05节元素在血液中的活动
(1)元素的分类
按元素在生物体内的作用和含量,可分为:
A、放射性元素是碳14(14C)。碳14与氢构成有机物,碳14与水构成碳水化合物、脂肪,碳14与氢、氧、氮构成蛋白质,再加入硫、金属元素构成动物蛋白,再加入其他元素构成生物无机物等,都具有放射性。
B、无放射性元素是碳13(13C)、碳12(12C)。与氧构成无机物,与水构成碳水化合物、脂肪,与氢、氧、氮构成蛋白质,都是小分子有机物,无放射性。
C、主要有机物元素:C、H、O、N等4种。
D、无机常量元素Mg、Ca、Si、P、S、Cl、K、Na、Fe等9种。
E、无机微量元素Co、Se、V、Li、I、Mo、Cr、Ge、Ni、F、Ti、Sr、Zn、Sn、Cu、Mn、等16种。
F、无机盐NaHCO3。
(2)元素的含量特点
占细胞干重最多的元素是C,其中14C与12C质量浓度相等。占细胞鲜重最多的元素是O2。原子个数最多的是H。细胞中含量最多的四种元素是C、H、O、N。人体某些组织的含水量近似,但形态却不同。例如,心肌含水量约为79%,却呈坚 韧 的 状 态。人体血液元素的配比:微量:常量:有机=1:4:95。人体对元素吸收实行三原则:一是多用多代,少用少代,不用不代,不用的都要排出的原则。
(3)元素的作用
A、是细胞的结构成分。细胞中的无机盐存在形式:绝大多 数 以 离子的 形 式 存 在,少 部 分 是 细 胞 内 化合物的组 成 成 分。功 能:维持细 胞 和 生 物 体 的 生命 活 动,,维 持 细 胞 的 酸 碱 平 衡 等。组成细胞的化合物,无机化合物中水的含量最多的,有机物中蛋白质含量最多。元素的存在形式:大多以化合物的形式存在。组成细胞元素的主要作用:调节机体生命活动:如K+、Na+、Ca2+、HCO3-等。
B、参与并维持生物体的代谢活动,如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐。在初生蝌蚪或幼小植物体内,当自由水的比例减小时,机体代谢强度降低;当自 由 水 的 比 例 增 大 时,机 体 代 谢 强 度 升 高 。
C、维 持 生 物 体 内 的 平 衡: 渗 透 压 平 衡Na+、Cl-维持细胞外液渗透压,K+维持细胞内液渗透压),酸 碱 平衡(如人血浆中HCO3-、HPO42-等的调节)。
在正常人的血浆中,NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时,会发生酸中毒;当血浆中的H2CO3含量减少时,则发生碱中毒。
A、 元素是生物进化的物质能量
Mg2+是叶绿素分子必需的成分;说明镁进入露卡,使露卡进化到植物。Fe2+是动物血红蛋白的重要成分;碳酸钙是动物和人体 的 骨 骼 和 牙 齿 的 主 要 成 分。说 明 铁、钙 的 进 入, 使 植 物 进 化 到 动 物。
(4)元素在血液中的活动
有机物的活动?
A、有机碳的重大作用
有机碳分为放射性14C、无放射性13C、12C,其中14C是生命源,它以放射性能量守恒定律,与水结合成碳水化合物,从此开始制造放射性有机物。13C、12C,同时以正电位能量守恒定律制造无放射性有机物。14C、13C、12C三元制衡,以化学定律创造了生物,使无机物进化到人。在今天,人类认知了,在漫长的生物进化中始终有物理学的能量守恒定律作用,这就是放射性电子物理学。没有14C,就没有能量,就没有生命,人死了,14C继续放射电子,经过二个5730年就变成14N了。
有机物起到转运、催化等生理功能的,称为酶;成为激素或体液营养的,称为蛋白质。酶可分为两类,单纯蛋白酶和结合蛋白酶。单纯蛋白酶只含蛋白质,不含其它物质。后者除含有蛋白质外,还含有其它物质,结合蛋白酶要比单纯蛋白酶复杂。结合蛋白酶也称全酶,它由两部分组成:全酶 = 酶蛋白 + 辅基(或辅酶)。辅基和辅酶的概念有所不同,辅基与酶蛋白结合牢固,不易分离;而辅酶与酶蛋白结合松弛,用透析的方法既可使之分离。
B、有机元素构建了基因
基因其实指的是DNA链上的一些片断,DNA链是双链,中间是氢键连接。DNA的基本单位是脱氧核苷酸,其组成成分是:P(磷酸基团),脱氧核糖(五碳糖),含N碱基。含氮碱基具体指的就是:A 腺嘌呤,T 胸腺嘧啶,C 胞嘧啶,G 鸟嘌呤 。在反向平行多核苷酸链上的排列是:A-T G-C。所以基因的元素是C,H,O,N,P构建的。
但是,人类物种事物链传递的标元,并不是基因,而是碳酸氢钠,微观地说,是氢、氧离子元素构成的水。
C、三类有机物中,14C在哪里?
开链化合物,又称脂肪族化合物,因为它最初是在油脂中发现的。其结构特点是碳与碳间连接成不闭口的链。那么,14C在哪里?碳环化合物,含有完全由碳原子组成的环,又可分成脂环族化合物。在结构上可看成是开链化合物关环而成的和芳香族化合物,含有苯环的两个亚类。那么,14C在哪里?杂环化合物,含有由碳原子和其他元素组成的环。在烃分子中,共价连接的碳原子是骨架,碳的其他键则与氢结合。烃骨架非常稳定,因为形成碳-碳单键和双键的碳原子同等享用它们之间的电子对。烃的氢原子可以被不同的功能团取代,产生不同类的有机物。功能团决定分子的主要性质,所以有机物也常根据其功能团分类。有机生物分子的功能团比其烃骨架在化学上活泼得多,它们能改变邻近原子的几何形状及其上的电子分布,从而改变整个有机分子的化学反应性。从有机分子中的功能团可以分析和推测其化学行为和反应。如酶(细胞的催化剂)可识别生物分子中的特殊功能团并催化其结构发生特征性变化,大多数生物分子是多功能的,含有两种或多种功能团。在这些分子中,每种类型的功能团有其自己的化学特征和反应。如氨基酸具有至少两种功能团——氨基和羧基。丙氨酸的化学性质就基本决定于其氨基和羧基。又如葡萄糖也是多功能的生物分子,其化学性质基本决定于羟基和醛基两种功能团。生物分子的功能团在其生物活性中起着重要的作用。那么,14C在哪里?
不把三种有机碳分开叙述的传统医学理论,已经不能解释放射性医学了。
无机盐对人体生理的作用
无机盐指碳氧构成的碳酸,与钠碱(NaOH)化学反应生成的碳酸氢钠。例如,H2O是血液的溶剂,是人体生理活动的场所。NaHCO3(HCO3-的试剂)是人体生物学传递的标元,是酸、碱、中三元制衡的缓冲对。Na2CO3(H2CO3的试剂)是碳酸的试剂。NaCl是人体重要的基础无机盐,是胃消化液HCl的试剂。H2SO4是硫元素的试剂等。绝大多数的无机物可以归入氧化物、酸、碱和盐4大类。
无机元素构建了动物蛋白
微量元素或常量元素,生物体中的无机物主要有水及一些无机离子或原子团离子,例如Na+、K+、Ca2+、Mg+、Cl-、HCO31-、SO42-、HPO42-等。人体大量的无机盐是氯化物和硫化物,为人体提供氯和硫元素。
低级有机物的被氧化和高级有机物的再构成
空气中含有氧及其他各种气体,其中CO2大量存在。人呼吸,由空气中吸入氧,也一定会吸入CO2。但是,人体食入有机物被氧化分解,产生了二氧化碳,形成了外排压力,但抵制不了空气中二氧化碳的进入。因为人是生物,呼吸是气泵原理。
人体血液中的碳水化合物被氧气(O2)氧化,分解,生成水和CO2,并放出热量。这CO2是食物中碳水化合物(C6H12O6)被吸入的氧,分解产生的气体。这热量是当年植物光合作用,吸收CO2生产碳水化合物时,吸收的太阳光电子能量贮存在碳水化合物中,人吸入氧,再转化为人体的热量。食物链的决定,人体吃人碳水化合物后,鼻子吸入氧气,进入血液后,氧化分解当年的碳水化合物(C6H12O6),放出太阳光电子能量。同时人体也放出碳水化合物分解出的CO2,排出体外。与氧、氮一起吸入的CO2,生产新有机物。这是新陈代谢规律决定的。