奇妙化学百宝箱/物质构成的化学

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生命离不开微量元素 人体是由许多化学元素组成：蛋白质主要由c、H 、0、N、P组成，氨 基酸主要由C、H、O、N、S 组成。 人体所需微量元素为： 铁、锌、硒、碘、铜、锰、 铬、氟、钼、钴、镍、锡、 硅、钒。 此外，亦有资料认为锶、 砷、硼为人或动物所必需。(1)人体必需微量元素， 共8种，包括碘、锌、硒、 铜、钼、铬、钴及铁。(2)人体可能必需的元素，共5 种，包括锰、硅、硼、钒 及镍。(3)具有潜在的毒性，但在低剂量时，可能具 有人体必需功能的元素，包 括氟、铅、镉、汞、砷、铝及锡，共7种。 人体中的微量元素溶融在人体的血液里。如果缺 少了这样那样的微量元 素，人就会得病，甚至导致死亡。正常人每天都要摄 取各种有益于身体的微 量了c素，即铁、锌、铜、锰、碘、钴、锶、铬、硒 等微量元素。 微量元素虽然在人体中需求量很低，但其作用却 非常大。如：“锰”能 刺激免疫器官的细胞增殖，大大提高具有吞噬、杀菌 、抑癌、溶瘤作用的巨 噬细胞的生存率。“锌”是直接参与免疫功能的重要 生命相关元素，因为锌 有免疫功能，故白细胞中的锌含量比红细胞高25倍。 “锶、铬”可预防高血 压，防治糖尿病、高血脂、胆结石。“碘”能治甲状 腺肿、动脉硬化，提高 智力和性功能。“硒”是免疫系统里抗癌的主要元素 ，可以直接杀伤肿瘤 细胞。 生物功能 1.组成生物体内的蛋白质、脂肪、碳水化合物和 核糖核酸是提供基础的 结构单元，也是组成地球上生命的基础。这些元素包 括碳、氢、氧、氮、 硫、磷。 生命的基本单元氨基酸、核苷酸是以碳元素做骨 架变化而来的。先是一 节碳链一节碳链地接长，演变成为蛋白质和核酸；然 后演化出原始的单细胞， 又演化出虫、鱼、鸟、兽、猴子、猩猩，直至人类。 这三四十亿年的生命交 响乐，它的主旋律是碳的化学演变。可以说，没有碳 ，就没有生命；碳，是 生命世界的栋梁之材。 氮是构成蛋白质的重要元素，占蛋白质分子重量 的16％～18％。蛋白质 是构成细胞膜、细胞核、各种细胞器的主要成分。动 植物体内的酶也是由蛋 白质组成的。此外，氮也是构成核酸、脑磷脂、卵磷 脂、叶绿素、植物激素、 维生素的重要成分。由于氮在植物生命活动中占有极 重要的地位，因此人们 将氮称之为生命元素。 氨基酸和一些常见的酶含硫，因此硫是所有细胞 中必不可少的一种元素。 磷素是构成各种生命物质所必需的成分。人体内 矿物质的20％是磷，它 是体内含量第二丰富的矿质营养元素，而磷含量中的 80％存在于骨骼和牙齿 中，其余的磷广泛分布于体内各细胞的脂肪、蛋白质 、糖类、酶和盐类中。 在细胞中，磷是基因结构的基础(DNA、RNA、基因、 染色体)并且在自然 界的生命活动中以ATP和ADP的形式对生物能量的产生 、转换和储藏起关键 作用。在植物体内，磷是光合作用、呼吸作用、细胞 功能、基因转移和繁殖 过程所必需的。 2.钠、钾和氯离子的主要功能是调节体液的渗透 压，电解质的平衡和酸 碱平衡，通过钠一钾泵，将钾离子、葡萄糖和氨基酸 输入细胞内部，维持核 糖体的最大活性，以便有效地合成蛋白质。钾离子也 是稳定细胞内酶结构的 重要辅助因子。同时，钠离子、钾离子还参与神经信 息的传递。 3.钙和氟是骨骼、牙齿和细胞壁形成时的必要结 构成分(如磷灰石、碳 酸钙等)，钙离子还在传送激素影响、触发肌肉收缩 和神经信号、诱发血液 凝结和稳定蛋白质结构中起着重要的作用。 4.镁离子参与体内糖代谢及呼吸酶的活性，是糖 代谢和呼吸不可缺少的 辅助因子，与乙酰辅酶A的形成有关，还与脂肪酸的 代谢有关。参与蛋白质 合成时起催化作用。与钾离子、钙离子、钠离子协同 作用共同维持肌肉神经 系统的兴奋性，维持心肌的正常结构和功能。另一个 有镁参与的重要生物过 程是光合作用，在此过程中含镁的叶绿素捕获光子， 并利用此能量固定二氧 化碳而放出氧。 5.铁(二、三价)的主要功能是作为机体内运载氧 分子的呼吸色素。例 如，哺乳动物血液中的血红蛋白和肌肉组织中的肌红 蛋白的活性部位都由铁 (二价)和卟啉组成。其次，含铁蛋白(如细胞色素、 铁硫蛋白)是生物氧 化还原反应中的主要电子载体，它是所有生物体内能 量转换反应中不可缺少 的物质。 6.铜(一、二价)的主要功能与铁相似，起着载氧 色素(如血蓝蛋白) 和电子载体(如铜蓝蛋白)的作用。另外，铜对调节体 内铁的吸收、血红蛋 白的合成以及形成皮肤黑色素、影响结缔组织、弹性 组织的结构和解毒作用 都有关系。 7.锌离子是许多酶的辅基或酶的激活剂。维持维 生素A的正常代谢功能 及对黑暗环境的适应能力，维持正常的味觉功能和食 欲，维持机体的生长发 育特别是对促进儿童的生长和智力发育具有重要的作 用。 8.锰(二、三价)是水解酶和呼吸酶的辅因子。没 有含锰酶就不可能进 行专一的代谢过程，如尿的形成。锰也是植物光合作 用过程中光解水的反应 中心。此外，锰还与骨骼的形成和维生素C的合成有 关。 9.钼是固氮酶和某些氧化还原酶的活性组分，参 与氮分子的活化和黄嘌 呤、硝酸盐以及亚硫酸盐的代谢。阻止致癌物亚硝胺 的形成，抑制食管和肾 对亚硝胺的吸收，从而防止食管癌和胃癌的发生。 10.钴是体内重要维生素B，：的组分。维生素B ，：参与体内很多重要的生 化反应，主要包括脱氧核糖核酸(DNA)和血红蛋白的 合成，氨基酸的代谢 和甲基的转移反应等。 11.铬(三价)是胰岛激素的辅助因子，也是胃蛋 白酶的重要组分，还 经常与核糖核酸(RNA)共存。它的主要功能是调节血 糖代谢，帮助维持体 内所允许的正常葡萄糖含量，并和核酸脂类、胆固醇 的合成以及氨基酸的利 用有关。 12.钒、锡、镍是人体有益元素，钒能降低血液 中胆固醇的含量。锡可 能与蛋白质的生物合成有关。镍能促进体内铁的吸收 、红细胞的增长和氨基 酸的合成等。 13.硅是骨骼、软骨形成的初期阶段所必需的组 分。同时，能使上皮组 织和结缔组织保持必需的强度和弹性，保持皮肤的良 好的化学和机械稳定性 以及血管壁的通透性，还能排除机体内铝的毒害作用 。 14.硒是谷胱甘肽过氧化物酶的必要构成部分， 具有保护血红蛋白免受 过氧化氢和过氧化物损害的功能，同时具有抗衰老和 抗癌的生理作用。 15.碘参与甲状腺素的构成。溴以有机溴化物的 形式存在于人和高等动 物的组织和血液中。生物功能有待进一步确证。 16.砷是合成血红蛋白的必需成分。 17.硼对植物生长是必需的，尚未确证为人体必 需的营养成分。 P14-17