生命元素与绿色化学(化学元素与人体健康课件)

《生命元素与绿色化学(化学元素与人体健康课件)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、生命元素与绿色化学杨桂琴11生命元素、有益元素、沾染元素、有毒元素科学工作者通过研究环境元素和生命元素的关系，了解到生物体在适应生存和进化中，逐渐形成一套摄入、排泄和适应这些元素的保护机制。元素是如何被选择的，这是一个有趣而尚未完全解决的问题，但在生物演化过程中，总结了一些元素被生物选择的规则，了解其中的两点：（1）丰度规则当生物的功能可以从几种可用元素中选择其一去实现时，生物选择了在自然界存在较丰富的那种元素。（2）有效规则生物要选择更加有效的化合物加以利用。生命元素2研究表明，存在于生命体内的元素可分为四种类型：(1)生命元素：按其含量的不同，又分为常量元素

2、和微量元素；(2)有益元素(可能为潜在的生命元素)；(3)沾污元素；(4)有毒元素。3生命元素：是指在生物体中能维持其正常生命活动功能所不可缺少的元素。人体内大约含有27种生命元素。其中常量元素为：O、C、H、N、Ca、P、K、S、Cl、Na、Mg等，约占人体重的99.95%，微量元素仅占人体重的0.05%，它们是：Fe、F、Zn、Si、Br、Sn、Cu、V、I、Mn、Cr、Se、Mo、Ni、Co，但其作用不小，此外还有B。在生命元素中13种非金属元素（H、C、N、O、P、S、F、Cl、Br、I、Si、Se、B），除H外集中在p区右上角，14种生物金属在周期表中

3、有两个主要密集区：一是ⅠA、ⅡA族的四金属“岛”（K、Na、Ca、Mg），它们是常量元素；二是第一过渡系，它们是微量元素，是生物体中金属蛋白和金属酶的重要结构成分。4有益元素：是指人体中假若缺少这些元素(如Li、Ce、Al、As、Rb、Ti、Sr、B和稀土元素)虽然可以维持生命，但不能认为是健康的。沾污元素：有20～30种普遍存在于各组织中的元素，它们的浓度是变化的，而它们的生物效应还没有被完全确定，它们也可能来自环境的沾污，因此称沾污元素。有毒元素（污染元素）：当对沾污元素觉察出有害的生理或行为症状时，沾污元素就成为污染元素了，例如，血液中的铅、镉和汞虽然浓度

4、极低，但是起着有害作用，它们是污染元素。52元素在人体中的存在形态及生物功能元素在生物体中以不同形态存在，大致可分为四种情况。（1）无机物结构元素Ca、F、P、Si和少量的Mg，以难溶无机化合物形态存在于硬组织中，如SiO2、CaCO3、Ca10(PO4)6(OH)2等。作为结构材料，Ca、P构成骨骼、牙齿。（2）有电化学功能和信息传递功能的离子Na、Mg、K、Ca、Cl等，分别以游离水合阳离子和阴离子形式存在于细胞内、外液中，两者之间维持一定浓度梯度，Ca2+与氨基酸中的羧酸结合起到传递某种生物信息的作用；存在于体液中的Na+、K+、Cl-等起到维持体液中水、

5、电解质平衡和酸、碱平衡的作用。6（3）生物大分子：C、H、O、N、S构成生物大分子，这里系指蛋白质、肽、核酸及类似物等，需要金属元素(例如，Mo、Mn、Fe、Cu、Co、Ni、Zn等)结合的大分子，包括具有催化性能和贮存、转换功能的各种酶。（4）小分子：属于这一类的元素，一般有F、Cl、Br、I、Cu和Fe，存在于抗生素中；Co、Cu、Fe、Mg、V和Ni等存在于卟啉配合物中，如含有Fe2+的血红蛋白负责运载O2的作用；As、Ca、Se、Si和V等存在于其它小分子中。总之，生命必需元素在生物体内的化学形态十分复杂，还有待进一步研究。特别是微量元素，虽然其总含量仅

6、占0.05%，但它在不同体内部位的状态与人体健康关系密切，有些疾病的发生和微量元素的平衡失调有关。73污染元素对人体健康的危害目前在人体组织中发现的元素数目已多达70余种，仅在血液中就含有30多种元素。除了上述生命元素外，其余元素是随着自然资源的开发利用和工业发展而进入环境，它们通过大气、水源和食物等途径而侵入机体，有些成为人体中的污染元素。主要污染元素对机体的危害见表。8元素危害最小致死量/10-4%Be致癌4Cr损害肺，可能致癌400Ni肺癌，鼻窦癌180Zn胃癌57As损害肝、肾及神经，致癌40Se慢性关节炎，浮肿等3.5Y致癌-Cd气肿，肾炎，骨痛病，高

7、血压，致癌O.3～0.6Hg脑炎，损害中枢神经及肾脏16Pb贫血，损害肾赃及神经50污染元素对人体的危害94生命必需元素的补充和有毒元素的促排为了弥补生命元素的缺乏，必须自机体外及时予以补充供应。例如，克山病（因缺硒造成），以心肌坏死为主要症状。现在大都采用投硒的方法以提高体内的硒含量，普遍为口服亚硒酸钠或硒盐。又如，地方性甲状腺肿大和地方性克汀病（环境缺碘造成）两种地方病的预防都是用投碘控制，目前我国广泛推广加碘食盐。碘盐是将碘化钾或碘酸盐加入食盐，世界卫生组织推荐的标准是1:100000。而对体内有害金属离子，目前清除办法，是选择合适的螯合剂与其结合成稳定的

8、配合物而排除体外。这种方