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元素、营养与健康【学习目标】1.了解营养素是指蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水等六类物质；掌握蛋白质、糖类、油脂、维生素与人体健康的关系；了解六大营养素对人体生命活动的重要意义及合理安排饮食的重要性。2.了解人体的元素组成及一些元素对人体健康的影响。【要点梳理】要点一、蛋白质（专题课堂《化学与生活》课题１、一）1.蛋白质：蛋白质是构成人体细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的原料，也是人体不可缺少的营养物质。一切重要的生命现象和生理功能都离不开蛋白质，可以说没有蛋白质就没有生命。蛋白质经水解最终生成各种氨基酸，所以氨基酸是组成蛋白质的基石。氨基酸不仅可以被氧化，放出供人体活动的热量，同时还会重新组成人体所需的各种蛋白质，维持人体的生长发育和组织更新。此外，调节生理机能的某些激素也是蛋白质，生物催化剂——酶的化学成分也是蛋白质，皮肤、毛发等也都是由蛋白质组成的。蛋白质是主要的生命基础物质之一，在人的生命活动中执行着各种功能，扮演着各种角色。2.蛋白质在人的生命活动中执行着各种功能：（1）血红蛋白——人体内氧气的传输者生命离不开氧气，人体内的血红蛋白是人类吸入氧气和呼出二氧化碳过程中的载体。但是空气中的污染物CO与血红蛋白的结合能力却特别强，是氧气的200倍。当CO浓度较大时，因CO与血红蛋白牢固结合，使其丧失输氧功能，会使人因缺氧而中毒，甚至窒息死亡。煤等燃料不完全燃烧时会生成CO，抽烟时吐出的烟气中也含有CO。（2）酶（一类重要的、特殊的蛋白质）——生命过程中的催化剂在我们人体内进行着许多化学反应，这些反应的共同点是在温和的条件下进行，反应速率大，反应十分完全，且易于灵活控制，能够按环境的变化和身体的需要不断地加以调整。这一切都依靠一类特殊的蛋白质——酶来完成。酶的催化作用具有以下特点：a.条件温和，不需加热；b.具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率比普通催化剂高107～1013倍。c.具有高度的专一性。如蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，淀粉酶只对淀粉水解起催化作用，如同一把钥匙开一把锁。酶在其他行业已得到广泛应用，如淀粉酶应用于食品、发酵等工业；蛋白酶用于医药等方面；酶还可用于疾病的诊断；在洗涤剂中加入酶可增强去污效果。酶还有其他许多重要的应用，科学家们将应用酶来解决当今世界三大问题之一的粮食问题。3.蛋白质的变性：羊毛衣物为什么不能用普通肥皂（呈碱性）洗涤呢？高温蒸煮，为什么能杀菌消毒呢？这是因为当蛋白质分子受某些物理因素（如高温、紫外线、超声波、高电压等）和化学因素（如酸、碱、有机溶剂、重金属盐等）的影响时，其结构会被破坏，导致其失去生物活性（称为蛋白质的变性）。例如，在许多建筑材料、绝缘材料、家具、清洁剂、化妆品，香烟烟雾中都含有甲醛，均会成为居室的污染源，对人类的健康造成危害。制作动物标本的福尔马林的化学成分为甲醛（防腐剂福尔马林的主要成分）会与蛋白质中的氨基酸反应，使蛋白质分子结构发生变化，从而失去生物活性并发生凝固，所以用福尔马林制作的标本能长久保存。【要点诠释】1.食物的成分主要有蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水六大类，通常称为六大营养素。2.蛋白质在人的生命活动中执行着各种功能，为了维持人的正常生命活动，我们必须注意防止有害物质（如甲醛、一氧化碳）对人的肌体蛋白质的侵害。要点二、糖类、油脂、维生素1.糖类：是一种高能量的物质，是由碳、氢、氧元素组成的化合物，是生物生命活动中的主要能源，如淀粉、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等。糖类是动植物所需能量的重要来源，我们所需的能量中约有60％~70％来自糖类。淀粉在人体内经过酶的作用，与水发生一系列反应，最终变为葡萄糖，葡萄糖在酶的作用下经缓慢氧化转变为二氧化碳和水，同时放出热量，供肌体活动和维持恒定体温的需要。2.油脂：是人体内重要的供能物质。每克油脂在人体内完全氧化时，放出39.3kJ的热量，比糖类多一倍，被称为人体内的燃料。它是维持生命活动的备用能源。植物油脂通常呈液态，叫做油，动物油脂通常呈固态，叫做脂肪。3.维生素：是维持生命的要素，是动物体和人类生命活动所必需的一类物质。例如，维生素C有防癌作用，它能促进人体生长发育，增强对疾病的抵抗力。许多维生素是人体自身不能合成的，一般都必须从食物中摄取。下图所示是常见富含营养素的食物。【要点诠释】1.蛋白质、糖类、油脂、无机盐和维生素的营养功能及主要来源营养素营养功能主要来源蛋白质构成人体细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的主要原料乳类、蛋类、肉类和大豆以及米、麦等糖类为机体活动和维持恒定体温提供能量，包括葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、纤维素等米、麦、薯类、玉米、蔗糖等油脂机体活动和维护恒定体温提供能量花生油、豆油、菜子油、牛油、动物脂肪、乳制品、蛋黄等维生素起到调节新陈代谢、预防疾病和维持身体健康的作用，有20多种，主要有维生素A、B（B1、B2、B6、B12等）、C、D、E维生素B来自粗米面、鸡蛋、牛奶等维生素C来自蔬菜和水果维生素D来自鱼的肝脏和内脏无机盐能够调节人体的新陈代谢，促进身体健康，有的还是构成人体组织的重要材料通常从食物中摄取，从奶类、肉类、豆类中可得到钙；从肝脏中可得到铁等2.能够给人体提供能量的营养素是：蛋白质、油脂和糖类。维生素不提供能量。营养素在人体中被氧化放出能量,如蛋白质18kJ/g、油脂39.3kJ/g。3.常见的有害物质：①一氧化碳；②亚硝酸钠；③甲醇；④甲醛；⑤黄曲霉素；⑥重金属盐等。这些物质能损害人体健康。要点三、人体中的化学元素1.人体的组成元素：组成人体的元素约50多种。在诸多的化学元素中，有许多与人类生命活动密切相关，也是必不可少的。水是生命的源泉，是人体内含量最丰富的物质，那么人体含量最多的元素当然就是有着“生命元素”之称的氧元素了，其次，碳、氢、氮等元素在人体内的含量也较高。其质量分数大约分别为O—65％、C—18％、H—10％、N—3％，它们主要以糖类、油脂、蛋白质和维生素的形式存在，这4种元素占人体质量的96%。其余的元素在人体内主要以无机盐的形式存在，其含量虽不超过人体质量的4％，但却有着重要的作用。2.人体中的常量元素：（专题课堂《化学与生活》课题２、一）（1）一些常量元素在人体中的含量常量元素（在人体内含量超过0.01％的元素）元素符号CaPKSNaClMg质量分数／％2.01.00.350.250.150.150.05（2）钙对人体的作用钙在人体中的存在：人体中所含的钙绝大部分都集中在骨骼和牙齿中。骨骼不仅是人体的重要支柱，而且在钙的代谢及维持钙的内循环稳定方面有重要作用。此外，软组织、细胞外液及血液中也含有一定量的钙离子，如果血液中没有钙离子，皮肤划破了血液便不易凝结。人体缺少钙的症状：钙是人体必需元素，缺钙的主要症状是过敏、肌肉抽搐、痉挛，缺钙会引起高血压，造成动脉硬化，甚至会促成肠癌的发生。因此，人体必须每日摄入足量的钙，才能保证正常的生长发育及新陈代谢。人体内钙的来源：人体内钙的来源主要靠饮食，深绿色的蔬菜、连骨带壳吃的小鱼小虾、豆类、骨粉中含钙较多，奶及奶制品中的钙可吸收率较高。（3）钠和钾对人体的作用钠和钾是人体必需的金属元素。生物体是由细胞组成的，细胞膜对钠离子和钾离子并不是通行无阻的，细胞外面的钠离子的浓度比细胞内部的高100多倍，而细胞内部的钾离子的浓度却比细胞外面的高100多倍，这就是维持生命的重要环节。如果细胞内外的钠离子和钾离子的浓度变得一样，生命活动就要停止。在人体内，钠主要以氯化钠的形式存在于细胞外液中，依靠氯化钠把一定量的水吸到细胞里来，使组织维持一定的水分，每人每天都要摄取一定的食盐以维持体内氯化钠的正常含量，但食盐的摄入量要适度。据称我国15岁以上的高血压患者多达1亿人，且高血压患者起因极有可能是在少儿时期食盐的摄入量过多。钾是人体内重要的酶的激活剂，我们不必担心缺少钾，因为我们很容易从食物中获得所需要的钾。但有一点应该引起我们的注意，就是在菜汤中所含的钾离子比菜里还多。3.人体中的微量元素：（1）人体内含有20多种非常重要的必需的微量元素，如铁、锌、硒、碘、氟等。微量元素（在人体内含量低于0.01％的元素）元素符号FeZnSeIF质量/g或mg4g～5g2.5g14mg～21mg25mg～50mg1.4mg（2）铁是血红蛋白的成分，一般血红蛋白质量的0.34％为铁，如经常不吃青菜、粗粮等，就很容易造成缺铁性贫血，只要改变饮食习惯，就可以避免。（3）锌对人体内的酶有着特有的作用，缺锌会影响人的生长发育。硒被称为神奇的元素，含有硒的有机分子能预防癌症和抗衰老等。（4）碘的主要功能是参与甲状腺素的构成，在缺碘地区，为预防甲状腺肿大，应经常吃含碘高的海带、紫菜等海产品，或食用加碘盐。（5）在人体必需元素中，人体对氟含量最为敏感，它对人体的安全范围比其他微量元素窄得多。氟在人体中主要分布在骨骼、牙齿、指甲和毛发中，氟的摄入量或多或少最先表现在牙齿上。但是我们必须注意，市场上出售的加氟牙膏，适用于缺氟地区，是否选用这种牙膏，最好听取卫生部门或牙医的建议。此外，还有一些人体必需的微量元素，如铜、钴、铬等对人体的健康也很重要。而有些却对人体有害，如铝、铅、汞等。【要点诠释】1.一些元素对人类健康的重要作用元素名称对人体的作用摄入过高和过低对人体健康的影响钙主要存在于骨骼和牙齿中，是人体必需元素，促进肌肉和神经的正常兴奋幼儿、青少年缺钙会患佝偻病和发育不良，老年人缺钙得骨质疏松症症铁是血红蛋白的成分，能帮助氧气的运输缺铁会引起贫血锌影响人体的发育缺锌会引起食欲不振、生长迟缓、发育不良硒有防癌、抗癌作用缺硒可能引起表皮角质化和癌症，如果摄入量过高，会使人中毒。碘是甲状腺素的重要成分缺碘会引起甲状腺肿大，幼儿缺碘会影响生长发育，造成思维迟钝。过量也会引起甲状腺肿大。氟能防止龋齿缺氟易产生龋齿，过量会引起氟斑牙和氟骨病2.科学饮食是保证人营养合理的最重要途径，如果人体所需的元素仅从食物中摄取还不足时，可通过食品添加剂和保健药剂来予以补充。即使是人体必需的元素，也要注意适宜的摄入量，摄入量过高或过低对人体健康都有不良影响。3.我国居民膳食指南提倡每人每日食盐量应少于6克。对于有轻度高血压者，美国关于营养和人类需要委员会建议应控制在4克，这个标准对我国患有心脑血管病者也是适宜的。【典型例题】类型一、考查六大营养素与人体健康1.蔬菜、水果对人体可以起到调节新陈代谢、预防疾病和维持身体健康的作用，主要是因为蔬菜、水果中富含人体需要的（）A．油脂B．维生素C．蛋白质D．糖类【答案】B【解析】油脂主要存在于花生、大豆、肥猪肉等食物中；维生素主要存在于水果和蔬菜中；蛋白质主要存在于瘦肉、大豆、蛋类中；糖类存在于谷物和植物的块茎中。【点评】人类摄入食物，目的是补充食物中的六大营养素：蛋白质、脂肪、糖类、维生素、无机盐（矿物盐）和水。要知道不同食物中含有哪种营养素及营养素的功能。2.（2015•南京中考）下列物质不是人体所需营养素的是（）A．尼古丁B．水C．蛋白质D．维生素【思路点拨】根据人体所需六大营养素的种类（蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水），进行分析判断。【答案】A【解析】A、尼古丁有剧毒，不是人体所需营养素，故选项正确；B、水是人体所需的六大类营养素之一，故选项错误；C、蛋白质是人体所需的六大类营养素之一，故选项错误；D、维生素是人体所需的六大类营养素之一，故选项错误；故选A。【总结升华】了解人体所需六大营养素的种类是正确解答本题的关键；化学与生活的关系非常密切，有关命题也是中考的热点。3.小李同学在学习了有关维生素的知识后，自制了一张《维生素C》知识小卡片，但不完整，请你帮他填写表中空格的内容。《维生素C》知识小卡片分子结构化学式相对分子质量Vc的性质能溶于水，在加热或碱性环境中易被氧化而破坏Vc的存在绿色蔬菜（如黄瓜、生菜）、水果（如柑橘）食用黄瓜时注意事项保存Vc片注意事项【答案】C6H8O6176凉拌、生食、加醋避光、避热、密封Vc在人体内达到最佳营养价值是烹饪过程中不被破坏或流失，了解它的性质是关键。【解析】根