生命化学1.ppt

《生命化学1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生命化学1.ppt（44页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、生物体敞开的化学体系，每时每刻发生化学变化伴随能量变化生命运动食物放进口食物的外型所反射的光线射入眼睛视网膜上的视杆细胞的化学物质视紫红质褪色色变触发了神经诱导了新的化学变化传导到大脑告知光已被接收大脑组织的化学变化认识到是食物产生一系列化学反应依次作出判断发出了进食的命令传导到肌肉肌肉分子以一定的力收缩恰到好处地抓住食物送入口中，在不到一秒钟内你如此完美自如地有条不紊地高效地从观测，思考，决断，动作，而完全没有感受到已经历了可能上千种物质的极为复杂的化学过程。简简简简单单单单介介介介绍绍绍绍构构构构成成成成生生生生物物物物体体体体的的的的最最最最基基基基本本本本的的的的分分分分子子子子：蛋蛋

2、蛋蛋白白白白质质质质，碳碳碳碳水水水水化化化化合合合合物物物物，类类类类脂脂脂脂体体体体，核核核核酸酸酸酸，维维维维持持持持生生生生命命命命必必必必须须须须的的的的一一一一些些些些少少少少量量量量而而而而重重重重要要要要的的的的维维维维生生生生素素素素，矿矿矿矿物质以及蛋白质的合成。物质以及蛋白质的合成。物质以及蛋白质的合成。物质以及蛋白质的合成。2.2 2.2 氨基酸，蛋白质，酶及其功能氨基酸，蛋白质，酶及其功能氨基酸，蛋白质，酶及其功能氨基酸，蛋白质，酶及其功能蛋白质几乎占细胞干物质的50%。蛋白质都具有一些共同的特点：由由由由许许许许多多多多不不不不同同同同的的的的 -氨氨氨氨基基基基酸

3、酸酸酸单单单单体体体体彼此以共价键按不同的组合方式连接成的大分子或聚合物。彼此以共价键按不同的组合方式连接成的大分子或聚合物。彼此以共价键按不同的组合方式连接成的大分子或聚合物。彼此以共价键按不同的组合方式连接成的大分子或聚合物。生物体的组织几乎所有的蛋白质都仅由20种氨基酸所构成（非常有趣而又重要）。这20个氨基酸除了脯氨酸外，其分子式通式为H2N-CHR-COOH具体如表2-1。表2-1 20种氨基酸及其极性类别 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸含有羧基含有羧基含有羧基含有羧基-COOHCOOH和氨基和氨基和氨基和氨基-NHNH2 2双官能团的有机分子。双官能团的有机分子。双官能团的有机分子。双官

4、能团的有机分子。-NH2都连接在与-COOH直接相连的第一位碳（即-碳原子）上，故也称-氨基酸。-NH2基，有点像NH3，是碱性的，而-COOH是酸性的，故呈电两性。具有以下平衡：OHOHH+H+pI值只有在某一pH值下，某一氨基酸才呈电中性，此时在电场中它既不向正极也不向负极移动，此pH值称为该氨基酸的等电点（pI值）。电泳技术 控制溶液pH，给溶液施加一电场，在此静电场作用下，不同氨基酸向电极的迁移速度不同，可有效分离氨基酸。L-L-型的氨基酸构成蛋白质型的氨基酸构成蛋白质型的氨基酸构成蛋白质型的氨基酸构成蛋白质 氨基酸（甘氨酸除外）由于-碳原子是手性碳，都具有旋光异构体，左旋的或右旋的，

5、常加注L-与D-以区分这两种不同构型的异构体。自然界中有D-氨基酸，但它们从不构成蛋白质。倘若用D-型异构体代替L-型将会破坏蛋白质分子的生物活性。L-氨基酸 D-氨基酸 蛋白质是蛋白质是40至至10，000（或更多）的氨基酸之间的近线性（或更多）的氨基酸之间的近线性聚合物。聚合物。酰氨键和肽键 两氨基酸通过酰氨键联结在一起，此键常称为肽键。它是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基，脱水缩聚而成。缩聚成较短小的分子常称为肽，由二个氨基酸组成的为二肽，由许多个氨基酸便形成了多肽。肽二肽 肽链分子只有在两端有自由的-氨基或-羧基，常将这两端分别称为氨基末端及羧基末端，简称为N-端及C-端。用氨基

6、酸残基-NH-CHR-CO-来命名肽，始于N-端。当R是天冬氨酸（Asp），而R是苯丙氨酸（Phe）时便称为天苯肽，也称为天冬氨酰苯丙氨酸。肽分子随着氨基酸残基的种类不同，甚至次序的不同其性质与功能有很大差异。如如上上述述天天苯苯肽肽甲甲酯酯是是极极为为安安全全的的人人造造的的甜甜味味剂剂，甜甜度度介介乎乎于于蔗蔗糖糖与与糖糖精精之之间间，然然而而苯苯天天肽肽甲甲酯酯则则无无甜甜味味，无无商商业业价价值值。两种不同氨基酸可构成22=4种肽，三种不同氨基酸则可构成33=27种肽，可以计算出用这20种氨基酸构成50个氨基酸的小蛋白质分子时，将可能得到1065种。这是个惊人的数字，它说明了蛋白质分子

7、及其性质的复杂性。诚然，生物体只合成和裁剪成它们自己特殊需要的那些蛋白质！蛋蛋白白质质分分子子的的多多肽肽链链可可以以以以盘盘曲曲和和/或或折折叠叠构构成成其其特特有有的的三三维空间构象。维空间构象。一一一一级级级级结结结结构构构构蛋蛋白白质质分分子子中中多多肽肽链链中中氨氨基基酸酸残残基基的的组组成成及及其其排排列列顺顺序序。如人胰岛素是由51个氨基酸残基通过二硫桥键将A、B二条肽链联成，其中A链由21个残基，B链有30个残基：苯-缬-天胺-谷胺-组-亮-半-甘-丝-组-亮-缬-谷-丙-亮-酪-亮-缬-半-甘-谷-精-甘 苏*-赖-脯-苏-酪-苯-苯 甘-异-缬-谷-谷胺半-半-苏*-丝-异

8、*-半-丝-亮-酪-谷胺-亮-谷-天胺-酪-半-天胺 SSSSSSA链B链N端C端*牛、猪胰岛素不同于人胰岛素之处牛、猪胰岛素不同于人胰岛素之处。我国科学家于我国科学家于我国科学家于我国科学家于19651965年首次用化学方法成功地完成了人工合成具有生物活性年首次用化学方法成功地完成了人工合成具有生物活性年首次用化学方法成功地完成了人工合成具有生物活性年首次用化学方法成功地完成了人工合成具有生物活性的结晶牛胰岛素。的结晶牛胰岛素。的结晶牛胰岛素。的结晶牛胰岛素。蛋白质分子的四种结构水平蛋白质分子的四种结构水平蛋白质分子的四种结构水平蛋白质分子的四种结构水平蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构蛋白质

9、的二级结构蛋白质的二级结构 肽肽链链不不同同残残基基之之间间可可以以形形成成不不同同形形式式的的氢氢键键，使蛋白质分子多肽链在空间有不同排列方式使蛋白质分子多肽链在空间有不同排列方式 肽键中酰胺基氮原子上的孤对电子（p电子）能与羰基的电子云形成更大的键，因此导致这六个原子基本上处于同一平面内。由由于于O与与N的的电电负负性性相相当当大大，因因此此在在不不同同残残基基上上的的-C=O与与-NH基基容容易易形形成成OH-N氢氢键键。有有的的形形成成右右手手-螺螺旋旋体体(-helix)，平平均均3.6个个氨氨基基酸酸残残基基构构成成一一个个螺螺旋旋，螺螺距距0.54nm；有有的的因因残残基基折折迭

10、迭形形成成了了-片片层层状状体体（可可为为顺顺向向平平行行的的，也也可可为为逆逆向向平平行行的）。的）。图2-1 邻近肽链残基之间的氢键可使多肽形成右手-螺旋体 图2-2 展开肽链的-片层结构 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构 由由于于氨氨基基酸酸残残基基侧侧链链的的相相互互作作用用引引起起若若干干相相邻邻的的二二级级结结构构单单位位因因彼彼此此相相互互作作用用形形成成有有规规则则的的在在空空间间上上能能辨辨认认的的组组合合体体为为超超二二级级结结构构和和结结构构域域。单单个个或或多多个个结结构构域域的的缔缔合合便便构构成成了了蛋蛋白白质质的的三三级级结结构构亚

11、亚基基。二二硫硫桥桥键键和和其其它它次次级级键键，使使肽肽键键稳定化，形成了亚基的特殊空间结构。稳定化，形成了亚基的特殊空间结构。蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构 有有的的单单亚亚基基的的蛋蛋白白质质已已具具有有生生物物活活性性，有有的的多多个个亚亚基基还还可可以以借借次次级级键键，按按空空间间特特定定位位置置严严格格缔缔合合在在一一起起形形成成蜷蜷曲曲折折迭迭的的空间构型便构成了具有一定生物活性的蛋白质大分子。空间构型便构成了具有一定生物活性的蛋白质大分子。如血红蛋白（如血红蛋白（Hb，Hemoglobin）球球球球状状状状蛋蛋蛋蛋白白白白：在在水水中中可可溶

12、溶，如如血血红红蛋蛋白白，肌肌红红蛋蛋白白。酶酶是是水水溶溶性球蛋白。性球蛋白。体体体体蛋蛋蛋蛋白白白白：构构成成生生物物体体的的结结构构。在在动动物物体体骨骨，肌肌肉肉，头头发发，韧韧带，软骨，指甲和皮肤中。带，软骨，指甲和皮肤中。酶酶酶酶是是是是球球球球状状状状蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质，是是是是生生生生物物物物催催催催化化化化剂剂剂剂，它它它它具具具具有有有有十十十十分分分分突突突突出出出出的的的的催催催催化化化化作作作作用用用用：催催催催化化化化速速速速率率率率极极极极高高高高，可可可可比比比比一一一一般般般般催催催催化化化化剂剂剂剂高高高高10106 610101010倍倍倍倍，是是是

13、是未未未未用用用用催催催催化化化化剂剂剂剂时时时时的的的的10109 910102222倍倍倍倍；催催催催化化化化选选选选择择择择性性性性极极极极高高高高，一一一一种种种种酶酶酶酶只只只只能能能能作作作作用用用用于于于于一一一一种种种种反反反反应应应应物物物物（常常常常称称称称为为为为底底底底物物物物）或或或或一一一一类类类类化化化化合合合合物物物物，或或或或作作作作用用用用于于于于化化化化合合合合物物物物的的的的特特特特定定定定部部部部位位位位或或或或特定化学键，因而催化特定的化学反应，得到特定的产物。特定化学键，因而催化特定的化学反应，得到特定的产物。特定化学键，因而催化特定的化学反应，得

14、到特定的产物。特定化学键，因而催化特定的化学反应，得到特定的产物。图2-4 胰凝乳蛋白酶的水解作用（X=O，N）2.3 2.3 碳水化合物碳水化合物碳水化合物碳水化合物 碳水化合物是一类重要的生物分子。它们在生物体内有多种功能功能功能功能：1)它们是生物体用以储存食物能量的物质，它们是生物体用以储存食物能量的物质，2)是合成蛋白质、核酸和脂的起始物质，是合成蛋白质、核酸和脂的起始物质，3)是细胞中发生的生化反应的重要中间介质，是细胞中发生的生化反应的重要中间介质，4)是细胞和组织的结构单元。是细胞和组织的结构单元。化学实验式大多呈现Cm(H2O)n碳的水合物的形式而得名。此名至今沿用，用以表示

15、单糖，淀粉，纤维素及糖原子等多糖类的化合物。最最重重要要的的单单糖糖是是戊戊糖糖（即即五五碳碳糖糖），如如核核糖糖；己己糖糖（即即六六碳碳糖糖），如葡萄糖，半乳糖，果糖等，如葡萄糖，半乳糖，果糖等，见表2-2。表2-2 一些重要的单糖及其结构式表示法 呋喃呋喃吡喃呋喃船式或椅式构象船式或椅式构象船式或椅式构象船式或椅式构象 -糖糖糖糖和和和和 -糖糖糖糖：羟羟基基指指向向不不同同的的两两个个异异构构体体：指指向向环环平平面面下下方方者者为为-糖糖，指指向向上上方方为为-糖糖。它它们们互互为为异异构构体体。C1-OH的定位在多糖，淀粉，纤维素中非常重要。五五元元的的戊戊糖糖是是RNA与与DNA骨

16、骨架架中中的的糖糖，也也是是非非常常重重要要的的糖糖分分子子。为简洁起见，表示结构式时不绘出为简洁起见，表示结构式时不绘出C与环上的与环上的H。多多多多糖糖糖糖及及及及糖糖糖糖苷苷苷苷键键键键：多多糖糖是是单单糖糖分分子子以以分分子子间间1,4位位或或1,6位位羟羟基基缩缩聚聚脱脱水水形形成成了了糖糖苷苷键键（C-O-C）氧氧桥桥连连接接而而成成。自然界中遇到最多的是葡萄糖的聚合物：淀粉，纤维素，糖原等。链淀粉纤维素糖原胶淀粉图2-5淀粉、糖原与纤维素的结构式 纤纤维维素素是是植植物物的的结结构构成成分分，它它是是-葡葡萄萄糖糖以以1,4-位位缩缩合合成成线线形形多多糖糖大大分分子子。人人的的

17、唾唾液液含含有有唾唾液液淀淀粉粉酶酶能能破破坏坏-葡葡萄萄糖糖链链，转转化化成成支支链链淀淀粉粉，并并最最终终在在小小肠肠里里变变成成葡葡萄萄糖糖被被人人吸吸收收。然然而而它它却却不不能能破破坏坏-葡葡萄萄糖糖，于于是是纤纤维维素素不不能能被被人人消消化化(因因为为纤纤维维素素由由-葡葡萄萄糖糖构构成成），而而构构成成粗粗料料，它它却却能能帮帮助助人人的的肠肠的的蠕蠕动动，利利于于新新陈陈代代谢谢。不不过过，食食草草动动物物，牛牛，马马，羊羊等等的的消消化化系系统统中中存存在在能能破破坏坏-糖糖苷苷链链的的能能力力的的酶酶，可可使使树木，干草变成葡萄糖。树木，干草变成葡萄糖。因此人不能靠草木为

18、生。因此人不能靠草木为生。2.4 2.4 脂类（脂类（脂类（脂类（lipidslipids）脂类是脂肪和类脂（磷脂，固醇及固醇脂等）的总称。脂类是脂肪和类脂（磷脂，固醇及固醇脂等）的总称。脂脂脂脂肪肪肪肪酸酸酸酸（长长长长链链链链羧羧羧羧酸酸酸酸）脂脂脂脂：非常有效的储能体系。氧化时，提供的能量是糖原或淀粉的23倍（燃烧热）。人体重的15%是脂肪，平均地讲人体内的脂肪可提供的能量高于从糖原可获得能量的160倍。脂类也是生物膜的主要成分。大大多多数数脂脂肪肪是是不不同同的的三三酰酰甘甘油油脂脂或或称称甘甘油油三三酸酸脂脂的的复复杂杂的的混混合物。其结构通式为：合物。其结构通式为：其中R1，R2，

19、R3是含519个碳的饱和的或不饱和的脂肪链。当长链脂肪酸中碳与碳皆以单键连接时，称为饱饱和和脂脂肪肪，呈固固态态；若含有双键者，称为不不饱饱和和脂脂肪肪，呈液液态态油油。当有一支脂肪酸被磷酸及其“碱”盐取代后，便是磷脂。人体中含量最多的磷脂是磷脂酰胆硷磷脂酰胆硷磷脂酰胆硷磷脂酰胆硷：磷脂可自发地缔合形成双层结构的生物膜。图2-6 磷脂双层形成的生物膜 类类脂脂是是含含有有稠稠环环结结构构甾甾体体类类（称称为为固固醇醇）的的化化合合物物，它它是是环环戊戊烷烷多多氢氢菲菲（并并四四环环碳碳氢氢化化合合物物）的的衍衍生生物物。其基本化学结构，如图2-7。这类化合物有助于生物膜结构的稳定，也是生物活性

20、的重要调节剂（激激激激素素素素）。它们几乎在所有动物组织中发现，其中最重要的是胆甾醇，它在血液中的含量是判断心血管疾病的一个重要指标。图2-7 甾体基本骨架及其有关化合物 2.5 2.5 核酸核酸核酸核酸 核酸最初是从细胞核中分离出来，具有相当强的酸性物质而得名。它是分子量高达108克/摩尔的大分子聚合物。它是遗传的物质基础。核核酸酸分分核核糖糖核核酸酸（简简称称RNA）与与脱脱氧氧核核糖糖核核酸酸（简简称称DNA）两大类。两大类。构成核酸的结构单元是核苷酸，而核苷酸又是由三种最基本的简单分子戊糖（核糖或脱氧核糖，参见表2-2），磷酸和含氮碱基构成。组成核酸的碱基是含氮杂环有机化合物，环骨架中

21、有两个或更多氮原子。因氮原子上的孤对电子可以发生配位作用而呈Lewis碱性质。碱基分成嘧啶和嘌呤两类，共有如下五种：胞嘧啶胸腺嘧啶 尿嘧啶 腺嘌呤 鸟嘌呤 CytosineThymine Uracil Adenine Guanine 在RNA中只用A，C，G，U，而在DNA中只用A，C，G，T四种。核苷酸可视为核糖中1-位碳的OH与碱基中氨基的H脱水缩合成腺苷，又同时在5-位碳的OH 与磷酸酯化而成。见下图。聚聚聚聚核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸或或或或核核核核酸酸酸酸：核苷酸中3-位碳上的OH基继续与另一核苷酸的5-位磷酸缩合便形成二聚核苷酸，留下来反应的5-位磷酸及3-位OH基可继续与其它核苷酸

22、缩合，使磷酸酯-糖链增长。核核核核酸酸酸酸链链链链中中中中碱碱碱碱基基基基的的的的顺顺顺顺序序序序，规规规规定定定定了了了了其其其其特特特特性性性性。例例例例如如如如DNADNADNADNA中中中中碱碱碱碱基基基基顺顺顺顺序序序序便是合成特征蛋白质的遗传密码的特征信息。便是合成特征蛋白质的遗传密码的特征信息。便是合成特征蛋白质的遗传密码的特征信息。便是合成特征蛋白质的遗传密码的特征信息。核核酸酸则则以以碱碱基基及及其其顺顺序序来来描描述述。图图2-8是是一一条条DNA链链的的片片断断。其其中中左左侧侧链链从从5-位位端端开开始始读读到到3-位位端端，该该片片断断的的这这一一支支便便可可按按碱基

23、及其顺序来描述，记以碱基及其顺序来描述，记以5 A-C-G-T3 DNA。碱碱碱碱基基基基配配配配对对对对限限限限定定定定：实验发现DNA的侧链碱基中，腺嘌呤A的数目总等于胸腺嘧啶T的数目，鸟嘌呤G的数目总等于胞嘧啶C的数目，并且A和G的总数总等于C与T的总数。图2-8一条DNA链片断 根根据据这这些些配配对对现现象象的的规规律律与与X-衍衍射射资资料料，Watson J和和Crick F为为阐阐明明基基因因信信息息存存储储的的机机理理首首先先假假设设了了DNA是是两两条条链链盘盘绕绕成成较较松松的的双双股股螺螺旋旋结结构构双双螺螺旋旋模模型型，并并因因此此荣荣获获1962年年Nobel奖奖。

24、这这双双螺螺旋旋的的DNA是是由由走走向向相相反反的的两两条条互互补补而而又又不不相相同同的的链链，而而一一条条链链上上的的任任一一碱碱基基，按按照照配配对对规规则则A必必然然与与T配配套套，G必必然然与与C配配对对，通通过过氢氢键键与与另另一一条条链链上上相相应应的的碱碱基基配配对对，正正是是这这个个特特性性可可解解释释DNA的的复复制制。在在细细胞胞分分裂裂时时，DNA两两条条链链随随之之拆拆开开，这这两两条条互互补补的的链链作作为为制制造造两两条条新新子子链链的的模模板板，按按照照碱碱基基配配对对的的限限定定使使得得所所形形成成的的两两条条新新的的子子链链与与其其母母链链完完全全一一致致

25、，即即新新的的一一对对双双螺螺旋旋是是原原来来母母体体DNA的的复复制制，见见图图2-9。显显而而易易见见，DNA复复制制是是半半保保留留复复制制，子子代代DNA分分子子中中的的一一条条支支链链来来亲亲代代，另另一一支链是新合成的。支链是新合成的。图 2-9 一条DNA母链复制成两条子链 总总之之，细细胞胞（核核）中中的的DNA含含有有人人体体基基因因的的一一切切信信息息，在在每每个个个个体体的的DNA中中正正是是含含这这四四种种碱碱基基以以不不同同序序列列遗遗传传密密码码系系统统，控控制制着着特特定定个个体体的的特特征征，如如肤肤色色，头头发发，眼眼，鼻鼻子子形形状状，没没有有两两个个人人的

26、的DNA是是一一样样的的，因因为为它它们们的的遗遗传传密密码码系系统统不不同同。DNA的的这这个个密密码码系系统统用用以以指指导导信信使使RNA（mRNA）转转 录录 其其 密密 码码 信信 息息，并并 借借 助助 于于 转转 运运RNA（tRNA）来来运运送送密密码码子子所所规规定定的的氨氨基基酸酸，在在酶酶的的作作用用下下合合成成出出多多肽肽链链直直至至特特定定的的蛋蛋白白质质分分子子。DNA的的碱碱基基的的排排列列是是遗遗传传基基因因的的物物质质基基础础。正正是是这这个个信信息息规规定定了了每每一一个个有机体中的遗传性和一切生物化学过程。有机体中的遗传性和一切生物化学过程。2.6 2.6

27、 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成 图 2-10 合成的信使RNA是携带着DNA的编码信息 3 T-A-C-A-A-G-C-A-G-T-T-G-G-T-C-G-T-G 5 DNA 5 A-U-G-U-U-C-G-U-C-A-A-C-C-A-G-C-A-C 3 RNA 表2-3基因密码 图2-11 酵母丙氨酸t-RNA的碱基排列顺序 图2-12 以m-RNA为模板合成多肽 2.7 2.7 维生素和矿物质维生素和矿物质维生素和矿物质维生素和矿物质 2.7.1 维生素维生素 维维维维生生生生素素素素：每日仅需要以mg或g计的少量的一些低分子有机物质为维持机体健康所必需

28、者。不能为机体自身制造或合成量不足，必须由食物来供给。它们在机体调节物质代谢过程有着十分重要作用。脂脂脂脂溶溶溶溶性性性性维维维维生生生生素素素素：有VA、VD、VE、VK，常与脂类共存，经肠随脂类同时吸收，在肝内储存；水溶性维生素水溶性维生素水溶性维生素水溶性维生素：有VB、VC、VPP（即VB5等，通常不能在体内多储存。进入体内多余的量随其代谢产物自尿中排出。VAVA：VA属不饱和一元醇类，是称为视黄醇的异构体混合物，其典型的分子结构式为：视黄醇(全反式)(醛)它的化学性质活泼，易被空气氧化而失去生理作用，受紫外线照射亦可使之破坏，故应避光贮存。VA在在体体内内经经氧氧化化转转化化为为视视

29、黄黄醛醛与与视视蛋蛋白白相相结结合合成成为为人人视视网网膜膜的的杆杆细细胞胞内内含含有有感感光光物物质质视视紫紫红红质质。缺缺乏乏视视紫紫红红质质时时，对对弱弱光光刺刺激激的的敏敏感感性性变变差差，即即暗暗适适应应能能力力降降低低，而而导导致致夜夜盲盲症症。可可见见在在视视觉觉过过程程中中所所采采用用的的物物质质是是由由VA制制造造的的。此此外外VA也也是是维维持持一一切切上上皮皮组组织织健健全全和和促促进进正正常常生生长长发发育育所所必必需需的的物物质质。不不过过VA是少数的大剂量使用时有毒的维生素之一。是少数的大剂量使用时有毒的维生素之一。VA主要直接来自动物的肝脏、乳制品、蛋黄，也可以间

30、接来自于胡萝卜、绿叶蔬菜、玉米中的类胡萝卜素。其中最重要的是-胡萝卜素，其结构式为：可被小肠粘膜中的-胡萝卜素-15，15-加氧酶对称地将-胡萝卜分子从中间劈断，生成两分子的视黄醇。因因此此，-胡胡萝萝卜素是卜素是VA原。原。VDVD：VD是与类固醇衍生物有关，称为钙化醇的化合物。它能阻止佝偻病钙代谢不良导致骨骼软化（软骨病。人体内可由胆固醇转变成7-脱氢胆固醇，并贮存于皮下，在日光或紫外线照射下，便可转变为VD之一 VD3，胆钙化醇。胆固醇脱氢7-脱氢胆固醇日光或紫外光胆钙固醇因因此此多多晒晒太太阳阳是是预预防防VD缺缺乏乏的的主主要要方方法法之之一一。VD3以以鱼鱼肝肝油油含含量量最最丰丰

31、富富。VD经经肝肝、肾肾转转变变成成二二羟羟胆胆钙钙化化醇醇进进入入小小肠肠，帮帮助助它它吸吸收收钙钙磷磷质质，提提高高血血钙钙与与血血磷磷含含量量，而而有有利利于于骨骨的的钙钙化化。VD的过量服用也可引起中毒。在服用时常要配以钙质。的过量服用也可引起中毒。在服用时常要配以钙质。VEVE：VE又称生育酚。它们是苯骈二氢吡喃的衍生物，是黄色油状物。分子结构为：VE对氧十分敏感，因此它先被氧化而保护了其他物质，如保护对氧十分敏感，因此它先被氧化而保护了其他物质，如保护细胞膜的不饱和脂肪酸不被破坏，防止红细胞破裂而造成的溶细胞膜的不饱和脂肪酸不被破坏，防止红细胞破裂而造成的溶血。血。VE也与动物的生

32、殖功能有关，动物缺乏也与动物的生殖功能有关，动物缺乏VE时会引起不育时会引起不育等，临床上等，临床上VE用来治疗先兆流产和习惯性流产。用来治疗先兆流产和习惯性流产。VE多存在于多存在于植物组织，麦胚油是富植物组织，麦胚油是富VE物质。物质。VKVK：VK是具有促进凝血功能，而被称为凝血维生素。它们是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物：缺乏缺乏VK时血中几种凝血因子减少，加长凝血时间，常发生皮时血中几种凝血因子减少，加长凝血时间，常发生皮下，肌肉及胃肠道出血。下，肌肉及胃肠道出血。VK主要生理功能是促进肝脏合成凝主要生理功能是促进肝脏合成凝血酶原及调节多种凝血因子的合成。血酶原及调节多种凝血因子的合

33、成。VBVB1 1：VB1常称抗脚气病维生素。VB1分子中含有带氨基的嘧啶环和含硫的噻唑环，故称硫胺素。其分子结构为：VB1主主要要存存在在于于种种子子外外皮皮及及胚胚芽芽中中，是是人人类类日日常常所所需需的的主主要要来来源源。若若谷谷类类加加工工过过细细或或烹烹调调不不当当，使使VB1大大量量丢丢失失或或破破坏坏，缺缺乏乏VB1时时，糖糖代代谢谢受受阻阻，不不能能供供给给神神经经组组织织正正常常活活动动所所需需能能量量，便便会会出出现现脚脚气气病病。VB1在在临床上作为重要辅助治疗剂被广为利用。临床上作为重要辅助治疗剂被广为利用。VBVB2 2：VB2常称为核黄素，其化学结构式为：VB2的的

34、1-位位及及5-位位N原原子子可可被被氢氢还还原原，也也可可氧氧化化释释氢氢，正正是是这这个个可可逆逆的的氧氧化化还还原原特特性性，在在组组织织中中参参与与构构成成各各种种黄黄酶酶的的辅辅酶酶从从而而影影响响物物质质代代谢谢过过程程。人人缺缺乏乏VB2时时常常出出现现口口角炎，口腔粘膜溃疡等。角炎，口腔粘膜溃疡等。VBVB6 6：VB6指吡多醇、吡多醛和吡多胺三种化合物，其结构式分别如下：它们在体内经磷酸化合构成多种酶的辅酶，影响蛋白质代谢。它们在体内经磷酸化合构成多种酶的辅酶，影响蛋白质代谢。VBVB1212：VB12指多种形式的钴胺素，它们都具有钴啉的平面大分子，其中心为金属钴离子，因取代

35、基的不同有甲钴胺素、羟钴胺素、氰钴胺素，5-脱氧腺苷钴胺素等。VB12作为辅酶参与体内碳单位（甲基转移的代谢，也可影响核酸与蛋白质的生物合成，而促进红细胞的发育和成熟。当缺乏VB12时，将出现恶性贫血。VBVB复复复复合合合合物物物物：VB复合物除有VB1、VB2、VB6、VB12外，还包括VPP（它包括尼克酸，即烟酸：与尼克酰胺即烟酰胺：），泛酸(VB3)，生物素(VB7)，叶酸(VB11)等。它们在体内通过构成辅酶或互相配合而发挥其对物质代谢的影响。VCVC:VC是具有相邻的烯醇式的二个羟基极易解离释出H+而呈酸性，又因具有治坏血病的功能而称为抗坏血酸。VC易于释氢被氧化为脱氢抗坏血酸，是

36、很强还原剂：若若继继续续氧氧化化最最终终可可产产生生草草酸酸、CO2，但但在在适适当当条条件件下下，仍仍可可接接受受氢氢而而又又变变回回VC。人人自自身身不不能能合合成成VC，因因此此需需从从食食物物中中摄摄取取。VC参参与与体体内内各各种种氧氧化化还还原原反反应应。在在代代谢谢物物羟羟基基化化中中起起辅辅助助因因子子作作用用。缺缺乏乏VC使使胶胶原原蛋蛋白白等等细细胞胞间间质质的的合合成成发发生生障障碍碍，而而导导致致伤伤口口、溃溃疡疡不不易易愈愈合合；牙牙齿齿、骨骨骼骼易易脱脱落落或或折折断断；毛毛细细血血管管通通透透性性大大，而而皮皮下下、粘粘膜膜肌肌肉肉出出血血。在在患患病病与与医医治

37、治恢恢复复，尤尤其其是是实实行行手手术术后后，需需要要较较大大量量的的VC，可可促促使使伤伤口口愈愈合合。大大剂剂量量VC往往往往可可起起解解毒毒作作用用。表表2-3列出维生素的重要性质、功能及其来源。列出维生素的重要性质、功能及其来源。表2-3维生素的重要性质、功能及其来源 2.7.2 矿物质矿物质 大量元素大量元素大量元素大量元素：人体的组成元素中O、C、H、N四种占总重的96，而元素Ca、S、P、K、Cl、Na、Mg等则占3.95，其总和占人体总重量的99.95。微量（或痕量元素微量（或痕量元素微量（或痕量元素微量（或痕量元素：其他的许多元素如Fe、Si、F、Zn(在5025g/g);C

38、u、Br、Sn、I、Mn（在41g/g);Mo、Se、As、Co、Ni、Cr、V(在0.20.03g/g)等仅占0.05%。必需元素必需元素必需元素必需元素：在生物体内凡具有一定生物功能或参与代谢过程，无它生物体不能生长或不能完成生命循环，还不能被其他元素所替代者。机体内某元素有一浓度范围最佳营养浓度范围，在此范机体内某元素有一浓度范围最佳营养浓度范围，在此范围内生命方能正常运行。围内生命方能正常运行。K、Na维持细胞内外液的容量与渗透压 Ca 骨骼、牙齿和细胞壁形成时的必要结构成分，并且在传递神经脉冲、触发肌肉收缩、释放激素、血液的凝结以及心肌的正常收缩与舒张的调节中起者极为重要作用，是神经传导过程的信使。Mg 在机体中的许多重要生化反应，Mg2+起着十分重要的作用 Fe、Zn、Cu