，生殖系統(tǒng)失調(diào)豆類、瘦肉、米、面銅是很多酶的活性元素，可促進(jìn)細(xì)胞成熟、催化體內(nèi)氧化還原反應(yīng)，促進(jìn)鐵的吸收和利用，并協(xié)同造血，缺銅會(huì)引起貧血和發(fā)育不良動(dòng)物肝臟、綠葉蔬菜、軟體動(dòng)物等都含有較豐富的銅第8頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天元素生理功能來(lái)源鐵構(gòu)成血紅素的主要成分，主要功能是把氧氣輸送到全身各個(gè)細(xì)胞并把CO2排出體外，缺鐵會(huì)引起貧血癥動(dòng)物肝臟、蛋黃、海帶、紫菜、菠菜磷

主要分布于骨骼、牙齒、血液、腦、三磷酸腺苷中，其中三磷酸腺苷是人體能量倉(cāng)庫(kù)

肉、蝦、魚、奶、豆等

碘

甲狀腺素的組成成分，缺碘會(huì)引起粗脖子病

海帶、紫菜、海參

氟

存在于骨骼和牙齒中，缺氟會(huì)引起齲齒，但氟過(guò)量會(huì)引起“氟骨病”和“斑釉病”

含氟牙膏

硒

是某些酶的成分，有一定的抗癌作用，缺硒會(huì)導(dǎo)致心血管病，還會(huì)導(dǎo)致溶血性貧血和克山病

海米、肉類、動(dòng)物肝臟、大米、大蒜、芥菜等

第9頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2人體中重要的生命有機(jī)化合物

人體內(nèi)碳、氫、氧、氮、磷、硫等6個(gè)元素，它們是組成人體中氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、酶和核酸等物質(zhì)的基礎(chǔ)。第10頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.1氨基酸（1）定義

氨基酸（aminoacid）：是含有一個(gè)堿性氨基和一個(gè)酸性羧基的有機(jī)化合物，氨基一般連在α-碳上。是生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位第11頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第12頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第13頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第14頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第15頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）分類必需氨基酸（essentialaminoacid）：指人（或其它脊椎動(dòng)物）（賴氨酸，蘇氨酸等）自己不能合成，需要從食物中獲得的氨基酸。非必需氨基酸（nonessentialaminoacid）：指人（或其它脊椎動(dòng)物）自己能由簡(jiǎn)單的前體合成，不需要從食物中獲得的氨基酸。另有酸性、堿性、中性、雜環(huán)分類，是根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)分類的。第16頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）必需氨基酸的功能和食物來(lái)源名稱功能參考食物亮氨酸LEU促進(jìn)睡眠；減低對(duì)疼痛的敏感；緩解偏頭痛；緩和焦躁及緊張情緒；減輕因酒精而引起人體中化學(xué)反應(yīng)失調(diào)的癥狀，并有助于控制酒精中毒牛奶、魚類、香蕉、花生及所有含豐富蛋白質(zhì)的食物異亮氨酸ILE纈氨酸VAL血紅蛋白形成必需；調(diào)節(jié)糖和能量的水平，幫助提高體能；幫助修復(fù)肌肉組織；加快創(chuàng)傷愈合；治療肝功能衰竭；提高血糖水，增加生長(zhǎng)激素的產(chǎn)生雞蛋、大豆、黑麥、全麥、糙米、魚類與奶制品賴氨酸LYB可減低或防止單純性皰疹感染（熱病皰疹和口唇皰疹）的發(fā)生；能使注意力高度集中；使制造能量的脂肪酸可被正常利用；有助于消除某些不孕癥魚肉、豆類制品、脫脂牛奶、杏仁、花生、南瓜子和芝麻第17頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天名稱功能參考食物苯丙氨酸PHE

降低饑餓感；提高性欲；改善記憶力及提高思維的敏捷度；消除抑郁情緒面包、豆類制品、脫脂牛奶、杏仁、花生、南瓜子和芝麻蘇氨酸THR是協(xié)助蛋白質(zhì)被人體吸收、利用所不可缺少的氨基酸；防止肝臟中脂肪的累積；促進(jìn)抗體的產(chǎn)生，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)

肉類等蛋氨酸MET幫助分解脂肪，能預(yù)防脂肪肝、心血管疾病和腎臟疾病的發(fā)生；將有害物質(zhì)如鉛等重金屬除去；防止肌肉軟弱無(wú)力；治療風(fēng)濕熱和懷孕時(shí)的毒血癥；一種有利的抗氧化劑大豆、其它豆類、魚類、大蒜、肉類、洋蔥和酸奶色氨酸TRY有助于減輕焦躁不安感；促進(jìn)睡眠；可控制酒精中毒巧克力、燕麥、香蕉、牛奶、奶酪、肉類、花生第18頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（4）性質(zhì)

a-氨基酸都是無(wú)色晶體，熔點(diǎn)較高。易溶水，難溶于無(wú)水乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。因?yàn)榘被峒群邪被趾恤然?，與酸或堿作用都可以形成鹽，所以氨基酸是兩性物質(zhì)。第19頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.2蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（protein）是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是肌體細(xì)胞的重要組成部分，是人體組織更新和修補(bǔ)的主要原料，沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。因此，它是與生命及與各種形式的生命活動(dòng)緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。機(jī)體中的每一個(gè)細(xì)胞和所有重要組成部分都有蛋白質(zhì)參與。蛋白質(zhì)占人體重量的16.3%，即一個(gè)60kg重的成年人其體內(nèi)約有蛋白質(zhì)9.8kg。蛋白質(zhì)是由20多種氨基酸組成，以氨基酸組成的數(shù)量和排列順序不同，使人體中蛋白質(zhì)多達(dá)10萬(wàn)種以上。它們的結(jié)構(gòu)、功能千差萬(wàn)別，形成了生命的多樣性和復(fù)雜性（1）定義與概述

第20頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天

兩種不同的氨基酸脫水縮合可形成兩種不同的二肽，若4種不同的氨基酸分別用A、B、C、D表示，按照排列組合原則，它們脫水縮合后可形成24種同分異構(gòu)體：第21頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)和氨基酸一樣，也是兩性物質(zhì)，與酸、堿作用都能生成鹽。大多數(shù)蛋白質(zhì)可溶于水或其他極性溶劑，而不溶于有機(jī)溶劑。蛋白質(zhì)很容易水解，在酸、堿、酶的催化作用下，可逐步水解分子量較小的蛋白眎、蛋白胨、多肽、最后的水解產(chǎn)物是各種不同的氨基酸的混合物。（2）性質(zhì)第22頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）生理功能構(gòu)造人的身體：人體的每個(gè)組織，毛發(fā)、皮膚、肌肉、骨骼、內(nèi)臟、大腦、血液、神經(jīng)、內(nèi)分泌等都是由蛋白質(zhì)組成。修補(bǔ)人體組織：人的身體由百兆億個(gè)細(xì)胞組成，它們處于永不停息的衰老、死亡、新生的新陳代謝過(guò)程中。如年輕人的表皮28天更新一次，而胃黏膜兩三天就要全部更新。維持肌體正常的新陳代謝和各類物質(zhì)在體內(nèi)的輸送：載體蛋白對(duì)維持人體的正常生命活動(dòng)是至關(guān)重要的，可以在體內(nèi)運(yùn)載各種物質(zhì)。如血紅蛋白—輸送氧（紅血球更新速率250萬(wàn)/秒）、脂蛋白—輸送脂肪、細(xì)胞膜的受體還有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。第23頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天白蛋白：維持機(jī)體內(nèi)的滲透壓的平衡及體液平衡。維持體液的酸堿平衡。免疫細(xì)胞和免疫蛋白：有白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、抗體（免疫球蛋白）、補(bǔ)體、干擾素等。構(gòu)成人體必需的催化和調(diào)節(jié)功能的各種酶。

激素的主要原料：具有調(diào)節(jié)體內(nèi)各器官的生理活性。胰島素是由51個(gè)氨基酸分子合成。生長(zhǎng)素是由191個(gè)氨基酸分子合成。構(gòu)成神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿、五羥色氨等。維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能：味覺(jué)、視覺(jué)和記憶。膠原蛋白：占身體蛋白質(zhì)的1/3，生成結(jié)締組織，構(gòu)成身體骨架。如骨骼、血管、韌帶等，決定了皮膚的彈性，保護(hù)大腦。提供熱能。第24頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天（4）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第25頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天牛胰島素結(jié)構(gòu)（A、B雙鏈兩個(gè)二硫鍵相連，21＋30氨基酸）牛胰島素分子結(jié)構(gòu)點(diǎn)線模型我國(guó)1965年人工合成牛胰島素結(jié)晶第26頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.3脂肪脂類是油、脂肪、類脂的總稱。食物中的油脂主要是油和脂肪，一般把常溫下是液體的稱作油，而把常溫下是固體的稱作脂肪。脂肪是由甘油和脂肪酸組成的三酰甘油酯（也稱甘油三酯），其中甘油的分子比較簡(jiǎn)單，而脂肪酸的種類和長(zhǎng)短卻不相同。

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天然油脂中的脂肪酸都含偶數(shù)碳原子，它們分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸兩類，重要的脂肪酸及其主要來(lái)源如下：第28頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天

不飽和脂肪酸是人體必需的脂肪酸，在體內(nèi)不能合成得到，而要從食物中攝取。重要的必需脂肪酸有3種：亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸。近年來(lái)，人們?cè)谏詈ｔ~類中發(fā)現(xiàn)了EPA（二十碳五烯酸）、DHA（二十二碳六烯酸），它們都是不飽和脂肪酸。人體缺乏必需脂肪酸，會(huì)影響固醇類代謝，患肥肝病，或血管產(chǎn)生粥狀；也會(huì)使皮膚受影響，患頑癬或棘皮病。第29頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天

脂肪在人體內(nèi)的主要功能是供給能量，每克脂肪產(chǎn)生的能量比糖、蛋白質(zhì)要高。脂肪還可以溶解維生素A、E，并對(duì)維生素B1有庇護(hù)作用。脂肪對(duì)蛋白質(zhì)有保護(hù)作用，人在絕食時(shí)，體內(nèi)先將貯存的脂肪轉(zhuǎn)為熱量維持生命，而不會(huì)先分解肌肉中的蛋白質(zhì)。體內(nèi)脂肪貯存過(guò)多則顯得肥胖，使骨骼負(fù)擔(dān)過(guò)重，心血管工作超負(fù)荷而引起疾病。第30頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.4糖類糖又稱碳水化合物，包括蔗糖（紅糖、白糖、砂糖）、葡萄糖、

果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖、

淀粉、糊精和糖原等。糖類只含碳、氫、氧3種元素，許多糖類的分子式可用通式Cx(H2O)y表示，例葡萄糖為C6H12O6[可表示為C6(H2O)6]，蔗糖C12H22O11[可表示為C12(H2O)11],但鼠李糖C6H12O5不符合。第31頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天單糖：不能水解成更簡(jiǎn)單的多羧基醛或多羧基酮的碳水化合物稱為單糖，重要的單糖有葡萄糖和果糖。低聚糖：糖類分子水解后，每個(gè)分子能生成2－10個(gè)單糖分子的稱為低聚糖。重要的低聚糖有蔗糖和麥芽糖。第32頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天多糖：水解后每個(gè)分子能生成10個(gè)以上單糖分子的碳水化合物稱為多糖。天然多糖一般由100－300

個(gè)單糖單元構(gòu)成，如淀粉、纖維素都是多糖。有些多糖是構(gòu)成動(dòng)植物體骨干的物質(zhì)，如纖維素、甲殼質(zhì)等。有些多糖是動(dòng)物體內(nèi)的貯備養(yǎng)料，如淀粉、肝糖，它們可以在酶的作用下，分解為單糖以供需要。重要的多糖是纖維素、淀粉和肝糖。第33頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.5核酸核酸是生物體中重要的生命大分子化合物，人們最早是從細(xì)胞核中提取得到，故名核酸。核酸與蛋白質(zhì)一樣，也是生命的最基本物質(zhì)。在生物體內(nèi)，核酸對(duì)遺傳信息的貯存、蛋白質(zhì)的生物合成起著決定的作用。它與生命活動(dòng)及各種代謝有密切的關(guān)系。在生物體內(nèi)，核酸主要以核蛋白形式存在。核蛋白是結(jié)合蛋白，核酸作為輔基與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。第34頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天核酸是鏈狀高分子有機(jī)物，分子量在幾百萬(wàn)以上，核苷酸是組成核酸的單元。若將核酸水解，便產(chǎn)生多個(gè)核苷酸，因此，核酸又多聚核苷酸。核酸水解得到的戊糖有兩種：D-核糖和D-2-脫氧核糖。因此，核酸有兩類，水解后得到D-核糖的稱為核糖核酸，又稱RNA；水解后得到D-2-脫氧核糖的，稱為脫氧核糖核酸，又稱DNA。第35頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第36頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天

若核苷中的戊糖羥基(－CH2OH)被磷酸酯化，則形成核苷酸，核苷酸相應(yīng)也有8種。第37頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天第38頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天生物體內(nèi)的核苷酸除形成多聚核苷酸外，還有以游離的形式存在，主要有多磷酸核苷酸。最重要的多磷酸核苷酸是三磷酸腺苷，簡(jiǎn)稱ATP，ATP在生物體中的能量代謝中起著重要的作用。AMP是單磷酸腺苷，ADP是二磷酸腺苷。第39頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天核酸是由許多核苷酸單元構(gòu)成，核苷酸單元是通過(guò)磷酸酯鍵與戊糖連接起來(lái)，形成核酸的鏈狀結(jié)構(gòu)。第40頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天DNA結(jié)構(gòu)核酸具有重要的生理功能，是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。

DNA主要存在于細(xì)胞核中，它們是遺傳信息的攜帶者；RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，存在于DNA分子上的遺傳信息，由DNA傳遞給RNA，再傳遞給蛋白質(zhì)，通過(guò)DNA復(fù)制，將遺傳信息代代傳下去。第41頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.3人體中的化學(xué)反應(yīng)人體中的化學(xué)反應(yīng)都是在常溫常壓、接近中性溫和條件下進(jìn)行的，但化學(xué)反應(yīng)的速度特別快，這是人體中化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。2.3.1人體中化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)第42頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.3.2催化反應(yīng)催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，能加快化學(xué)反應(yīng)速度

催化劑的另一個(gè)特點(diǎn)是有選擇性，一種催化劑只能催化某一種化學(xué)反應(yīng)。人體內(nèi)有數(shù)千種化學(xué)反應(yīng)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人體中有兩千多種酶，酶是生物催化劑，每一種酶能催化一種化學(xué)反應(yīng)。第43頁(yè),共46頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.3.3生物氧化反應(yīng)人體內(nèi)進(jìn)行生物氧化反應(yīng)需要氧氣，人是通過(guò)呼吸從空氣中得到氧。據(jù)統(tǒng)計(jì)平均來(lái)說(shuō)，每個(gè)人每天大約需要8×103kJ的能量