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1、化学与健康,主讲教师：王玲,联系电话：13995204100 电子信箱：,推荐教材：,化学与健康，江元汝， 科学出版社，2009 化学与健康，潘鸿章，北京师范大学出版社，2011,钻石失窃前后,在18世纪的时候，欧洲某镇发生过这样一件事： 珠宝商考尔太太收藏着一颗罕见的钻石，逢人自夸，作为招揽生意的法宝。 一天，三位绅士查尔、艾伦和贝洛慕名来访。考尔太太把三人迎进珍藏室，主人边介绍，边打开珍宝箱，那闪闪发亮的钻石，使来客们赞不绝口。随后，主人合上珠宝箱，用一张涂满浆糊的白色封条封好，然后邀请绅士们到客厅叙谈。 言谈间，考尔太太发现三人的右手指都有点小毛病，查尔的食指稍有发炎，艾伦的拇指曾被毒虫
2、咬过，贝洛的拇指则被划破。看来，三位绅士来访前都用不同的 家庭常用药水抹过。宾主谈兴正浓，考尔 故友化学家海威来访。经介绍，海威跟三 位绅士一一握手寒暄。叙谈的气氛是热烈的。 尽管三位绅士 先后离席外出上卫生间，但 回到客厅，依旧是谈笑风生。,钻石失窃前后,随后，考尔太太陪同海威博士前往珍宝室参观，当她撕下 湿漉漉的白色封条，打开箱盖的时候，突然发现钻石不见了。 她只喊了声“上帝”就昏过去了。沉着、机灵的海威唤醒主人， 问明经过，安慰她说：“别急！事情总会水落石出的。” 海威扶着考尔太太来到客厅，把钻石失踪的事向三位绅士 说明，然后风趣地说：“尊敬的先生们，这调皮的钻石，不会 飞到你们的手里吧
3、？”三位绅士耸耸肩，双手一摊，异口同声 地说：“我的上帝！这绝不可能！” 海威那锐利的目光从三人的手掌上一扫而 过，然后指着艾伦说：“盗窃钻石的就是你！” 亲爱的朋友，海威是根据什么判明是 艾伦偷走钻石的呢？,钻石失窃前后,因为海威刚到客厅，同三人握手的时候，发现这三人的手 指上涂有不同颜色的药水。根据一般的知识可知，查尔的食指 因稍有发炎，涂的应该是紫药水；艾伦的拇指是毒虫咬肿后不 久，因此涂的是碘酒，手指呈黄色；贝尔的拇指被划破，擦的 是红药水。当考尔太太在打开箱盖的前，撕下的是湿漉漉的白 色封条，说明封条上的浆糊未干。假如是查尔或贝洛两人启、 贴封条，纸条上必然会留下紫色或红色的痕迹。然
4、 而只有当涂过碘酒的手指与浆糊接触时，碘 酒中的碘便会和浆糊中的淀粉反应，使原来 的黄色变成蓝黑色。所以，海威见到艾伦的 手，便作出判定。,鱼池案件的凶手,1983年7月20日，沿海某城市鱼品加工厂的工人为了迎接秋季渔汛的到来，正在抓紧消除咸鱼池里的污泥浊水。谁曾想到，正当大家干得热火朝天的时候，一个看不见的恶魔正悄悄地降临：在水池里工作的工人突然感到一阵头晕、胸闷，有的人抱住头直喊头疼，紧接着有人出现了休克、昏迷。尽管有关部门火速组织医务人员全力抢救，结果还是有4名工人因抢救无效而死亡，还有10多名工人严重中毒。 凶手是谁？此案经公安局聘请科 研部门采用新型化学传感器侦察， 终于把鱼池案件的
5、凶手抓了出来：,它就是硫化氢。科研人员还对该厂的其余70多个鱼池进行了全面检查，又找出了3个危池，消除了隐患。,鱼池案件的凶手,原来，水池里的烂鱼死虾体内含有硫化物，在多种厌氧微生物的长期作用下发生分解，释放出硫化氢气体。硫化氢气体密度稍大于空气，不易扩散，有臭鸡蛋气味，是一种极毒的气体。 硫化氢的毒性在于它能抑制人体中某些酶的活性，尤其容易和氧化型细胞色素氧化酶中的Fe3+结合，是氧化酶失去活性，引起呼吸障碍，并牵连到对氧不可缺少的中枢神经系统，导致神经细胞兴奋性降低，内窒息作用加剧，从而中毒。中毒者轻者会引起头痛、眩晕，重者会出现惊厥、昏迷不醒等症 状，甚至当场发生“触电”似的猝死。,工人
6、们为什么没有发现毒气的存在呢？,鱼池案件的凶手,这是因为在一般情况下，人对硫化氢的嗅觉灵敏度是0.0120.03mg/m3，当空气中硫化氢的浓度达到1.4mg/m3时，可闻到明显的臭鸡蛋气味。物极必反，硫化氢在空气中达11mg/m3以上时，人的嗅觉神经被麻痹，反而觉察不到硫化氢的特殊臭味。鱼品加工厂的惨案正是因为工人搅动了水池里的污水，使溶解在污水中的硫化氢气体大量外逸，才引起中毒的。 所以，平时我们在下水道、粪坑等处工作时，可不能仅根据书上讲的“臭鸡蛋气味”的有无来判断硫化氢是否存在，以免发生不测！,自杀还是他杀？,1959年11月，日本一位居住在富山县神通川岸边的青年女工自杀了！她的名字叫
7、中村高子。 她死后已经整整一年了，可警察仍怀疑她并不是自杀，根据当时的验尸报告，认为中村高子是中毒死亡，于是棺材被重新打开，并请医学专家一起检验。当警察再次看到中村高子时，少女身上竟有70余处骨折裂！是自杀、谋杀？还是但可想而知，她死前一定十分痛苦。 经检验还发现，中村高子的肾脏内聚集有22400毫克的镉！而镉在肾脏内聚集，可造成钙和磷的大量损失，最后造成骨质疏松与骨质软化。镉，正是杀死姑娘的凶手！它使姑娘的骨头变得非常脆弱，即使她轻微咳嗽一下，都会因振动而使她的胸骨断裂，由于无法仍受长期病痛的折磨被迫自杀了！ 那么镉是怎样钻进少女体内的呢？,原来少女是炼锌厂的女工，在锌矿中夹杂有镉的化合物，
8、长期处在被镉污染的的环境中工作，造成了镉在姑娘体内的大量积累，使她难以仍受镉中毒的极度痛苦。 严重的是这样患病的人还有很多，病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，有的成人竟缩成了32cm的小人。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病” 。据统计，富山县350个镉中毒的人短期内就有119人死亡。 日本医学界从事综合临床、病理、流行病学、动物实验和分析化学的人员经过长期研究后发现，“骨痛病”正是由于神通川上游的神冈矿山废水引起的镉（Cd）中毒。,自
9、杀还是他杀？,“龙王泉”的传说,在巍峨苍翠的鹿鸣山腰，有个小村子叫龙王泉。很早以前，这里只有几户狩猎为生的人家定居，由于偏僻闭塞，外面很少有人对它问津，只不过影影绰绰知道它的存在，因而给它取名叫旮旯村。 有一天，这个村庄突然 沸腾了，崎岖的山路上急匆 匆奔走着前来看“稀罕”的人 们。 旮旯村究竟发生了什么 令人诧异的事情的呢？,原来是这么回事。村里有位唐老汉，曾把家里一只破罐随手扔到村边的小溪里。可是几年之后，一个晴朗的中午，太阳照在淙淙流淌的溪水，老汉信步走到溪边，掬一捧清凉的泉水抹一把脸，当他转身正欲回转的时候，突然，一道从水中反射出的赭光，引起了他的注意。他再度定睛察看，只见一只隐约可辨
10、的暗红色罐儿静立在水中。“这不是我扔掉的破铁罐吗？怎么变样了啊？”老汉好生纳闷。这时，邻居杨公公路过，看见唐老汉在发愣，问明根由后跳进溪水捞起那个铁罐。果真灰褐色的锈铁罐此时竟变成了紫红色的“铜”罐儿。 很快，这件事传遍了旮旯村方圆百里内外，而且越传越神，开始说唐老汉把铁罐放进溪水中，一夜间变成了铜罐；继而又说：龙王爷给旮旯村送来神水，能使铁变金。于是，来看神水、看“金”罐的人群结队。在这期间竟又发生了一件怪事。,“龙王泉”的传说,“龙王泉”的传说,远路来的人，一路风尘仆仆，少不了要用清澈心肌的泉水 洗一洗。其中一位老汉，患眼疾多年，视力模糊，他用溪水 洗了几次眼、脸之后，顿然觉得视物轻松了很
11、多。于是，老汉 把水带回家洗，每洗几天就觉得眼疾有所减轻。水用完了，就 叫儿孙来取，几个月以后，老汉的眼疾竟全好了。这件事又被 添枝加叶地传开了，说龙王泉的水不仅能变铁为金，还能医治 百病。久而久之，“龙王泉”的名声越来越响了。,“龙王泉”的传说,谜底： 之一：山石中渗出的泉水含有可溶性铜盐（即含有 Cu2+），它能与铁发生置换反应，在铁器上镀 一层铜。 之二：含有重金属可溶性盐的水，能医治眼病，现在 已成为普通医学常识，眼药水中常配有硫酸锌、 硫酸铜之类。,主讲专题,食品化学与健康 医药化学与健康 环境化学与健康 日用化学品与健康 现代生活化学与健康,第一章 人体中的化学,化学与健康,教学目
12、的,了解人体中的化学元素,1,了解人体中的化学反应,2,了解人体中的化学平衡,3,了解化学平衡与健康的关系,4,人体中的化学元素,常量元素（宏量元素） 微量元素 必需元素 非必需元素 污染元素（有毒有害元素）,常量元素都是必需的哦！,常量元素（宏量元素）,含量大于体重0.01%的元素； 每人每日需要量在100mg以上的元素； 约占人体重量的99.95%以上； 包括：碳、氢、氧、氮、硫、磷、钠、钾、钙、镁、氯等11种。 常量元素均为必需元素。,人体必需的常量元素,人体中含有的元素81种，其中含量较多的元素有11种。,必需元素在周期表中的位置,图中白色部分为常量元素位置,微量元素,微量元素通常是指
13、含量小于体重的0.01%； 每人每日需要量在100mg以下； 仅占人体元素总量的0.05%； 包括铁、铜、锌、锰、钼、钴、钒、镍、铬、锡、氟、碘、硒、硅、砷、硼、锶等数十种。,表12 人体中的微量元素 The trace element in human body,地壳中化学元素和 人体中化学元素含量的一致性,地壳中化学元素和 人体中化学元素含量的一致性,“天人合一”,表层92种元素 人体81种,元素的循环作用,人体微量元素的分类与含量 Content and classification of the trace element of human body,必需微量元素Necessary t
14、race elements 人体必需微量元素确定的有14种（还有几种处于争议之中）,必需的微量元素,14种 铁、铜、锌、锰、钼、钴、钒、镍、铬、锡、氟、碘、硒、硅 元素周期表中的集中区域,必需微量元素在周期表中的位置,d区9个 p区5个,必需微量元素在周期表中的位置都在第一过渡周期，是较轻的元素,人体必需元素在周期表中的位置,图中蓝色空白区域,必需元素“含义”,必需微量元素数量少而作用大。 多数微量元素为金属元素。 多数必需元素在元素周期表中居于前部位置。 微量元素存在相互作用，高度的生物学作用。 超过生理需要量（过低过高）能产生毒副作用,必需微量元素共同特点,非必需元素,非必需微量元素： 无
15、明显生理功能的微量元素； 元素的生物学效应或许迄今未被人们认识，或者它们来自外环境的污染，如铅、镉、汞、铊等。,非必需的微量元素 nonnecessary trace element,有害元素Harmful element,表15 对人体有害的微量元素,表14 人体非必需的微量元素,人体中主要元素的主要功能,结构材料,运载作用,组成金属酶或作为酶的激活剂,调节体液的物理、化学特性,“信使”作用,必需 化学元素 主要功能,人体中主要元素的生理作用,表1-4 元素的生物化学作用总览,人体中化学元素的周期性,营 养 作 用 减 弱 毒 性 增 强,营 养 作 用增 强毒 性 减 弱,人体中化学元素的
16、营养周期性,研究结果表明： 周期表的主族元素，从上到下，元素对细胞的营养促进作用减弱，毒性作用增强； 同周期从左至右元素的营养促进作用增强。,人体内化学元素的浓度平衡,酸碱平衡,沉淀溶解平衡,浓度平衡与生物效应,平衡=健康,其他还有电荷平衡 沉淀-溶解平衡等,水平衡,人体化学平衡酸碱平衡,体液、酶受酸度影响,细胞结构和功能受酸度影响,心脏功能受酸度影响,人体酸碱平衡,人体酸碱平衡,低于pH7.35 酸中毒 心肌收缩力减弱,血液 pH7.35-7.45,高于7.45 碱中毒 心脏收缩力过强,极限值是7.07.8,人体体液的pH值,表1-5,人体各种体液的pH值,人体中的酸碱平衡,人体的酸碱缓冲体
17、系,食物酸碱性,食物的酸碱性指食物在人体内代谢的结果，产生酸性性质的为酸性食品，产生碱性的为碱性食品。 食物的酸碱性质与原来食物本身的性质(酸碱性)无关。如橘子是酸的，但却是碱性食品。,食物的酸碱性与人体健康,酸性食物 含P、S、Cl元素较多的食物（在人体内易形成酸） 精米、白糖、肉类、鱼类、蛋黄、硬果及酒类。,食物的酸碱性,碱性食物 含K、Na、Mg、Ca元素较多的食物（在人体内易形成碱） 蔬菜、水果、奶类、蛋清、海带、紫菜、豆类、茶叶、咖啡。,食物的酸碱性与人体健康,酸性食物 酸性食物在肾脏中与氨生成铵盐而排出,酸碱食物的代谢,碱性食物 碱性食物与CO2反应形成碳酸盐， 由尿排出；,体液保
18、持中性,食物的酸碱性对人体酸碱平衡影响,如果食入的酸性食物过多，致使血液本身的缓冲作用无法承受而变成酸性，就需消耗钙等碱性元素，而使血液粘度增加、血压增高。,体液偏酸,体液偏酸后果,青少年易产生皮肤干燥、胃酸过多、便秘、蛀牙、抑郁、困乏、情绪不稳等病症； 中老年则易产生神经痛、血压亢进、动脉硬化、脑出血、胃溃疡等症状。,病态酸性体质,诱发近视、 龋齿、软骨病、神经衰弱、胃酸过多；,导致动脉硬化、 脂肪肝、肥胖症、 高血压、糖尿病、冠心病,易疲劳、 情绪急噪、胃肠闷胀 消化不良、 呼吸加快 智力减退,体液酸碱性与性格,相反,精神愉快、 性格开朗的人血液 呈弱碱性,易怒和 时常忧郁的人体液 多为酸
19、性,碱性食物,碱性食物一般为： 蔬菜、水果类； 海藻类； 坚果类； 发过芽的谷类、豆类。,碱性食物表,碱性食物,强碱性食品：葡萄、茶叶、葡萄酒、海带、柑橘类、柿子、黄瓜、胡萝卜。 中碱性食品：大豆、蕃茄、 香蕉、草莓、蛋白、梅干、柠檬、菠菜等。 弱碱性食品：红豆、苹果、甘蓝菜、豆腐、卷心菜、油菜、梨、马铃薯。,酸性食物,酸性食物一般为： 淀粉类； 动物性食物； 甜食； 精制加工食品(如白面包等)； 油炸食物或奶油类； 豆类(如花生等),酸性食物表,酸性食品,强酸性食品：蛋黄、乳酪、甜点、白糖、金枪鱼、比目鱼。 中酸性食品：火腿、培根、鸡肉、猪肉、鳗鱼、牛肉、面包、小麦。 弱酸性食品：白米、花生
20、、啤酒、海苔、章鱼、巧克力、空心粉、葱。,人体中的浓度平衡与生物效应,人体中必需元素在一定的浓度范围 不同元素适量范围不同 过量和缺乏都会造成健康隐患 许多疾病往往与微量元素不平衡有关 过量的危害往往大于缺乏的影响,人体必需元素适量区： 1、与元素有关（碘较宽，硒较窄） 2、与年龄有关； 3、与个人体质有关；,1、缺什么补什么； 2、缺乏与过量都对健康不利，过量的危害大于缺乏； 3、全营养素的概念是不科学的。 4、食补胜于药补（不易蓄积）。,不可能都缺哦！,人体生物效应与浓度关系可得到以下健康理念：,平衡如果向右移动，会导致骨质疏松哦！,人体中的沉淀-溶解平衡,水平衡,水是机体的主要成分，约占
21、体重的2/3.它是生命最重要的组成物质，体内严重缺水或水过剩都会给人体健康带来极大损害。 水参与了人体中所有的化学反应和化学平衡。人体失去10%的水就好产生酸中毒，失去20-30%的水就会死亡。,人体中的化学反应,反应类型,酸碱反应,配位反应,催化反应,生物氧化反应,电化学反应,酶促化学反应,人体中的化学反应特点,反应特点,常温,常压,接近中性,效率高,选择性好,速度快,人体中的化学反应都是在常温常压、接近中性温和条件下进行的，大脑化学反应的速度特别快，选择性、效率很高，这是人体中化学反应的特点。 反应类型主要有：催化反应（催化剂主要是酶）、配位反应、酸碱反应、电化学反应等。,人体中的化学反应
22、,喜、怒、哀、乐等情绪属于人的精神生活，正如人的视觉等生理现象基于化学一样，人的精神生活也以化学为基础。如当某种愿望满足时就感到愉快欣喜，这种感受主要与体内儿茶酚（去甲肾上腺素、多巴胺等）这种精神递质的含量有关。我们知道的摇头丸的主要成分是苯丙胺，它是多巴胺的前体，所以食用摇头丸有兴奋之感。 当人体缺乏或多余某些和精神生活有关的化学 物质时，可能会造成精神生活的混乱，因此根 据医嘱服用对应的药物使他们恢复到正常含量， 进入正常的生活状态。,化学与人的精神生活,有人说：爱是缘分的轮回、因果 循环。 所谓百年修来同船渡， 千年方得共枕眠。爱情是我们生命中 最奇特最强烈的情感经历。然而，在相当长的时
23、间里，人们无法解释它为什么于千万人中于千万年间，我们遇到的是这个而不是那个人？最近几年，由于神经科学的进步，人们才注意到：事实上，人类的种种激动和情绪，来源于我们体内一些确切的生物化学反应， 而这些反应的产生都有赖于我们身体中存在的一些神经介质，它们使得神经细胞，即神经元之间可以互相交流，于是，就有了爱情来临时的种种征候。,爱是一种 绝妙的 分子,我们的生命中，只有那么一次，我们不知道为什么就陷入了对一个人的迷恋，不可挽回，无可救药，像一个奇迹在熙熙攘攘人流中，那个人出现了，也许仅是偶然的一瞥， 我们却马上开始心跳加速，呼吸急促，瞳孔放大，心里仿佛装满了发了疯的蝴蝶，我们将这种反应称之为“来电
24、”。米兰内分泌学院的卢齐阿诺马蒂尼解释说：“这些都是肾上腺素作用的结果。而手心出汗、口干舌燥则是肾上腺素分泌的其他激素作用的结果。”实际上，一对男女之间的一见钟情、相互吸引，从生命更深更本质的层次来讲，是一场激素所引起的暴风雨。当我们爱上 一个人之后，神经介质就不停地给大脑指令，命令肾上分泌肾上腺素“骚动子”，爱情的暴风雨随即来临。,在我们的身上，存在着一个神秘的器官，叫犁骨。动物靠嗅觉来选择对象，人类作为哺乳动物，在这个器官上，也存在着动物本能的彼此交流愿望的化学成分。我们爱上某个人，从某个角度上来说，是因为我们在芸芸众生中辨认他（她）的味道，气味在两个人没有意识到的情况下相互撞击，而这种味
25、道，本身就是一种传递性愿望的分子，这些分子被我们的犁骨器官捕获，而犁骨器官实际上是一部分体电话，作为外在的感应器官，它将收到的信息深入传导到大脑中的中枢神经系统这个总机上，在这个总机上，有大脑中控制情感和支配人感情冲动的区域-丘脑、焦虑系统、下丘脑等。,由大脑的这些区域发射出的电脉冲传向垂体，继而转为激素，在这些激素的作用下，我们焦虑、激动、狂喜、痛苦、失望、恐惧或逃避，这就是激情。在爱人身旁，我们通常产生一种幸福感。心理学上将这种感觉称之为“欣快反应”。欣快反应也来源于垂体分泌出来的激素分子，这些分子令人在爱情来临时产生愉快的感觉。让人废寝忘食，不知疲倦。爱情的冲动和狂热，反过来又可以促使另
26、一种激素产生，这种激素是一种负责加强大脑感觉的神经介质，即让大脑接收某种东西，令其重复感受到愉快。这种激素又和烟、酒及其他麻醉品联系在一起，就如同人们所说的，爱是一种毒品。当然，这些激素产生和作用的过程，不受我们主观愿望所支配的，所以，我们的爱情往往让我们觉得无法控制。激情一旦产生，驾驭它就变得比较困难，任人再冷静再理智也没用。,生命在于平衡,元素平衡 反应平衡 浓度平衡 心理平衡 平衡=和谐=健康,小结,人体中的化学,疾病与化学平衡状态被扰乱有关； 人体化学反应是动态平衡； 健康就是平衡，就是和谐！ 生活的规律、有序而不过多扰乱平衡是健康长寿的秘诀。,小结,人体中的化学,人体中化学反应特点是常温常压、温和、催化、选择性好、效率高。 人体健康在于平衡，元素平衡、反应平衡、心理平衡，健康就是平衡，就是和谐。,小结,健康,平衡饮食,有氧运动,心理调整,Thank you very much!,Wish you have a happy college life !,