第八章 生命物質(zhì)與人體健康課件

第八章生命物質(zhì)與人體健康第八章生命物質(zhì)與人體健康第八章生命物質(zhì)與人體健康（1）了解氨基酸、蛋白質(zhì)、酶的結(jié)構(gòu)和特性。本章學(xué)習(xí)要求（2）了解核糖核酸、脫氧核糖核酸的組成與結(jié)構(gòu)，DNA復(fù)制機制與基因表達(dá)；了解生命科學(xué)中的基因突變、DNA重組技術(shù)、基因工程、中心法則等近代新概念。（3）了解一些對人類危害較大的疾病的防治方法及人們在治療癌癥、心血管病、愛滋病等中的一些新方法、新技術(shù)。（4）了解生命元素的主要生理功能及其與人體健康的關(guān)系，平衡膳食的組成及毒品種類。第八章生命物質(zhì)與人體健康8.1

氨基酸、蛋白質(zhì)和酶8.2

核酸和基因工程8.3

疾病與治療8.4

生命元素與人體健康目錄

第八章生命物質(zhì)與人體健康糖蛋白質(zhì)核酸氨基酸8.1氨基酸、蛋白質(zhì)和酶第八章生命物質(zhì)與人體健康

氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物。

由蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸有20種。

蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸都是屬于α-氨基酸，可用如下通式表示：

不同的氨基酸僅僅是R基團(tuán)部分有所不同。α8.1.1氨基酸第八章生命物質(zhì)與人體健康序號中文名稱英文縮寫

結(jié)構(gòu)式1甘氨酸Gly(G)

2丙氨酸Ala(A)

3亮氨酸*Leu(L)

4異亮氨酸*Ile(I)

5纈氨酸*Val(V)

6絲氨酸Ser(S)

7蘇氨酸*Ihr(T)

8甲硫氨酸

(蛋氨酸)*Met(M)

9半胱氨酸Cys(C)

10苯丙氨酸*Phe(F)

20種天然氨基酸第八章生命物質(zhì)與人體健康序號中文名稱

英文縮寫

結(jié)構(gòu)式

11谷氨酰胺Gln(Q)

12天冬酰胺

Asn(N)13酪氨酸Tyr(Y)

14色氨酸*

Trp(W)

15天冬氨酸

Asp(D)

16谷氨酸Glu(E)

17賴氨酸*Lys(K)

18精氨酸*Arg(R)

19組氨酸*

His(H)

20脯氨酸PrO(P)

20種天然氨基酸（續(xù)）第八章生命物質(zhì)與人體健康表中帶*者為人體必需氨基酸，兒童有10種，成人則為前8種。氨基酸特性：無色晶體，熔點較高（一般>200℃）不溶于有機溶劑，易溶于水具有兩性思考：什么是必需氨基酸？必需氨基酸——人體所必需但自身不能制造的氨基酸，它們必須從食物中攝取。思考：20種氨基酸都是人體必需氨基酸嗎？必需氨基酸第八章生命物質(zhì)與人體健康除甘氨酸外，其余19種氨基酸的α-碳原子都與4個不相同的基團(tuán)相連。這種結(jié)構(gòu)的的化合物在空間有兩種不同的排布：這兩種不同排布的化合物不能重疊，它們之間的關(guān)系就象實物和鏡像、左手和右手的關(guān)系：構(gòu)型異構(gòu)與手性分子第八章生命物質(zhì)與人體健康☆這種由于基團(tuán)在空間的排列方式不同引起的異構(gòu)稱為構(gòu)型異構(gòu)?！钸@種與4個不同基團(tuán)相連的碳原子稱為不對稱碳原子，通常用*C表示：**☆這種實物和鏡像不能重疊的分子稱為手性分子或不對稱分子，兩者稱為一對對映體，其中一個為D-型，另一個為L-型?！畹鞍踪|(zhì)水解得到的氨基酸都是L-型氨基酸。第八章生命物質(zhì)與人體健康肽是氨基酸分子間通過肽鍵相連的一類化合物。由二個氨基酸縮合而成的叫二肽，由三個氨基酸縮合而成的叫三肽，由較多的氨基酸縮合而成的叫多肽。二肽8.1.2多肽肽鍵第八章生命物質(zhì)與人體健康多肽鏈可簡單表示如下：氨基酸殘基N端C端一種廣泛存在于動植物細(xì)胞中的重要三肽，是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成。它的結(jié)構(gòu)式為：命名

γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸簡稱

谷胱甘肽第八章生命物質(zhì)與人體健康肽鍵的結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)一類極為重要的功能大分子化合物。

從最簡單的病毒、細(xì)菌等微生物到高等動物，一切生命過程和繁衍活動都與蛋白質(zhì)密切相關(guān)，可以說沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。蛋白質(zhì)種類繁多，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，估計在人體內(nèi)有幾十萬種以上的蛋白質(zhì)。8.1.3蛋白質(zhì)第八章生命物質(zhì)與人體健康為了表示其不同層次的結(jié)構(gòu)，常將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。但小分子蛋白質(zhì)與大分子多肽之間不存在絕對嚴(yán)格的分界線?，F(xiàn)在還認(rèn)為多肽一般沒有嚴(yán)密并相對穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，即其空間結(jié)構(gòu)比較易變，具有可塑性；而蛋白質(zhì)分子具有相對嚴(yán)密，比較穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，這也是蛋白質(zhì)發(fā)揮生物功能的基礎(chǔ)，因此一般將胰島素（牛胰島素相對分子質(zhì)量為5733）劃歸為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)與多肽均是氨基酸的多聚物，通常將相對分子質(zhì)量在10000以上的稱為蛋白質(zhì)，10000以下的稱為多肽。第八章生命物質(zhì)與人體健康蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中氨基酸殘基的連接方式和排列順序。不同的蛋白質(zhì)，一級結(jié)構(gòu)不同。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是由基因上的遺傳密碼的排列順序決定的。一級結(jié)構(gòu)最為重要，它包含著決定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的基本因素，也是蛋白質(zhì)生物功能的多樣性和種屬特異性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。1.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康A(chǔ)鏈含有11種共21個氨基酸殘基，N-端為甘氨酸，C-端為天冬酰胺，A鏈本身的6位和11位上的二個半胱氨酸通過二硫鍵相連成環(huán)；B鏈含16種共30個氨基酸殘基，其N-端為苯丙氨酸，C-端為丙氨酸。

牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)示意圖牛胰島素由二條肽鏈共51個氨基酸殘基組成第八章生命物質(zhì)與人體健康1965年我國科學(xué)工作者在世界上首次用人工方法合成具有全部生物活性的結(jié)晶牛胰島素。蛋白質(zhì)的人工合成不僅在哲學(xué)上、理論上有重大意義，而且為合成比天然產(chǎn)物更有效的多肽抗生素、激素等藥物開辟了廣闊前景。第八章生命物質(zhì)與人體健康蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)又叫蛋白質(zhì)的構(gòu)象、高級結(jié)構(gòu)、立體結(jié)構(gòu)、三維結(jié)構(gòu)等，指的是蛋白質(zhì)分子中所有原子在三維空間中的排布。維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的作用力有：氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、范德華力和二硫鍵等。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)主要包括蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。最早研究蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的上世紀(jì)最偉大的化學(xué)家L.Pauling，在20世紀(jì)30年代就開始應(yīng)用X-衍射方法來研究蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)。1951年首先提出了蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)模型：α-螺旋和β-折疊。2.蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康

維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的各種作用力

a．氫鍵；b．鹽鍵；c．疏水鍵；d．二硫健第八章生命物質(zhì)與人體健康蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的主鏈骨架中若干肽段在空間的伸展方式。維系主鏈構(gòu)象穩(wěn)定的最主要因素是主鏈的羰基和亞氨基之間所形成的氫鍵：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)最重要的是α-螺旋和β-折疊，還有β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲等。（1）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康在α-螺旋結(jié)構(gòu)中，

多肽鏈中各肽鍵平面通過α-碳原子的旋轉(zhuǎn)，圍繞中心軸形成一種緊密螺旋盤曲構(gòu)象。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子中所存在的α-螺旋幾乎都是右手

螺旋。α-螺旋結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康α-螺旋其結(jié)構(gòu)特點如下：肽鏈呈螺旋上升，每相隔3.6個氨基酸殘基上升1圈，每個氨基酸殘基沿軸旋轉(zhuǎn)100，沿軸向升高0.15nm，故螺距約為0.54nm；第八章生命物質(zhì)與人體健康螺旋間靠氫鍵維系，氫鍵是由同一條主鏈上一個氨基酸殘基中的C=O氧與后面第四個氨基酸殘基中的N-H氫形成，方向與螺旋軸大致平行，由于每個肽鍵中的C=O和N-H都參與形成鏈內(nèi)氫鍵、故保持了α-螺旋的最大穩(wěn)定性。第八章生命物質(zhì)與人體健康α-螺旋的四種表示方法第八章生命物質(zhì)與人體健康β-折疊一般有兩條以上的肽鏈或一條肽鏈內(nèi)的若干肽段共同參與形成，它們平行排列，并在兩條肽鏈或一條肽鏈內(nèi)的兩個肽段之間以氫鍵維系而成。β-折疊結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康纖維狀蛋白質(zhì)一般只有一類二級結(jié)構(gòu)構(gòu)象單元，而球狀蛋白質(zhì)可能在同一分子內(nèi)有幾類二級結(jié)構(gòu)構(gòu)象單元。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)（主要指球狀蛋白）分子在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上依靠非共價鍵力進(jìn)一步卷曲、折疊而構(gòu)成的一種不規(guī)則的、特定的、更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。β-轉(zhuǎn)角β-折迭α-螺旋無規(guī)卷曲(2)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康抹香鯨肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)

存在于哺乳動物（鯨、海狗和海豚）肌肉中的肌紅蛋白是一種較小的球狀蛋白，它是由一條含153個氨基酸殘基組成的多肽鏈。主鏈中75％繞曲成8段比較直的-螺旋。第八章生命物質(zhì)與人體健康1971年我國科學(xué)工作者全部完成了0.25nm分辨率的豬胰島素晶體結(jié)構(gòu)的測定工作。1974年又完成了分辨率為0.18nm的胰島素晶體結(jié)構(gòu)的分析工作。我國測定繪制的豬胰島素空間結(jié)構(gòu)示意圖豬胰島素結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)中的每一個具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基（或亞單位）。一般亞基多為偶數(shù)，較小的蛋白質(zhì)亞基數(shù)一般為2～10個，多的可達(dá)上千個。血紅蛋白有兩條α-鏈、兩條β-鏈，α-鏈含141個氨基酸殘基，β-鏈含146個氨基酸殘基（共4個亞基、近于一個直徑為5.5nm的球體）。很多蛋白質(zhì)是以三級結(jié)構(gòu)的球狀蛋白質(zhì)的聚集體形式存在的。這種由球狀蛋白質(zhì)通過非共價鍵彼此結(jié)合在一起的聚集體稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。溶菌酶、肌紅蛋白等無四級結(jié)構(gòu)。(3)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)

第八章生命物質(zhì)與人體健康酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化功能的生物分子，所以又稱為生物催化劑。絕大多數(shù)的酶都是蛋白質(zhì)。酶的輔助因子按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度與作用特點不同又可分為輔酶或輔基。

非蛋白質(zhì)部分(輔助因子)8.1.4酶和酶工程酶單純酶——僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶結(jié)合酶蛋白質(zhì)部分(酶蛋白)全酶第八章生命物質(zhì)與人體健康（2）高度選擇性酶一般只能選擇性地催化一種或一類相同類型的化學(xué)反應(yīng)。酶催化的反應(yīng)幾乎不產(chǎn)生副反應(yīng)。（1）高效性酶是自然界中催化活性最高的一類催化劑。酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高108～1022倍，比一般催化劑高107～1013倍。（3）反應(yīng)條件溫和酶促反應(yīng)一般在pH＝5～8的水溶液中進(jìn)行，反應(yīng)溫度范圍為20～40℃。在非水溶劑中，有些酶可在100℃以上反應(yīng)。1.酶的催化作用特點第八章生命物質(zhì)與人體健康其中E-S復(fù)合物的形成是決定反應(yīng)速率的關(guān)鍵步驟。在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶-底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。2.酶催化反應(yīng)的機理第八章生命物質(zhì)與人體健康(1)“鎖與鑰匙”學(xué)說——剛性模式(2)“誘導(dǎo)契合”學(xué)說——柔性模式

3.酶與底物結(jié)合的模式第八章生命物質(zhì)與人體健康酶工程是指酶制劑在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。主要內(nèi)容酶的制備、酶和細(xì)胞的固定化、酶反應(yīng)器的設(shè)計和放大、反應(yīng)條件的設(shè)計和優(yōu)化等。主要任務(wù)通過預(yù)先設(shè)計，經(jīng)過人工控制，獲得大量所需酶，并保持酶的穩(wěn)定性，發(fā)揮最大的催化功能。酶催化反應(yīng)的基本步驟：酶制劑→產(chǎn)品催化反應(yīng)生物反應(yīng)器固定酶→→→目前已從生物體提取并純化了3000種以上酶，工業(yè)化生產(chǎn)已有100多種，如胰蛋白酶（消化藥）、溶菌酶、天冬酰胺酶（抑腫瘤）等。4.酶工程第八章生命物質(zhì)與人體健康RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，線粒體含量最多，RNA參與體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。核酸是一類具有非常重要生物功能和生理活性的大分子化合物，存在于所有的生物體內(nèi)，它儲存著生物體內(nèi)的遺傳信息，與生物的遺傳、繁衍、變異等各過程有著密切的聯(lián)系。DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體中，是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。核酸核糖核酸

(RNA)脫氧核糖

核酸(DNA)核蛋白體RNA（rRNA）信使RNA（mRNA）轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）8.2核酸和基因工程第八章生命物質(zhì)與人體健康核酸嘌呤堿嘧啶堿脫氧核糖核糖有機堿戊糖核苷酸水解核苷磷酸水解8.2.1核酸的組成第八章生命物質(zhì)與人體健康含氮有機堿

核酸組成酸H3PO4H3PO4

嘌呤堿

嘧啶堿

D-2-脫氧核糖D-核糖腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)

胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)DNARNA戊醛糖DNA和RNA的組成單元第八章生命物質(zhì)與人體健康核苷酸是核苷中戊糖的3＇位或5＇位羥基與磷酸脫水而形成的核苷磷酸酯，它是核酸的基本組成單位。

5’-腺嘌呤核苷酸3’-胞嘧啶脫氧核苷酸5’-腺苷酸3’-脫氧胞苷酸

5–AMP

3–dCMP

核苷酸第八章生命物質(zhì)與人體健康與蛋白質(zhì)一樣，核酸也有一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)。8.2.2核酸的結(jié)構(gòu)1.核酸的一級結(jié)構(gòu)核酸的一級結(jié)構(gòu)是指單核苷酸按一定的種類、數(shù)量和排列順序連接而成的長鏈。核酸片段結(jié)構(gòu)

不論是RNA分子還是DNA分子，單核苷酸都是通過3’，5’磷酸二酯鍵互相連接的，即由核糖或脫氧核糖C-5’上的磷酸基以酯鍵與另一個核糖或脫氧核糖C-3’相連，如此依次相連形成一條多核苷酸鏈。第八章生命物質(zhì)與人體健康DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)是Watson和Crick等三人于1953年首先提出來的，它為從分子水平揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)及分子遺傳學(xué)奠定了基礎(chǔ)，被譽為20世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)之一。為此，Watson和Crick等三人榮獲了1962年的諾貝爾獎。DNA分子是由二條方向相反的平行核苷酸鏈組成（一條鏈為3＇→5＇，另一條為5＇→3＇走向），圍繞著一中心軸形成一個右手雙螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋的直徑為2.0nm。

2.DNA的二級結(jié)構(gòu)——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康在雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基是一個平面環(huán)狀分子，其平面與中心軸垂直。兩個相鄰堿基對平面間的距離為0.34nm，其旋轉(zhuǎn)夾角為36°。每10個堿基旋轉(zhuǎn)一圈，上升高度恰好是3.40nm。

兩條鏈上的堿基位于鏈的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖在雙螺旋的外側(cè)，彼此通過3,5-磷酸二酯鍵結(jié)合，形成DNA的骨架。

第八章生命物質(zhì)與人體健康一條鏈上的嘌呤堿必須與另一條鏈上的嘧啶堿相配，腺嘌呤（A）通過形成兩條氫鍵與胸腺嘧啶（T）相配；鳥嘌呤（G）經(jīng)三條氫鍵與胞嘧啶（C）相配。根據(jù)堿基互補規(guī)律，當(dāng)一條鏈的堿基順序已被確定，自然另一條鏈的堿基也被確定。堿基配對規(guī)律在蛋白質(zhì)的體內(nèi)合成，生物體的生長和生物的遺傳等方面有十分重要的意義。它決定了DNA在控制遺傳信息方面的高度可靠性。堿基互補規(guī)律第八章生命物質(zhì)與人體健康RNA的二級結(jié)構(gòu)不象DNA分子那樣呈極有規(guī)律的雙螺旋狀態(tài)。RNA是單鏈分子，分子中并不嚴(yán)格遵守堿基配對規(guī)律。丙氨酸轉(zhuǎn)移RNA三葉草結(jié)構(gòu)思考：RNA的結(jié)構(gòu)與DNA相同嗎？3.RNA的二級結(jié)構(gòu)第八章生命物質(zhì)與人體健康DNA在復(fù)制時，首先是組成雙螺旋的二條鏈先拆分成兩條單鏈，以DNA單鏈為模板，按照堿基互補原則合成出一條互補的新鏈，這樣新形成的兩個子代DNA分子就與原來DNA分子的堿基順序完全一樣。

在此過程中，每個子代雙鏈DNA分子中都有一條來自母代DNA，另一條則是新合成的。這種復(fù)制方式稱做半保留復(fù)制。由于堿基的嚴(yán)格互補原則，這種DNA半保留復(fù)制過程極為可靠，發(fā)生錯誤的可能性僅為一萬億分之一，這就保證了生物種的穩(wěn)定性和延續(xù)性。

8.2.3DNA的復(fù)制與基因表達(dá)1.DNA的自復(fù)制第八章生命物質(zhì)與人體健康基因就是有遺傳效應(yīng)的DNA片段?；虮磉_(dá)就是從DNA到蛋白質(zhì)的過程。生物學(xué)中的“中心法則”：將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄生成信使RNA，進(jìn)而翻譯成蛋白質(zhì)。由此可以看出，DNA控制著蛋白質(zhì)的合成。一段DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解旋，以其中一條單鏈為模板進(jìn)行復(fù)制，合成出信使RNA。信使RNA中的核苷酸序列決定著蛋白質(zhì)中的氨基酸序列。2.基因表達(dá)第八章生命物質(zhì)與人體健康U

C

A

G甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸

丙氨酸

丙氨酸

丙氨酸瀕氨酸

紙氨酸

級氨酸

繚氨酸GU

C

A

G絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸天冬酰胺

天冬酰胺

賴氨酸

賴氨酸蘇氨酸

蘇氨酸

蘇氨酸

蘇氨酸異亮氨酸

異亮氨酸

異亮氨酸

甲硫氨酸

甲酰甲硫氨酸AU

C

A

G精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸谷酰胺谷酰胺脯氨酸

脯氨酸脯氨酸脯氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸CU

C

A

G半胱氨酸半胱氨酸終止信號色氨酸酪氨酸酪氨酸終止信號終止信號絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸UGACU3-0H基末端的堿基中間的堿基5’磷酸末端的堿基信使RNA上每3個核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)鏈上的一個氨基酸，把這3個核苷酸稱為遺傳密碼，也稱三聯(lián)體密碼或密碼子。一共有64種遺傳密碼。遺傳密碼字典第八章生命物質(zhì)與人體健康基因結(jié)構(gòu)改變會引起生物體性狀的巨大變化，這樣的突變是由基因結(jié)構(gòu)的改變引起的，所以叫“基因突變”。鐮刀狀貧血病是由于血紅蛋白基因中的一個核苷酸T突變?yōu)锳(遺傳密碼由CTT變?yōu)镃AT)，造成蛋白質(zhì)中的一個谷氨酸被纈氨酸代替，從而引起脫氧血紅蛋白溶解度下降，在細(xì)胞內(nèi)成膠或聚合，使紅細(xì)胞變成鐮刀狀，并且喪失結(jié)合氧分子的能力。鐮刀狀紅細(xì)胞正常紅細(xì)胞第八章生命物質(zhì)與人體健康在兩個DNA分子之間，或一個DNA分子的兩個不同部位之間，按人們的設(shè)計方案，通過鏈斷裂和片段的交換重新形成了一個新的、改變了基因的組合和序列的DNA分子的過程稱為DNA重組或基因重組?；蚬こ蹋ɑ蛑亟M）是將不同的基因在體外人工剪切組合，并和載體的DNA連接，然后轉(zhuǎn)入另一種微生物或細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行擴(kuò)增，并使轉(zhuǎn)入的基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)。8.2.4重組DNA與基因工程第八章生命物質(zhì)與人體健康★

2000年6月26日科學(xué)家成功繪制出人類基因組“工作框架圖”?！?001年2月12日，中、美、日、德、法、英6國科學(xué)家聯(lián)合宣布，他們又繪制出了更加準(zhǔn)確、清晰、完整的人類基因組圖譜。基因測序結(jié)果表明，人類基因組共有32億個堿基對，包含大約3萬到4萬個基因。這一重大成果標(biāo)志著生命科學(xué)又向縱深邁進(jìn)了一步。2003年4月15日宣布經(jīng)13年努力，共同繪制完成由31對堿基組成的人類基因序列圖。★人類基因組計劃是1990年前后開始實施的、旨在破解人類染色體約30億對堿基對遺傳信息的科研計劃，被譽為20世紀(jì)實施的三大宏偉計劃之一?！?/p>

2003年12月13日我國科學(xué)家在世界上率先完成第一張水稻基因精細(xì)圖，共6萬多個基因。人類基因組計劃第八章生命物質(zhì)與人體健康中國云南紅河哈尼梯田，成為2002年4月5日出版的美國《科學(xué)》雜志的封面。這份世界權(quán)威學(xué)術(shù)期刊，以封面文章形式和顯著篇幅登出中國科學(xué)家繪出水稻基因組工作框架圖的歷史性論文。它標(biāo)志著在基因組學(xué)這一生命科學(xué)前沿領(lǐng)域，中國已部分具備世界領(lǐng)先的實力。楊煥明等來自北京華大基因研究中心和杭州、上海、長沙和西安等地11家中國研究機構(gòu)近百名研究人員，在題為《水稻基因組序列草圖》的論文中宣布，他們采用全基因組鳥槍測序法，以中國和亞太地區(qū)主要水稻栽培亞種秈稻為對象，完成了對水稻基因組序列草圖的測定和初步分析。水稻基因組序列第八章生命物質(zhì)與人體健康科學(xué)家將根據(jù)人類基因圖譜，分析人體蛋白在化學(xué)和生物學(xué)上的正常和變異特性，特別是當(dāng)人體出現(xiàn)癌癥、抑郁癥等病變時，蛋白細(xì)胞的化學(xué)變化。將來，人類就可以通過調(diào)整基因指令修正人體蛋白的非正常變化。但這一工作的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于完成基因圖譜研究的工作，需要生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、計算機學(xué)等多學(xué)科人才展開規(guī)?？涨暗耐献?。人類基因組計劃的最終目標(biāo)是弄清楚每種基因制造的蛋白質(zhì)及其作用。從生理過程來看，基因向細(xì)胞發(fā)出指令，制造蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)再執(zhí)行維持人的生命活動的功能，如產(chǎn)生熱量、分解廢物、對抗感染等。第八章生命物質(zhì)與人體健康在未來3~5年的時間內(nèi)，國際人類基因組計劃的研究內(nèi)容將集中在以下幾個方面：4.繼續(xù)研究由于基因組計劃帶來的社會、倫理和法律等方面的內(nèi)容。1.克隆和測定人類及模式生物（特別是小鼠）的全長DNA序列；2.開發(fā)基因識別的軟件；3.開展第三代遺傳標(biāo)記研究；中國科研人員在進(jìn)行基因組草圖“基本信息”測序

第八章生命物質(zhì)與人體健康8.3疾病與治療癌癥是人類第二死因（心腦血管疾病為第一死因）。癌癥是一種基因病癌基因激活抑癌基因失活8.3.1癌癥與基因治療第八章生命物質(zhì)與人體健康在受其他因素（如病毒感染、化學(xué)致癌物質(zhì)等）的誘發(fā)下，癌基因的一個或幾個核苷酸發(fā)生了改變，引起癌基因的突變或易位等，即被激活，這種被激活的癌基因生產(chǎn)出大量的異常蛋白而使正常細(xì)胞癌變。抑癌基因亦稱抗癌基因或腫瘤抑制基因，它的正常功能是防止腫瘤的發(fā)生。一旦在某個正常細(xì)胞中，抑癌基因失活或丟失而不能行使正常的功能時，這個細(xì)胞就可能發(fā)生癌變。癌基因是人體內(nèi)固有的基因，在正常情況下它們具有十分重要的生理功能。1．癌基因和抑癌基因第八章生命物質(zhì)與人體健康致癌

因素物理因素如紫外線、X射線，電離輻射等生物因素如病毒的感染化學(xué)因素如化學(xué)致癌物質(zhì)來自體外來自體內(nèi)自由基如脂肪氧化、高能紫外線或輻射均可在人體內(nèi)產(chǎn)生自由基。根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)特征可把化學(xué)致癌物分成以下幾大類：(1)多環(huán)芳烴；（2）亞硝胺；（3）黃曲霉素；（4）重金屬；（5）其它（芳香胺、偶氮染料、農(nóng)藥等）。2．致癌物質(zhì)第八章生命物質(zhì)與人體健康黃曲霉素（AFS）是一類結(jié)構(gòu)類似的微生物毒素的混合物。其中以黃曲霉素B1(AFB1)最常見、毒性最大。其結(jié)構(gòu)式如下：黃曲霉素主要污染糧油及其制品，在發(fā)霉花生、玉米、谷類、豆類等中的含量最高。與食物有關(guān)的、危害較大的化學(xué)致癌物質(zhì)有：黃曲霉素、亞硝基化合物、多環(huán)芳烴等。第八章生命物質(zhì)與人體健康亞硝胺是仲胺與亞硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物：仲胺亞硝胺亞硝胺也可在人體內(nèi)合成，在胃、口腔、肺及膀胱中最易合成，體內(nèi)亞硝基化問題已引起人們極大的重視。蔬菜腐爛時，腌制的咸萊、咸肉和咸魚等食品以及發(fā)酵食品（如醬油、醋、啤酒等）中也可檢出亞硝胺的存在；環(huán)境中的NOX也可轉(zhuǎn)為亞硝酸鹽；吸煙者體內(nèi)亞硝胺含量較高。維生素C能還原亞硝酸鹽，可以阻止亞硝胺的體內(nèi)合成。因此，建議少吃腌肉類食品，多吃新鮮蔬菜和水果。日光曝曬也可以分解亞硝胺。第八章生命物質(zhì)與人體健康多環(huán)芳烴（主要是4個或5個苯環(huán)的稠環(huán)芳烴）有致癌性。其中以1,2-苯并芘（苯并[a]芘)最為常見。其結(jié)構(gòu)式如下：煤焦油、汽油、煤油、垃圾、香煙等的不完全燃燒都可能產(chǎn)生多環(huán)芳烴；蛋白質(zhì)、脂肪、膽固醇在煙熏、烘烤過程中都可能產(chǎn)生多環(huán)芳烴。因此要少吃煙熏食品，不吃“萬年油炸的食物”。1,2-苯并芘第八章生命物質(zhì)與人體健康抗癌藥物烷化劑如苯丁酸氮芥(chlorambucil)抗代謝藥如去氧氟尿苷(Doxifluridine)抗腫瘤抗生素如吡柔比星(Pirarubicin)抗腫瘤激素類如福美斯坦(Fomestane)抗腫瘤植物成分如紫杉醇(Paclitaxel)其他抗腫瘤藥如卡鉑(Carboplatin)*3．抗癌藥物第八章生命物質(zhì)與人體健康基因治療是把外源基因?qū)氡旧砘蛴腥毕莼蛉笔У陌薪M織中，并使外源基因在靶組織細(xì)胞中正常表達(dá)?；蛑委熓侵委熯z傳病的理想方法。基因治療腫瘤的方法①細(xì)胞因子基因治療。②“自殺”基因療法。③抗癌基因療法。世界首個基因治療藥物——“重組人p53腺病毒注射液”（今又生）于2003年10月16日批準(zhǔn)上市。4．人類基因治療第八章生命物質(zhì)與人體健康我國癌基因的研究走過了起步、跟蹤國外和自主創(chuàng)新3個階段。從二十世紀(jì)90年代中期開始，隨著人類基因組研究的進(jìn)展，我國疾病基因研究項目及腫瘤相關(guān)基因的克隆和功能研究的全面啟動，我們不僅能夠迅速地了解、跟蹤國際研究的前沿領(lǐng)域，而且能夠在許多試驗室進(jìn)行有規(guī)模的疾病基因鑒定和克隆，同時也將試驗室研究工作逐步擴(kuò)展到臨床應(yīng)用研究。隨著功能基因組、藥物基因組研究的深入發(fā)展，腫瘤基因研究也加快了步伐，從回顧性的實驗室研究進(jìn)入大規(guī)模的臨床前瞻性研究。隨著大規(guī)模測序、疾病基因識別、細(xì)胞信號傳遞和生物芯片技術(shù)的發(fā)展，將進(jìn)一步明確癌基因在腫瘤發(fā)病中的作用，并將這些成果逐步用于腫瘤的預(yù)防、診斷和治療。5.我國在癌基因方面的研究第八章生命物質(zhì)與人體健康1.高血壓病血壓是指血管內(nèi)血液對血管壁的側(cè)壓力，是血液循環(huán)最重要的功能指標(biāo)。8.3.2心血管疾病及其防治心腦血管疾病是人類第一死因。其中高血壓和動脈粥樣硬化是兩種最嚴(yán)重的疾病。正常血壓

120/80mmHg(16/10.6kPa)第八章生命物質(zhì)與人體健康高血壓（我國采用世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）收縮壓≥140mmHg(18.6kPa)

舒張壓≥90mmHg(12.0kPa)高血壓并發(fā)癥：心肌肥厚和心力衰竭，組織和器官供血不足，產(chǎn)生腦卒中(中風(fēng))，動脈粥樣硬化，腎硬化和腎功能不全及視網(wǎng)膜病變，甚至形成主動脈瘤和破裂。高血壓病原發(fā)性高血壓(95％)繼發(fā)性高血壓(5％)高血壓病因未清。據(jù)調(diào)查，肥胖、高鹽飲食、嗜酒、精神緊張等易誘發(fā)高血壓。第八章生命物質(zhì)與人體健康動脈粥樣硬化的臨床表現(xiàn)為心絞痛、心肌梗塞、心臟驟集(猝死)、缺血性心肌病和無癥狀心肌缺血。動脈粥樣硬化是指動脈某些部位的內(nèi)膜下有脂質(zhì)沉積，同時有平滑肌細(xì)胞堆積和纖維基質(zhì)成分的增殖，逐步發(fā)展形成動脈粥樣硬化性斑塊。斑塊部位的動脈壁增厚、變硬，斑塊內(nèi)部組織壞死后與沉積的脂質(zhì)結(jié)合，形成粥樣物質(zhì)，同時管腔變狹窄甚至發(fā)生栓塞或閉塞，導(dǎo)致功能障礙。動脈粥樣硬化發(fā)病是多病因性疾病，原因不清。經(jīng)調(diào)查高血壓，高膽固醇血癥，糖尿病、肥胖、吸煙等易患動脈粥樣硬化。2.動脈粥樣硬化第八章生命物質(zhì)與人體健康(1)氯貝丁酯（安妥明、冠心平）降血脂(2)尼索地平選擇性地擴(kuò)張冠狀動脈

(3)硝酸異山梨酯（消心痛）緩解、預(yù)防心絞痛(4)普魯卡因胺抗心律失常(5)罌粟堿血管擴(kuò)張(6)利血平（血安平，蛇根堿）兼有降血壓及安定作用*3.心血管系統(tǒng)藥物第八章生命物質(zhì)與人體健康①限制過量飲食，適當(dāng)運動，減輕體重。②改善膳食結(jié)構(gòu)，減少鈉鹽攝人和膳食中的脂肪，限制飲酒、禁止吸煙，增加優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的飲食。③勞逸結(jié)合，增強健康意識，提倡健康的生活方式，加強體能的鍛煉。健康文明的生活方式：合理膳食、適量運動、戒煙限酒、心理平衡。4.心血管病的預(yù)防與膳食第八章生命物質(zhì)與人體健康從1981年美國發(fā)現(xiàn)首例艾滋病以來，這種被稱為“世紀(jì)瘟疫”的疾病在世界迅速傳播，并已成為全球性的災(zāi)難。艾滋病，英文縮寫為AIDS(AcquiredImmunodeficiencySyndrome)，中文全稱為獲得性免疫缺陷綜合征。AIDS是由艾滋病病毒引起的傳染病，目前還沒有有效的治療方法。艾滋病病毒侵入機體后，破壞機體免疫力，使感染者變得虛弱，無法抵御各種微生物、寄生蟲感染和癌癥的侵襲，最終死于各種繼發(fā)性疾病。艾滋病病毒是艾滋病的病原體，其中文全稱為人類免疫缺陷病毒，英文縮寫為HIV。HIV侵入人體后，破壞免疫系統(tǒng)，使免疫細(xì)胞數(shù)量不斷下降，機體失去了對疾病的抵抗能力，開始反復(fù)出現(xiàn)各種機會性感染。8.3.3艾滋病與生物技術(shù)第八章生命物質(zhì)與人體健康

一般說來，一個人在感染了HIV之后的1個月至3個月(有的可長達(dá)6個月)，就可以測出是否已被感染。然后經(jīng)過6個月至十多年的潛伏期后發(fā)展成為AIDS，1至2年后死亡。

成人感染了艾滋病病毒后，通常要經(jīng)歷一個潛伏期，其長短因人而異，短則數(shù)月，長可達(dá)十多年。

兒童感染艾滋病病毒后多在數(shù)月內(nèi)就發(fā)展成為AIDS。

迄今為止的科學(xué)研究表明，絕大多數(shù)的HIV感染者先后都會發(fā)展成為AIDS。

受HIV感染的人在潛伏期內(nèi)，從外表上無法和正常人相區(qū)別，但他們可通過血液和其它體液將病毒傳給他人，我們將這些人叫做HIV感染者。第八章生命物質(zhì)與人體健康艾滋病特點是早期癥狀非特異性，易被誤診。如早期淋巴結(jié)腫大和普通感染造成的一樣，感冒咽炎等都可以產(chǎn)生。此外它的發(fā)熱、腹瀉和皮疹也沒有特征性，難以和其它疾病鑒別。到晚期則出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀，38℃以上高燒不退，出現(xiàn)紫斑、下肢出現(xiàn)針頭大小的血斑，手指呈白色。艾滋病(AIDS)患者會出現(xiàn)各種迸發(fā)癥，如連片皮膚皰疹、腦膜炎、癌癥、肺結(jié)核、肝炎等，一個一百多斤的男性體重可以下降到七十多斤，眼睛深陷，毛發(fā)脫落，肌肉萎縮，呼吸困難，皮膚奇癢難耐，甚至出現(xiàn)癡呆癥，失去記憶，臨死前如同一個包著皮的骷髏。艾滋病的主要癥狀第八章生命物質(zhì)與人體健康2002年12月15日我國衛(wèi)生部發(fā)布：2002年上半年比2001年上半年艾滋病感染者增長了16.7%，估計總?cè)藬?shù)近100萬。其中吸毒感染占68%血液感染占9.7%性接觸感染占7.2%母嬰感染占0.2%不詳途徑占13.4%艾滋病病毒是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。這種病毒中含有逆轉(zhuǎn)錄酶，以RNA為模板，按照RNA分子中的核苷酸順序合成DNA。逆轉(zhuǎn)錄酶是艾滋病毒HIV-1開始復(fù)制時的所必需的物質(zhì)，抑制住逆轉(zhuǎn)錄酶，就可以阻止HIV-1的復(fù)制，完全控制病毒的感染。第八章生命物質(zhì)與人體健康艾滋病迄今尚無特效可以根治的療法。治療艾滋病的藥物有3類：核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和蛋白酶抑制劑。目前最常用的是AZT(Azidothimidine，疊氮胸苷)、DDI(雙脫氧肌苷)和DDC(雙脫氧胞苷)，可聯(lián)合應(yīng)用。聯(lián)合療法，所以又叫雞尾酒療法(或HAART療法)。2002年，我國國家醫(yī)藥監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了齊多夫定、去羥肌苷和司他夫定國產(chǎn)藥上市，這三種抗愛滋病病毒的藥物是國際認(rèn)可的雞尾酒療法中的重要藥品，使用藥開支大大降低。今后還有新的國產(chǎn)抗愛滋病病毒藥物被審批上市，使我國治療愛滋病的雞尾酒療法用藥逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)化。第八章生命物質(zhì)與人體健康艾滋病的傳播途徑：性接觸、血液傳播及母嬰傳播。蚊叮蟲咬不會傳染艾滋?。豢人?、打噴嚏也不傳播艾滋??；與艾滋病病人及艾滋病病毒感染者日常生活和工作接觸不會感染艾滋??；握手、擁抱、共同進(jìn)餐不會感

染；艾滋病不會經(jīng)馬桶圈、電視機、餐

飲具、臥具、游泳池或公共浴池等公共

設(shè)施傳播。研究表明，與其他流行病毒如肝炎、肺炎、虐疾等相比，HIV-1是一種極其脆弱的病毒，它在人體外的存活時間不會超過三、四個小時，熱水、肥皂、酒精、漂白劑都是HIV-1的克星，病毒也無法在體內(nèi)酸性的腸胃環(huán)境中生存。所以，要很好的預(yù)防艾滋病就要杜絕性亂；不用帶病毒的血制品；禁止吸毒。

艾滋病的預(yù)防第八章生命物質(zhì)與人體健康人體中的元素

常量元素微量元素占人體總重量低于0.01％的元素C、H、O、N、P、S、Cl、Na、Mg、K和Ca等11種，約占體重的99．25％。Fe、I、Zn、Cu、Co、Cr、Mn、Mo、Se、Ni、Sn、Si、F和V等14種。Rb、As、B、Ti、Al、Ba、Nb和Zr等8種。Bi、Sb、Be、Cd、Hg和Sb等6種。必需微量元素(生命元素)非必需微量元素有毒微量元素8.4生命元素與人體健康占人體總重量高于0.01％的元素第八章生命物質(zhì)與人體健康中國營養(yǎng)學(xué)會2002年公布的全國營養(yǎng)調(diào)查表明：由于營養(yǎng)過?；虿黄胶馑碌穆圆≡谠龆?，中國人維生素和礦物質(zhì)攝入不足和不均衡的現(xiàn)象普遍存在。其中最嚴(yán)重缺乏的營養(yǎng)素有VA、VB2和Ca2+普遍缺乏的有VB1、VB6和VC此外，兒童缺Zn2+，婦女缺Fe2+，中老年缺VC更為嚴(yán)重。第八章生命物質(zhì)與人體健康1.鈣含量：占人體總重量的1.5％~2.0％，一般成年人體內(nèi)含鈣量約為1200g，其中99％集中于骨鉻和牙齒，其余的1％存在于軟組織、細(xì)胞外液和血液中。生理功能：鈣離子對心臟的正常搏動，血液的凝固，肌肉和神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)，以及對細(xì)胞膜的滲透性等起作用。8.4.1常量元素的生理功能缺乏癥：兒童骨質(zhì)生長不良和骨化不全，囪門晚閉及佝僂??；成人患軟骨病、易發(fā)生骨折并發(fā)生出血和癱病等疾病。主要來源：奶及奶制品、蛋黃、豆類、花生、小蝦皮等。日需要量：成年男女800mg；孕婦l500mg；

乳母2000mg；男女少年1000~l200mg；

嬰幼兒400~600mg。第八章生命物質(zhì)與人體健康缺乏癥：食欲不振，生長不良，佝僂病。含量：成人體內(nèi)約有磷600~900g，80％存在于骨骼和牙齒中。生理功能：磷酸鈣，是構(gòu)成骨骼和牙齒的主要物質(zhì)；磷是細(xì)胞核蛋白、磷脂和某些輔酶的重要成分；磷酸鹽能組成體內(nèi)緩沖體系，維持體內(nèi)的酸堿平衡；三磷酸腺苷(ATP)為人體的生命活動提供能量；磷參與葡萄糖、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝；磷是形成核酸的重要原料。主要來源：蛋、肉類、乳制品、魚類、奶、蔬菜、谷物。2.磷第八章生命物質(zhì)與人體健康缺乏癥：導(dǎo)致心肌壞死，冠狀動脈病等，供應(yīng)心臟血液和氧氣的動脈痙攣，出現(xiàn)抑郁、肌肉軟弱無力和眩暈等。含量：成人體內(nèi)含有20~30g鎂，70％與鈣一起結(jié)合成為磷酸鹽和碳酸鹽，是骨骼和牙齒的重要成分之一，其余的25％在軟組織中，5％于體液中。生理功能：維持心肌正常功能和結(jié)構(gòu)所必需的，與血壓、心肌的傳導(dǎo)性與節(jié)律、心肌舒縮等有關(guān)。

主要來源：蔬菜、小米、燕麥、大麥、豆類、小麥、肉類和動物內(nèi)臟等。日需要量：成年男子300~400mg；孕婦和乳母450mg；10歲~4歲兒童200~250mg；嬰幼兒50~150mg。3.鎂第八章生命物質(zhì)與人體健康缺乏癥：缺鉀可對心肌、腎、腸及骨骼的產(chǎn)生損害。含量：鈉、鉀、氯分別約占人體重量的0.15％，0.35％和0.15％。在體內(nèi)以離子狀態(tài)存在于一切組織液之中，細(xì)胞內(nèi)以K+含量多，而細(xì)胞外液中則Na+含量多。生理功能：Na+、K+和Cl-對于維持血漿和組織液的滲透平衡有重要的作用。過量癥：攝入鈉過多，會對高血壓，心臟病，腎功能衰竭等患者造成危害。鉀過多則可引起四肢蒼白發(fā)涼、嗜睡、動作遲笨、心跳減慢以致突然停止。

4.鈉、鉀和氯第八章生命物質(zhì)與人體健康主要來源：人體中的Na+和C1-主要來自食鹽。K+主要來自水果、蔬菜等植物性食物。日需要量：成年男女2~5g鉀；青少年1.5~4.5g；兒童0.5~3g；嬰兒0.35~1.2g。中國營養(yǎng)學(xué)會1997年建議食鹽≯6g/天。第八章生命物質(zhì)與人體健康胃腸炎，前列腺肥大，貧血，高血壓，冠心病侏儒，潰瘍，炎癥，不育，白發(fā)，白內(nèi)障，肝硬化激活200多種酶參與核酸和能量代謝，促進(jìn)性機能正常，抗菌、消炎肉、蛋、奶、谷物152.3鋅30Zn氟斑牙，氟骨癥，骨質(zhì)增生齲齒，骨制疏松，貧血長牙骨，防齲齒，促生長，參與氧化還原和鈣磷代謝茶葉、肉、水果、谷物、土豆、胡蘿卜12.6氟

9F

影響胰腺和性腺，心衰，糖尿病，肝硬化貧血、免疫力低，無力、頭痛，口腔炎、易感冒、肝癌造血，組成血紅蛋白和含鐵酶，傳遞電子和氧，維持器官功能肝、肉、蛋、水果、綠葉蔬菜

124.2鐵

26Fe過量癥缺乏癥要生理功能主要來源日需要量

/mg人體含量

/g元素名稱符號8.4.2微量元素的生理功能第八章生命物質(zhì)與人體健康黃疸肝炎，肝硬化，胃腸炎，癌貧血，心血管損傷，冠心病，腦障礙，潰瘍，關(guān)節(jié)炎造血，合成酶和血紅蛋白，增強防御功能干果、葡萄干、葵花籽、肝、茶30.1銅29Cu硒土病，心腎功能障礙，腹瀉，脫發(fā)心血管病，克山病，大骨節(jié)病，癌，關(guān)節(jié)炎，心肌病組酶，抑制自由基，護(hù)心肝，對重金屬解毒蝦、蟹等海產(chǎn)品、肉、谷類、豆類、中藥黃芪0.050.2硒34Se關(guān)節(jié)痛，大骨節(jié)病，貧血，肌肉萎縮骨質(zhì)疏松，抽搦癥，白發(fā)，齲齒長骨骼，維持血管功能和通透性，合成粘多糖，維持組織彈性奶、蔬菜、豆類、海魚蝦類

1.90.32鍶38Sr

過量癥缺乏癥主要生理功能主要來源日需要量

/mg人體含量

/g元素名稱符號續(xù)表第八章生命物質(zhì)與人體健康結(jié)膜炎，鼻咽炎，心腎受損脂固醇高，生殖功能低下，貧血，心肌無力，骨異常，貧血刺激骨髓造血，降血壓，促生長，參與膽固醇和脂質(zhì)及輔酶代謝海產(chǎn)品1.50.018釩23V無力，帕金森癥，心肌梗塞軟骨，營養(yǎng)不良，神經(jīng)紊亂，肝癌，生殖功能受抑組酶，激活劑，增強蛋白代謝，合成維生素，防癌干果、粗谷物、桃仁、板栗、菇類80.02錳25Mn甲狀腺腫甲狀腺腫，心悸，動脈硬化組成甲狀腺和多種酶，調(diào)節(jié)能量，加速生長海產(chǎn)品、奶、肉、水果

1.14

0.03碘

53I

過量癥

缺乏癥

主要生理功能

主要來源日需要量

/mg人體含量

/g元素名稱符號續(xù)表第八章生命物質(zhì)與人體健康心肌病變，心力衰竭，高血脂，致癌心血管病，貧血，脊髓炎，氣喘，青光眼造血，心血管的生長和代謝，促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)合成肝、瘦肉、奶、蛋、魚0.0001小于0.003鈷27Co鼻咽癌，皮膚炎，白血病，骨癌，肺癌肝硬化，尿毒，腎衰，肝脂質(zhì)和磷脂質(zhì)代謝異常參與細(xì)胞激素和色素的代謝，生血，激活酶，形成輔酶蔬菜、谷類0.30.01鎳

28Ni貧血，胃腸炎，影響壽命抑制生長，門齒色素不全促進(jìn)蛋白質(zhì)和核酸反應(yīng)，促生長，催化氧化還原反應(yīng)龍須菜、西紅柿、橘子、蘋果0.30.017錫50Sn

過量癥缺乏癥主要生理功能主要來源日需要量

/mg人體含量

/g元素名稱符號續(xù)表第八章生命物質(zhì)與人體健康睪丸萎縮，性欲減退，脫毛，軟骨，貧血，腹瀉心血管病，克山癌，食道癌，腎結(jié)石，齲齒組成氧化還原酶，催化尿酸，抗銅貯鐵，維持動脈彈性豆莢、卷心菜、大白菜、谷物、肝、酵母0,2小于0.005鉬42Mo傷肝腎，鼻中隔穿孔，肺癌糖尿病，心血管病，高血脂，膽石，胰島素功能失常發(fā)揮胰島素作用，調(diào)節(jié)膽固醇、糖和脂質(zhì)代謝，防止血管硬化啤酒、酵母、蘑菇、粗細(xì)面粉、紅糖、蜂蜜、肉、蛋

0.1小于0.006鉻

24Cr

過量癥

缺乏癥

主要生理功能

主要來源日需要量

/mg人體含量

/g元素名稱符號續(xù)表我國四大地方性疾病都與缺微量元素有關(guān)。第八章生命物質(zhì)與人體健康8.4.3平衡膳食的組成平衡膳食的組成谷類、薯類和雜糧動物肉類和豆類蔬菜類和水果類油脂類平衡膳食是合理營養(yǎng)的唯一途徑，是促進(jìn)身體健康的物質(zhì)基礎(chǔ)。第八章生命物質(zhì)與人體健康世界衛(wèi)生組織(WHO)將當(dāng)成毒品分成8大類：嗎啡類、巴比妥類、酒精類、可卡因類、印度大麻類、苯丙胺類、柯特(KHAT)類和致幻劑類。毒品種類繁多，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方法。聯(lián)合國麻醉藥品委員會將毒品分為六大類：嗎啡型藥物；可卡因、可卡葉；大麻；安非它明等人工合成興奮劑；安眠鎮(zhèn)靜劑；精神藥物，即安定類藥物。8.4.4毒品與法治教育目前，國內(nèi)外泛濫的主要是海洛因、冰毒和搖頭丸三種。第八章生命物質(zhì)與人體健康

罌粟花嗎啡鴉片成品大麻植物大麻成品8.4.5毒品第八章生命物質(zhì)與人體健康可卡因冰毒麻黃草搖頭丸高純度的海洛因第八章生命物質(zhì)與人體健康導(dǎo)致人注意力、記憶力衰退，精神失常，過量使人呼吸停止而死亡具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜作用，用于緩解急性銳痛及心源性哮喘，其毒性比鴉片強10~20倍鴉片中提取嗎啡失眠，食欲減退，性情急躁，容易發(fā)怒吸入7mg可使人有欣快感，產(chǎn)生幻覺一種植物大麻使人體質(zhì)衰弱，精神頹廢，壽命縮短，過量可致死最早用于止痛、止瀉、止咳，使人產(chǎn)生欣快感主要成分罌粟堿罌粟中提取阿片(鴉片、芙蓉膏、大煙)危害功能化學(xué)結(jié)構(gòu)來源名稱常見毒品的化學(xué)結(jié)構(gòu)，功能及危害第八章生命物質(zhì)與人體健康引起偏執(zhí)狂型的精神病，孕婦服后導(dǎo)致流產(chǎn)、早產(chǎn)或死產(chǎn)，刺激脊髓，引起驚厥，嚴(yán)重可達(dá)呼吸衰竭死亡成癮最強的毒品之一，用作眼、鼻、喉等粘膜的表面麻醉，古柯植物中提取可卡因引起心律失常，腎功能衰竭，皮膚感染，肺水腫，全身性化膿性并發(fā)癥，便秘，智力減退，肝炎，艾滋病等，過量致死毒性比嗎啡強2~3倍，使人呈似睡非睡狀，可以把煩惱、憂慮、緊張感一掃而光合成海洛因(白面兒，白粉，有“毒品之王”之稱)危害功能化學(xué)結(jié)構(gòu)來源名稱續(xù)表第八章生命物質(zhì)與人體健康初服，產(chǎn)生心動過速，血壓升高，體溫增加。長期服用，體重減輕，精神焦慮，抑郁是一種致幻劑，使人產(chǎn)生強烈而且清晰的視幻覺從仙人掌科植物中提取麥斯卡林長期服用，使大腦肌能受到損傷，產(chǎn)生偏執(zhí)性的精神分裂癥，精神抑郁，心慌失眠，焦慮不安，人體免疫力下降，內(nèi)臟器官得病率提高致幻作用強，吸食后毒性發(fā)作也較快，容易使人上癮。服用后運動明顯增加，睡眠減少，不覺疲倦，也被稱為“毒品之王”麻黃中提取(因其晶體無色透明，像冰一樣故由此得名)冰毒危害功能化學(xué)結(jié)構(gòu)來源名稱第八章生命物質(zhì)與人體健康引起心律加快，瞳孔放大，血壓和體溫升高，昏眩，食欲不振，精神混亂，性欲亢進(jìn)服用后精神極度興奮，可產(chǎn)生飄浮感覺，會出現(xiàn)一定程度的幻覺和性沖動(屬冰毒的一種)合成搖頭丸同嗎啡，但較嗎啡輕鎮(zhèn)痛作用弱于嗎啡，成癮也比嗎啡輕合成杜冷丁長期服用，使人知覺錯位，瞳孔放大，視力模糊，顏面發(fā)紅，頭暈，乏力，困倦，震顫，心率加快當(dāng)代最驚奇、最強烈的迷幻藥，服用20~300μg足以使人產(chǎn)生幻覺麥角酰二乙胺合成LSD致幻劑危害功能化學(xué)結(jié)構(gòu)來源名稱第八章生命物質(zhì)與人體健康誘發(fā)刑事犯罪

敗壞社會風(fēng)氣三、吸毒危害社會對身體的危害：自傷、

自殺、自殘，加速死亡一、吸毒摧殘人生大腦病變心臟病變加速死亡自殘傾家蕩產(chǎn)、妻離子散、家破人亡、貽害后代二、吸毒毀滅家庭貽害后代傾家蕩產(chǎn)吸毒的危害第八章生命物質(zhì)與人體健康國際上創(chuàng)新藥物的研究和開發(fā)投入十分巨大，一個創(chuàng)新藥物從基礎(chǔ)性研究、發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物、臨床前藥理毒理評價、藥物代謝動力學(xué)的研究、藥檢標(biāo)準(zhǔn)的制定，直到臨床試驗(分為三期)，投入大，周期長。選讀材料創(chuàng)新藥物研究展望據(jù)稱，在美國要花3.5億美元，平均時間12.8年，從6200多種化合物中可篩選出一個進(jìn)入市場的新藥，這說明新藥研制的艱辛和投入之大，風(fēng)險之高。但一個創(chuàng)新藥物一旦成功投放市場，其社會效益與經(jīng)濟(jì)效益是極高的。為了避免人力、物力的巨大浪費，減少不可預(yù)見性和盲目性，人們正從多種角度，充分利用現(xiàn)代先進(jìn)的分離、分析和合成手段，結(jié)合理論分析，走向藥物設(shè)計之路，這將會大大加速新藥研究與開發(fā)。第八章生命物質(zhì)與人體健康由于分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)研究的深入，在生命現(xiàn)象、重大疾病病理機制研究方面已有不少重要發(fā)現(xiàn)，一些重大生命現(xiàn)象基本環(huán)節(jié)也有了闡明。這為尋找創(chuàng)新藥物提供許多新的藥物作用靶點（靶分子）。1.必須建立在基礎(chǔ)研究的高起點、新思路的設(shè)計思想基礎(chǔ)上（1）以與疾病有關(guān)的生命活動過程中的某些靶分子作為設(shè)計新藥的根據(jù)。受體是生物活性物質(zhì)產(chǎn)生生理作用首先作用的靶分子，是一種蛋白分子，可以接受、識別內(nèi)源性生物活性物質(zhì)(如神經(jīng)遞質(zhì)、激素等)及外源性活性物質(zhì)(藥物、毒物等)。針對特定生理意義的受體設(shè)計，有目的地設(shè)計選擇性高的化合物，往往可取得較好的成果。第八章生命物質(zhì)與人體健康如：與脂肪細(xì)胞形成有關(guān)的PPAR受體為靶分子找到的創(chuàng)新藥物，屬高選擇性激動劑，可用于糖尿病治療。如：與G蛋偶聯(lián)受體家族有關(guān)的創(chuàng)新藥物，如格蘭素—威爾喀姆廠的沙美行羅(Salmetero1)為β2受體的激動劑，可用于哮喘治療；又如雷尼替丁(Ranitidine)為H2受體拮抗劑，可治療胃酸分泌過多；磺馬曲坦(Sumatriptan)為5HT1D受體激動劑，可治療偏頭痛等。另一大類藥物作用靶分子為細(xì)胞核內(nèi)激素受體。其他靶分子如酶、離子通道、轉(zhuǎn)運蛋白等都是設(shè)計新藥的好目標(biāo)。第八章生命物質(zhì)與人體健康(2)以疾病的病理機制作為設(shè)計新藥的根據(jù)。美國?？寺芯拷M根據(jù)腫瘤細(xì)胞生長與毛細(xì)血管供血有著重要關(guān)系的事實，發(fā)現(xiàn)了血管生長的