人体中的化学课件.pptx

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1、化学与健康（Chemistry and Health ）,化学,健康,？,世界卫生组织(WHO) ：健康是体格、心理与社会的完美和谐。健康不仅仅是没有疾病。,传统的健康观是“无病即健康”，现代人的健康观是整体健康,我们要能够用化学知识认识周围事物，化学与健康之间有什么密切关系呢？如何用化学知识解释生活中遇到的问题呢？从化学与健康谈起。大家思考两个问题：化学是否影响人类健康呢？化学是否增进人类健康呢？世界因化学而精彩。首先，化学创造了一个新世界。(2300多万种新化合物)其次，没有化学，世界将变得难以想象。(合成纤维、合成药物、合成氨)应对挑战，化学无可替代。养活73亿-107亿人口环境污染问题

2、人口、能源、环境污染,课程介绍：,课程名称：化学与健康；学时学分：36学时，2学分，周学时3，共12周； 考核方式：平时成绩+合作性学习(30%)+期中成绩 (20%)+期末成绩(50%)； 课程性质：非化学专业的本科生的通识选修课； 课程内容：人体中的化学，化学元素与人体健康，营养与健康的化学，饮食与疾病，食物的污染与毒性，传染病预防与环境消毒，日用化学品与健康，环境化学与健康等。课程特点：贴近生活，实践指导性强，usefull。,教材,化学与健康作者：江元汝科学出版社,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,主要参考书目：生活中的化学赵雷洪，竺丽英编，浙江大学出版社，2010走进化学世界丛书

3、：生活中的化学世界图书出版公司，2010食品化学谢笔钧编，科学出版社，2011营养与健康刘翠格编，化学工业出版社，2010,第一章 人体中的化学,人体中的化学元素人体中化学元素的功能人体中化学元素的结构与性能的关系人体内化学元素浓度的平衡人体内化学元素的相互作用人体中的化学反应,内容提要,人体中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、钠、钾、镁、氯等11个常量元素，锰、铁、钴、铜、锌、硒、碘、铬、硅、钒、氟、钼、锡、镍等14种微量元素。人体中的化学元素起着构筑结构、运输能量、各种酶的激活剂、调节体液的物理化学性能等作用。人体中化学元素保持着电荷平衡、酸碱平衡、沉淀平衡、配位平衡、浓度平衡等关系。,内容

4、提要,人体中的元素之间存在相加作用、协同作用、拮抗作用，利用协同可以达到“事半功倍”的效果，利用拮抗可以减弱或阻断有害元素的危害。人体中化学反应特点是常温常压、温和、催化、选择性好、效率高。人体健康在于平衡，元素平衡、反应平衡、心理平衡，健康就是平衡，就是和谐。,教学目的,了解人体中的化学元素,1,了解人体中的化学反应,2,了解人体中的化学平衡,3,了解化学平衡与健康的关系,4,生命进化的化学过程,生命的起源是通过化学途径实现的。生命的进化：无机物 小分子有机物,生物高分子,超分子集合体 细胞 4大组织 器官 8大系统 整个人体,化学变化,1. 人体中的化学元素,常量元素微量元素必需元素非必需

5、元素污染元素（有毒有害元素）,常量元素都是必需的哦！,常量元素（宏量元素）,含量大于体重0.01%的元素；每人每日需要量在100mg以上的元素；约占人体重量的99.95%以上；包括：碳、氢、氧、氮、硫、磷、钠、钾、钙、镁、氯11种。常量元素均为必需元素。,人体中的常量元素,常量元素在周期表中的位置,S区 p区,宏量元素都是较轻元素在周期表集中在左上角的s区和右上角的p区,必需元素在周期表中的位置,图中白色部分为常量元素位置,微量元素,微量元素通常是指含量小于体重的0.01%；每人每日需要量在100mg以下；仅占人体元素总量的0.05%；包括铁、铜、锌、锰、钼、钴、钒、镍、铬、锡、氟、碘、硒、硅

6、、砷、硼、锶等数十种。,表12 人体中的微量元素The trace element in human body,地壳中化学元素和人体中化学元素含量的一致性,地壳中化学元素和人体中化学元素含量的一致性,“天人合一”,表层92种元素人体81种,人体微量元素的分类与含量Content and classification of the trace element of human body,必需微量元素 (Necessary trace elements) 人体必需微量元素确定的有14种（还有几种处于争议之中）,必需的微量元素,14种铁、铜、锌、锰、钼、钴、钒、镍、铬、锡、氟、碘、硒、硅元素周期表中

7、的集中区域,必需微量元素在周期表中的位置,d区+ds区9个 p区5个,必需微量元素在周期表中的位置大部分在第一过渡周期，是较轻的元素,人体必需元素在周期表中的位置,图中蓝色空白+白色空白区域。,必需元素“含义”,必需微量元素数量少而作用大。多数微量元素为金属元素。多数必需元素在元素周期表中居于前部位置。微量元素存在相互作用，高度的生物学作用。超过生理需要量（过低过高）能产生毒副作用,必需微量元素共同特点,非必需元素,非必需微量元素：无明显生理功能的微量元素；元素的生理功能尚未确定或者在机体内可有可无的元素，包括铷、砷、硼、钛、铝、钡、铌、锆。,表14 人体非必需的微量元素,用于医药品，治疗胃溃

8、疡；过多，引发老年痴呆, 污染元素(毒性元素),表15 对人体有害的微量元素,对生物有毒而无生理功能的元素。,元素对人体有益、必需还是有害与许多因素有关。同一元素在人体中的浓度和形态与其毒理密切相关。,如：三价铬对防治心血管疾病有重要作用，六价铬却是致癌物；生物体硒0.1mg/kg 有益， 10mg/kg则是致癌的。,2.人体中主要元素的主要功能,结构材料,运载作用,组成金属酶或作为酶的激活剂,调节体液的物理、化学特性,“信使”作用,必需化学元素主要功能,人体中主要元素的生理作用,30,编辑版ppt,化学元素的作用,1,2,3,4,调控作用 Na+ K+ Ca2+,结构作用F-Ca2+ P,输

9、运作用Fe2+Cu2+,催化作用金属酶和辅因子,表1-4 元素的生物化学作用总览,32,编辑版ppt,人体中化学元素的周期性,营养作用减弱 毒性增强,营养作用增强毒 性减 弱,人体中化学元素的营养周期性,研究结果表明：周期表的主族元素，从上到下，元素对细胞的营养促进作用减弱，毒性作用增强；同周期从左至右元素的营养促进作用增强。,人体中的化学平衡,酸碱平衡,配位平衡,浓度平衡,平衡=健康,其他还有电荷平衡沉淀-溶解平衡等,人体化学平衡酸碱平衡,体液、酶受酸度影响,细胞结构和功能受酸度影响,心脏功能受酸度影响,人体酸碱平衡,人体酸碱平衡,低于pH7.35酸中毒心肌收缩力减弱,血液pH7.35-7.

10、45,高于7.45碱中毒心脏收缩力过强,极限值是7.07.8,人体体液的pH值,表1-5,人体各种体液的pH值,38,编辑版ppt,人体中的酸碱平衡,人体的酸碱缓冲体系,40,编辑版ppt,碳酸氢盐缓冲剂存在于所有体液中。摄入强酸，强酸变弱酸。摄入强碱，不会变成强碱性。人体血浆的pH由以上几个缓冲体系维持在7.40左右。其中最重要的是碳酸氢盐缓冲体系。正常人的血液片pH为7.35-7.45，当pH低于7.35时会发生酸中毒，pH高于7.45会发生碱中毒，高于7.8就会发生严重碱中毒导致手足抽搐致死。血液之所以能保持相对稳定，是由于体内有良好的调节系统，其中一个重要因素就是血液中存在着多种缓冲对

11、。,41,编辑版ppt,食物酸碱性,食物的酸碱性指食物在人体内代谢的结果，产生酸性物质的为酸性食品，产生碱性物质的为碱性食品。食物的酸碱性质与原来食物本身的性质(酸碱性)无关。如橘子是酸的，但却是碱性食品。,有的食品在体内分解代谢后，最终产生酸性物质，这类食品就称为酸性食品（或酸性食物，或成酸食品）。有的食品在体内经过分解代谢后最终产生碱性物质，这类食品就叫碱性食品（或称碱性食物、或称碱食品）。,食物的酸碱性与人体健康,酸性食物含P、S、Cl元素较多的食物（在人体内易形成酸）精米、白糖、肉类、鱼类、蛋黄、硬果及酒类。,食物的酸碱性,碱性食物含K、Na、Mg、Ca元素较多的食物（在人体内易形成碱

12、）蔬菜、水果、奶类、蛋清、海带、紫菜、豆类、茶叶、咖啡。,食物的酸碱性与人体健康,酸性食物酸性食物在肾脏中与氨生成铵盐而排出,酸碱食物的代谢,碱性食物 碱性食物与CO2反应形成碳酸盐，由尿排出；,体液保持中性,食物的酸碱性对人体酸碱平衡影响,如果食入的酸性食物过多，致使血液本身的缓冲作用无法承受而变成酸性，就需消耗钙等碱性元素，而使血液粘度增加、血压增高,体液偏酸,体液偏酸后果,青少年易产生皮肤干燥、胃酸过多、便秘、蛀牙、抑郁、困乏、情绪不稳等病症；中老年则易产生神经痛、血压亢进、动脉硬化、脑出血、胃溃疡等症状。,病态酸性体质,诱发近视、龋齿、软骨病、神经衰弱、胃酸过多；,导致动脉硬化、脂肪肝

13、、肥胖症、高血压、糖尿病、冠心病,易疲劳、情绪急噪、胃肠闷胀消化不良、 呼吸加快智力减退,体液酸碱性与性格,相反,精神愉快、性格开朗的人血液呈弱碱性,易怒和时常忧郁的人体液多为酸性,碱性食物,碱性食物一般为：蔬菜、水果类；海藻类；坚果类；发过芽的谷类、豆类。,碱性食物表,50,编辑版ppt,碱性食物,强碱性食品：葡萄、茶叶、葡萄酒、海带、柑橘类、柿子、黄瓜、胡萝卜。 中碱性食品：大豆、蕃茄、 香蕉、草莓、蛋白、梅干、柠檬、菠菜等。 弱碱性食品：红豆、苹果、甘蓝菜、豆腐、卷心菜、油菜、梨、马铃薯。,酸性食物,酸性食物一般为：淀粉类；动物性食物；甜食；精制加工食品(如白面包等)；油炸食物或奶油类；

14、豆类(如花生等),酸性食物表,53,编辑版ppt,酸性食品,强酸性食品：蛋黄、乳酪、甜点、白糖 、金枪鱼、比目鱼中酸性食品：火腿、培根、鸡肉、猪肉 、鳗鱼、牛肉、面包、小麦 弱酸性食品：白米、花生、啤酒、海苔 、章鱼、巧克力、空心粉、葱,人体中的化学平衡浓度平衡,人体中必需元素在一定的浓度范围不同元素适量范围不同过量和缺乏都会造成健康隐患许多疾病往往与微量元素不平衡有关过量的危害往往大于缺乏的影响,人体中化学元素的浓度与生物效应,人体中化学元素的浓度与生物效应,人体必需元素适量区： 1、与元素有关（碘较宽，硒较窄） 2、与年龄有关； 3、与个人体质有关；,人体中化学元素的浓度与生物效应,人体生

15、物效应与浓度关系可得到以下健康理念：1、缺什么补什么；2、缺乏与过量都对健康不利，过量的危害大于 缺乏；3、全营养素的概念是不科学的。4、食补胜于药补（不易蓄积）。,不可能都缺哦！,人体中化学元素的浓度与生物效应,59,编辑版ppt,人体中的化学平衡,人体中的沉淀溶解平衡,平衡如果向右移动，会导致骨质疏松哦！,“脱矿”“再矿化”,人体中的化学平衡,配位平衡,有毒金属进入体内，与蛋白质、核酸等生物大分子的配位基团A结合，形成配合物MA。作为解毒剂L，它必须是一种更强的配位剂，才能把有毒金属M从生物大分子的成键部位替换出来。MA+L A+ML解毒剂以及它与金属形成的配合物对人体没有毒性是对解毒剂最

16、基本的要求。人体排除有毒金属的主要途径是排泄系统。在有毒金属摄入量较多、依靠人体自身功能不足以进入人体的有毒元素，可针对性地采用某些配位剂和螯合剂有效加以排除。,水平衡水从机体中排出的途径有：皮肤蒸发；(2) 肺脏呼出水蒸气，两者排出约42%；(3) 肾脏排尿约54%；(4) 肠道排粪约4%。体液水的来源:(1) 液体食物约27%；(2) 固体食物约18%；(3) 体内代谢水约50%以上。 正常情况下，机体通过体内丘脑下部的神经中枢等调节水平衡，控制渴感和肾脏排水。发烧、高蛋白膳食、干热气候、呕吐、腹泻和外伤都会扰乱机体对水的正常需要。,电荷平衡 主要是指细胞液内外的阴阳离子平衡。细胞外液主要

17、的阳离子是Na+、Ca2+，主要阴离子是Cl。细胞内液阳离子主要是K+ 、Ca2+ ，阴离子主要是PO43 ，细胞液内外的电荷平衡不仅影响信息的传导，还影响着渗透压平衡。细胞内外由于离子浓度差形成膜电势，人的思维、视觉、听觉、触觉、细胞的分泌等各种生理功能均与膜电势有关。,人体中化学元素的相互作用,协同作用不同元素之间存在着相互作用，其中元素的协同作用是指元素间联合作用的结果大于各个元素单独作用的总和，用数学式表达为TT1+T2。如人体中铜和铁具有生理协同作用，当铁充足而缺少铜时也可以发生贫血；维生素D能协同钙的吸收。拮抗作用生物体中一种元素对另一种元素的正常生理功能产生抑制或作用抵消的情况。

18、用数学式表达为TT1+T2。镁离子是钙离子的拮抗剂，也是一些致癌物的拮抗剂。金枪鱼含汞量很高，含硒量也很高，所以金枪鱼未表现出任何汞毒害的症状。一方面可利用元素的相互拮抗 阻止或减缓环境污染物对我们的伤害，另一方面可利用元素之间的协同作用达到“事半功倍”的效果。,人体中的化学反应,反应特点： 常温常压（人的体温调节） 速率快（催化作用） 选择性好 效率高反应介质：水,人体中的化学反应,反应类型,酸碱反应,配位反应,催化反应,生物氧化反应,电化学反应,酶促化学反应,人体中的化学反应特点,反应特点,常温,常压,接近中性,效率高,选择性好,速度快,表1-10 有代表性的金属酶,69,编辑版ppt,生

19、命在于平衡,元素平衡反应平衡浓度平衡心理平衡平衡=和谐=健康,小结,人体中的化学,疾病与化学平衡状态被扰乱有关；人体化学反应是动态平衡；健康就是平衡，就是和谐！生活的规律、有序而不过多扰乱平衡是健康长寿的秘诀。,小结,健康是一种平衡,健康,亚健康,疾病,死亡,小结,人体中的化学,人体中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、钠、钾、镁、氯等11个宏量元素元素，锰、铁、钴、铜、锌、硒、碘、铬、硅、钒、氟、钼、锡、镍等14种微量元素。人体中的化学元素起着结构材料、运载作用、各种酶的激活剂、调节体液的物理化学性能等作用。,小结,人体中的化学,人体中化学元素保持着电荷平衡、酸碱平衡、沉淀平衡、配位平衡、浓度平

20、衡。人体中的元素之间存在相加作用、协同作用、拮抗作用。利用协同可以达到“事半功倍”的效果，利用拮抗可以减弱或阻断有害元素的危害。,小结,人体中的化学,人体中化学反应特点是常温常压、温和、催化、选择性好、效率高。人体健康在于平衡，元素平衡、反应平衡、心理平衡，健康就是平衡，就是和谐。,小结,思考题,人体中必需常量元素与微量元素的划分标准是什么？人体必需的元素在周期表中的结构与分布何特点？,1,元素之间存在哪些相互作用？,2,哪些元素能拮抗重金属毒性？,3,如何防止有害微量元素体内蓄积？,4,健康,平衡饮食,有氧运动,心理调整,Thank you very much!,Wish you have a happy college life !,谢谢大家！,.46.,