化学元素的生命功能

元素。
➢与生命必需元素之间没有明确的划分界线，与
它的存在状态和浓度有关。
➢污染元素或有害元素：
➢这些元素在体内的浓度是变化的，与环境有关。 ➢它们来源于环境的污染、不易被排除、会在体
内积累。
➢存在量高会危害健康。铅、镉、汞、砷、铝等。
4、人体内必需元素的生理功能
➢人体中含有的元素碳、氢、氧、氮参与生成有
➢无机盐分布于体内的各个组织中，以骨骼和牙
齿中最多。
➢水是人体不可缺少的物质。
➢牙齿、骨骼、脂肪中水少； ➢人体的2/3时水分，人体的水分70%在细胞内，
20%在组织液中，10%在血液中。
各种元素在人体组织体液中富集情况
• 头发中：铝、砷、钒； • 大脑中：钠、镁、钾； • 脑垂体中：铟、溴、锰、铬； • 眼液中：钠； • 视网膜中：钡； • 齿质及珐琅质中：钙、镁、氟； • 牙组织中：钙、磷； • 甲状腺中：碘、铟、溴；
➢运载功能元素：
➢人体对某些元素及物质的吸收、输送以及它们在
体内的传递代谢等过程，需要运载体、金属离子 以及它们所形成的一些配合物在其中承担重要作 用。
➢如血红蛋白中含铁离子，对氧气及二氧化碳的运
载作用。
➢催化功能元素：
➢人体内60%以上的酶含有微量元素，约1/4的
酶活性与金属离子有关。
➢有的金属离子参与了酶的固定组织，
➢人体内的化学反应很多、反应速度很快、反应
完全。
➢原因：人体内有一种特殊的物质——酶。在它
的作用下，体内的反应能快速、温度较低时完 成。
➢如：蛋白质的水解反应，在体外反应温度要
100℃、约24小时完成。但在人体内37℃、1~2 小时可完成。
➢酶是一种高活性、高选择性的催化剂。一种酶
只能作用于某一种物质的反应。
化学元素的生命功能
1、人体源于自然，生命在海洋中诞生和发展
➢原始的单细胞生物完全浸没在海水中，直接同海
水进行物质交换。
➢人体组织液和血液的元素成分与海水，特别是原
始海洋的海水成分相一致。
➢地球上原始的元素为：碳、氧、氢、氮等，从
而构成了人体最重要主要元素的来源。
➢钠、钙、镁、钾、硫、磷、氯成为人体中常量
➢如：人体内的蔗糖水解要在蔗糖水解酶的作用
下完成。
➢酶必须在一定环境中才能起作用。这就要求体
内的生理环境必须恒定，才能保证体内的化学 反应进行，维持正常的生命活动。
3、人体内化学元素的分类
➢必需元素应该具有以下条件： ➢生命过程中某一环节需要该元素的参与，即存在
于所有健康活组织中的元素；
➢生物体具有主动摄入、并调节体内分布及水平的
元素；
➢与存在于人体内的生物活性化合物有关的元素；
➢缺乏时会引起体内的生理生化变化及缺陷，补
充后变化或缺陷能恢复的元素。
➢人体健康必需的常量元素有11种。如：碳、氢、
氧、氮、硫、磷、钾、钠、钙、镁、氯。
➢需要的微量元素有：铁、锌、铜、铬、钒、锗、
锶、硒等等。
➢有益元素或辅助营养元素：
➢对健康有一定帮助，但没有时生命尚可维持的
机物，其它元素都以一定的化学形态及结构形 成各种生物配合体、功能蛋白质、酶、激素等 存在于人体内。
➢化学元素在体内的主要功能：
➢材料功能、运载功能、催化功能、调节功能、
信使功能。
➢材料功能元素：
➢钙、磷构成牙齿骨骼等硬组织；碳、氢、氮、
硫、磷、氧构成碳水化合物、脂肪、蛋白质等 有机大分子，是构成生物体的结构材料。
• 心脏中：钙、钾； • 肺中：锂、钠； • 胰腺中：镁； • 肾脏中：锂、硒、钙、镁、钾、钼、镉、汞； • 消化液中：钠； • 骨筋中：锂、镁、钾； • 肌肉中：锂、镁、钾； • 骨组织中：钠、钙、钾、磷； • 血液中：铁、钠、锂、钙、钾； • 肝脏中：体中的化学反应
元素。
➢自然界中常见的92种元素中，人体中存在81种，
不含5种惰性元素和5种放射性元素、镧系中的 铒。
➢元素分为大量元素和微量元素 ➢大量元素：含量超过0.01％的元素。包含：氧、
碳、氮、硫、磷、氯、钾、钠、钙、镁等11种。 占人体总量的99.9％以上。
➢其余70种为微量元素。
➢根据需要分为：
元素名称 ％
碳（C） 18.5
氧（O）
6.5
氢（H）
2.7
氮（N） 2.6
钙（Ca） 2.5
磷（P） 1.1
元素名称 氯（Cl） 硫（S） 钠（Na） 钾（K） 镁（Mg） 铁（Fe）
％ 0.16 0.14 0.10 0.10 0.07 微量
➢由这些元素结合成各种化合物，是构成人体的
主要物质。如：
➢有机化合物：糖（也称碳水化合物）、脂肪、
核酸和蛋白质。
➢无机化合物：水和各种无机盐等。
➢此外还有一些微量元素是维持人体健康必需的
元素：铜、锰、碘、氟、锌、硒等。
➢而人体内的无机盐的成分随人的年龄而变化。
年龄越大无机盐的含量越高。
➢如：胎儿的无机盐的含量为每千克体重含有
21.59g；成人则为42.7g/kg体重。
➢人体结构是由有一定形态的细胞组成。 ➢细胞质、活性物质以及体内其它液体均为胶体状
溶液，其中包含水和各种化学物质。
➢而构成人体的化学物质，只有氢和氧在血液中有
游离状态，其它的各种元素均为化合物，
➢以碳、氢、氧最多，占全部成分的90％以上。 ➢氢和氧结合为水占65％，其余为固体物质。
➢人体中元素成分
➢体液内的钾和钠、氯离子发挥重要作用。
➢信使功能元素：
➢生物体需要不断地协调集体内的各种生物过程，
这就要求人体有各种信息传递系统。
➢细胞间的沟通即信号的传递需要有接收器，化
学信号的接收器是蛋白质。
➢生命元素：与生命活动有关的元素。 ➢主要为：氧、碳、氢、氮、磷、硫。 ➢它们在生物体中起着非常关键的作用，是蛋白
质和核酸的组成部分，也是组成地球上生命的 基础。
➢生命必需元素：生命过程中不可缺少的元素。 ➢主要为：11种大量元素和铁、铜、锌、锰、钼、
钴、铬、碘、锡、氟、钒、硅、镍、硒、硼等。
2、人体的成分
➢有的酶则必须有金属离子存在时才能激活以发
挥它们的催化功能，这些酶被称为金属激活酶。
➢如：葡萄糖氧化酶等等。
➢调节功能元素：
➢人体重的2/3是水分，体液主要有水和溶解在其
中的电解质形成的。
➢是因为生物体及人体的大部分生命活动是在体
液中进行。
➢而为保证正常的生化活动及功能，需要维持体
液中的水、电解质和酸碱平衡。