化学与医学论文
化学与医学论文
《 预防医学与化学的关系》在于预防医学是有工业化学 毒理学 以及防止污染 治疗管理 让人们有一个健康的生活空间 是研究化学为主的科目。 预防医学是以“环境-人群-健康”为模式,以人群为研究对象,以预防为主要思想指导,运用现代医学知识和方法研究环境对健康影响的规律,制定预防人类疾病发生的措施,实现促进健康,预防伤残和夭折为目的的一门科学。预防医学的特点包括:工作对象包括个体和群体,工作重点是健康和无症状患者,对策与措施更具积极预防作用,更具人群健康效益,研究方法上更注重微观和宏观相结合,研究重点是环境与人群健康之间的关系。预防医学与临床医学不同之处在于她是以人群为对象,而不是仅限于以个体为对象。医学发展的趋势之一,是从个体医学发展到群体医学,今天许多医学问题的真正彻底解决,不可能离开群体和群体医学方法。预防医学的任务要求它必须高瞻远瞩,面向医学的未来,从战略的高度考虑人类的疾病和健康问题。毒理学(toxicology)是从生物医学角度研究化学物质对生物机体的损害作用及其机制的科学,但近年来,随着客观的需要,毒理学的研究范围已扩大到各种有害因素如放射性、微波等物理因素以及生物因素等对机体损害作用及其机制,不只限于化学物质。 卫生毒理学(healthtoxicology)是与公共卫生工作有直接联系的各个毒理学分支,包括环境毒理学、工业毒理学、食品毒理学、农药毒理学、放射毒理学等的基础和总称。卫生毒理学属于预防医学的范畴,也是毒理学的一个分支学科。 任何一种化学物质在一定条件下都可能是对机体有害的,卫生毒理学的目的就在于研究外源化学物质的毒性和产生毒性作用的条件,阐明剂量一效应(反应)关系,为制订卫生标准及防治措施提供理论依据该学科应用现代医学及其他科学技术手段研究人体健康与环境因素之间的关系,制定疾病防治策略与措施,以达到控制疾病,保障人民健康,延长人类寿命之目的。随着医学模式的发展,该专业日益显示出其在医学科学中的重要性。该专业培养从事预防医学实验工作与科研工作,具有一定卫生管理知识和外语水平的卫生医师。学生在掌握一般临床医学理论知识与技能的基础上,能系统地掌握本专业的基础理论、基本知识和基本技能,能运用所学的知识、技能从事实际工作和科学研究工作。
业务培养目标:本专业培养具备预防医学基本理论知识和卫生检测技术,能在卫生防疫、环境卫生或食品卫生监测等机构从事预防医学工作的医学高级专门人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习基础医学、预防医学的基本理论知识,受到卫生检测技术、疾病控制的基本训练,具有卫生防疫、控制传染病与职业病、改进人群环境卫生条件、实施食品卫生监督等工作的基本能力。
生物化学课程论文精选范文
生物化学对医学生而言是一门比较难的课程,实验教学对于一门课程的教学效果发挥着重要作用。下面是我为大家整理的生物化学论文,供大家参考。
基础医学专业是我校为适应我国医学科学和医疗卫生事业发展而新开设的专业,目的是为培养具有创新精神、综合素质高、知识面广、扎实的基础医学科学和生命科学基本理论知识和实验技能,并有较强的继续学习和发展潜力,将来能够在高等医学院校、医院和医学科研机构等部门从事基础医学各学科的教学、临床医学实验及科学研究工作的医学专门人才[1]。生物化学是从分子水平研究生命现象、本质及其活动规律的科学,是生物学、医学等生命科学领域至关重要的基础课程。同时生物化学作为一门以实验为基础的学科,具有很强的实践性。因此,生物化学是基础医学专业学生非常重要的一门必修课,是将来独立进行科研和教学的有力保证[2]。如何建立适合基础医学专业的生物化学教学模式,对现有课程进行调整与优化,适应该专业创新型人才培养要求,是生物化学专业教师亟须认真思考和积极探索的问题。
目前,医学院校的传统生物化学理论和实验教学的主要模式、内容以及存在的问题如下:
①理论课程方面:在本课程的教学中,授课教师主要以多媒体课件的形式进行授课,教师讲,学生听,却不利于实际工作能力的培养。在教材使用方面,基础医学专业与临床医学专业使用同样的教材,无法满足基础医学专业培养的需要。另外英语授课的比例不高。多年来,在对生物化学的授课过程中,无论是理论课还是实验课,课件和参考资料中除了专业名词做了英语注解外基本上都是中文,课堂上也是以中文授课为主,不利于提高学生查阅英文文献、英文论文的撰写以及英语学术交流的能力。
②实验课程方面:实验课内容不能满足培养学生整体科研思维的需要。部分实验内容陈旧过时,不少生化实验仍然采用已经被淘汰的技术 方法 ,与生物化学的理论发展完全脱节,与临床实践也毫无联系,因此这些实验需彻底摈弃更换。另外实验教学模式大都是课前实验技术人员做好准备,上课时教师照本宣科讲解实验原理、操作步骤和注意事项,学生“照方抓药”式进行实验操作、最后完成实验 报告 。整个实验模式貌似紧凑完善,但学生思维参与度不高,很多时候都是应付差事似的操作,这样的教学突出实验技术的过程,而学生不能完全掌握知识的连贯性,无法熟练地运用这些技术解决问题,不利于培养学生的科研思维能力。
因此,如何改革实验课教学内容和方法,提高学生的主观能动性也是需要正视的一个问题。我校基础医学专业开设了生物化学以及高级生物化学两门相关课程。我们结合基础医学专业的培养目标和学生的基础,从以下几个方面进行优化和调整,让学生在有限的时间里学好这门课程的基本知识,为今后的实际运用打下坚实的基础。
1全面优化调整教学内容
1.1理论教学要制定合适的教学指导思想和教学内容
基础医学专业的生物化学在二年级的第一学期开课,高级生物化学在三年级的第一学期开课。前者主要侧重于基础理论的阐明,后者主要侧重于学科的前沿进展和技术。在教学指导思想上,强调基础理论-临床科研知识体系的构建。课程首先介绍生物化学的发展简史和现状,帮助建立一个基本的理论框架。接着具体讲授生物化学基础知识内容,完善基础知识结构体系,然后在临床案例和科研论文情境中讲解各种疾病或技术, 总结 和提炼具体案例中的研究思想和设计思路,培养学生的科研思维和运用知识的能力。在教学内容上,主要包括以下几个部分。①生物化学以及分子生物学基础知识:生物大分子的结构和功能、物质的代谢与调节、遗传信息的传递和调控,对于这部分内容,采用多媒体对基本内容进行详细、重点的讲解。部分内容采用互动式教学,让学生查阅相关文献,加深理解。②生物化学以及分子生物学技术,这部分内容应结合具体科研文献进行讲解。③疾病的发病机制,该部分内容结合临床病例进行系统介绍,可以采用PBL教学法进行案例分析[3]。强调关注疾病具体的分子机制。由于生物化学发展非常迅速,由此衍生出的交叉学科的知识更是日新月异,所以在教学过程中要把最新成就、最新进展不断整合到教学内容中,使基础医学专业的学生进一步了解各个领域的最新成果,激发学生的学习热情。
1.2实验教学要关注学科发展前沿技术,更新整合
现有实验内容我们对现有的生物化学实验内容进行了有效的梳理,去除陈旧过时的实验,下一步将尝试:
①在每个实验开始引入合适的案例,使学生能真正理解实验意图,有效地和临床、科研联系起来。
②尽量保证实验内容的连贯性,比如前次RNA提取实验获得的RNA可以作为下次RT-PCR的模板。
③为了使实验内容与临床联系更加密切,对于血清甘油三酯含量测定和血清谷丙转氨酶活性测定两个实验,均增设高剂量组,通过正常样本和异常样本之间的比对,加深学生的印象。
④在高级生物化学实验安排中,尝试将有内在联系的多个实验整合为综合性实验。如可将原有的质粒抽提基础上增加限制性核酸内切酶酶切鉴定,连接产物的转化和阳性克隆的筛选,整合为完整的分子克隆实验。通过综合性实验的开设,不仅可以增加实验内容的系统性,而且可以激发学生的兴趣,促进学生的主动学习。同时也要注意提供合适的科研问题情境,使学生能真正理解每个实验的原理和应用。
⑤依托我校基础医学实验中心,开展创新性实验,尝试研究性学习,培养学生的科学思维和科研能力。
2全面优化调整教学方式
2.1理论教学方式
基础医学二年级的学生已有一定的专业基础与自学能力,因此为提高教学效果,在教学时应尽量避免传统的“授课式”教学模式,可采用以下多种 教学方法 融合的方式。
2.1.1PBL教学提高学生分析问题和解决问题的能力。我校每年基础医学专业本科生规模在40人左右,而现有的师资力量、教学资源和教学 经验 使我们可以在教学过程中部分采用PBL教学模式。在选择案例的时候,可以不仅仅局限于疾病案例的提供,一些具体的科研实验也可以作为案例,使学生逐步建立科学的学习和 思维方式 ,培养学生自主学习、自我获取知识和继续学习的能力。
2.1.2启发式教学采用“简述-自学-总结”的启发式教学方法,提高学生讲课的主动性。例如酶的竞争性抑制章节中,可让学生主动查找临床上以竞争性抑制为原理的药物,让学生加以比较,加深学生理解。
2.1.3互动式教学传统教学方式主要是老师讲,学生听,师生之间的互动较少。例如在讲解了DNA的生物合成的基本内容后,把整个班级分组,让每组学生主动查阅与逆转录有关的文献和最新进展,制作成PPT,每个组派一名代表用20分钟时间去讲解逆转录章节的相关内容,调动学生的积极性,同时培养学生的团队合作意识与口头表达能力。
2.1.4加强英语授课比例在科研工作中,无论是查阅文献、撰写科研论文还是学术会议交流,对 专业英语 水平都有很高的要求。因此,在教学过程中,可以增加英语授课的比例,尝试全英文PPT,教师授课过程中可以采用双语教学,尤其是专业名词和表达方式,帮助学生尽快提高专业英语水平。
2.2实验教学方式
将PBL教学的理念引入生物化学实验教学。把每个实验设定在有意义的科研问题或临床案例等情境中,通过学生的彼此合作解决问题,进而学习问题背后的科学知识,使学生既获得了解决问题的技能,又培养了自主学习的能力。如以三聚氰胺奶粉事件案例引出蛋白质含量测定实验等。采取PBL与传统教学模式并行的教学方式,融合“互动式”、“启发式”等多种教学方法,提高学生的学习兴趣,既保证了学生学习理论知识的系统性,又引导学生围绕问题独立思考,将所学到的理论知识解释实践中的问题,做到理论联系实际。生物化学作为基础医学专业的核心课程之一,在21世纪得到了极大的发展,传统的教学方式方法已经不能适应基础医学专业对该课程的学习要求,我们需要对生物化学教学进行及时的优化和调整,以便把基础医学专业学生培养成为从事医学 教育 和科学研究的专门人才,为部分研究性人才进入更高层次的培养打下良好基础。
生物化学与分子生物学既是一门重要的生命科学基础学科,又是生命科学的前沿学科,是目前自然科学中进展最迅速、最具活力的前沿领域,要求学生具有较高的自主学习能力和动手能力。然而受传统的考试体系的影响,大多数院校的考核方式依然拘泥于传统的期末一次性“终结考试”,一张试卷定成绩,一次考试定学生的学习效果。有些学生应对这种考试是靠临考前的死记硬背,即使能得到好成绩,也仅仅是对生物化学与分子生物学基础知识的记忆,而对知识的理解、掌握能力却没有达到预定的教学计划。传统的考试体系形式单一,不利于学生创新能力的发挥,不利于培养学生的动手能力和团队协作能力。考试体系的改革是教学改革的重要环节,提高考试的质量,有利于提高教学质量。考试体系的改革是提高临床医学专业本科学生科研动手能力、自主学习能力、团队协作能力、交流沟通能力等综合能力、培养创新型人才的重要手段之一。引入形成性考核体系,有利于提高学生的创新能力,满足素质教育培养的要求,有助于提高生物化学与分子生物学教学质量。为满足以“胜任能力”培养为核心目标的临床医学医学生培养目标的教学改革要求,生物化学与分子生物学考核体系改革势在必行。
1形成性考核体系的构建
形成性考核体系的形式
1)阶段性考试。当每个章节学习结束时,利用每个章节结束的最后一节课时间,对理论教学的内容进行闭卷测试。测试结束后教师给出正确答案,现场对学生答疑解惑,能够让学生更好地掌握知识点。教师审阅测试答卷后,将答卷反馈给学生,充分保障学生对成绩评定情况的知情权,并能够及时了解自己的不足,抓紧补正。
2)实验教学多站式考试。实验课不仅能巩固学生的理论知识,还能够很好地煅炼学生的动手能力、协作能力、创新精神和团队意识,是生物化学与分子生物学学习的重要环节。多站式实验考试的目的在于考查学生对基础知识和生物化学与分子生物学相关技能的掌握情况,由临床班授课主讲教师担任主考,设四个考点,每个考点设监考教师两名,负责考试过程及考场纪律;每个考点的考试项目满分为5分,总计20分:第一站:生物化学与分子生物学实验基本操作第二站:721型分光光度计和离心机使用第三站:电泳仪使用电泳加样第四站:装柱,层析柱上样
3)理论教学期末考试。理论教学终结考试是在课程结束时进行,旨在评定学生的学业成绩,确定总体教学目标的达成情况。考试的内容涉及生物化学与分子生物学的各方面知识,题型包括单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、问答题以及案例分析题等。
形成性考核体系的成绩评价
1)形成性评价(教师评价)。形成性评价是相对传统的总结性评价而言的。形成性评价是对学生学习过程中的表现、所取得的成绩以及对学习的态度等方面的发展作出的评价,是对学生学习全过程的持续观察、记录、研究所作出的发展性评价,其目的是激励学生学习,帮助学生有效调整自己的学习状态,控制学习过程,使学生增加学习的自信心,获得成就感,培养合作意识。充分利用网络资源优势,有效利用生物化学与分子生物学吉林省精品课程的平台资源,建立生物化学师生交流QQ群、微信群,改变了只能在课堂上与教师见面、提问、交流的状况。利用多种平台,教师与学生进行充分交流,拉进师生之间的距离,及时解决学生在学习中的问题,反馈学生学习的评价,调整学生学习的状态,更加有利于接下来课程的讲授。
2)学生互评。小组讨论有利于培养医学生的语言表达、人际交流和沟通协调能力,为今后的医患交流打好基础。利用理论或实验教学的空闲时间,就生物化学与分子生物学的相关知识、话题进行分组讨论,组长负责记录讨论的内容、过程和结论。讨论结束后,组内成员相互评分,讨论记录和评分形成文字性材料交给授课教师。形成性考核体系的分值设置学生的结课评价成绩由阶段性考试成绩(占20%)、实验教学多站式考试成绩(占20%)和理论教学期末考试(占60%)组成,形成性评价和学生互评不计入结课考核成绩。
2考核体系改革的效果与体会
形成性考核体系使学生的学习积极性明显提高学生的学习时间紧迫,紧张感加强, 学习态度 端正,兴趣增强,能有意识地主动学习,利用课外时间搜集各种资源对课堂上的知识及时消化,随时进行复习,灵活地将知识变成自己知识结构的一部分,对理论和实验技能知识的掌握更加扎实。形成性考核体系提高了学生的多项能力阶段性考试提高了学生的自主学习能力;实验教学多站式考试提高了学生的动手能力;学生互评的小组讨论提高了学生的团队协作能力;教师的形成性评价以及师生的沟通平台使学生提高了交流沟通的能力。形成性考核体系同时也激发着学生对专业问题的质疑与思考,训练了科研思维及批判意识。形成性考核体系激发了教师的教学热情形成性考核体系给教师带来更大的自由度,并且在考核体系实施的过程中,教师可以反复论证,不断地摸索、创新、查漏补缺,以达到教学效果的最优化。形成性考核体系促进教师自身成长与以往的考核模式相比,阶段性考核体系对教师的要求更高,教师在增强责任心的前提下,要不断丰富自身知识,改进教学方法来满足配合学生学习的需要。
3讨论
形成性考核体系是一种“重过程,轻结果”的考试模式,它不仅重视理论教学,更加重视实验教学。生物化学与分子生物学是一门实践性较强的课程,采用这种以“阶段性考试+实验教学多站式考试+理论教学期末考试”的考核体系取代传统的“一张试卷的终结性考试”定成绩的考核制度,从学生学习的积极性、对知识的掌握情况、对技能的动手操作水平和团队协作沟通等方面提高了学生的综合能力。考核体系的改革是高校教学质量监控的深层次变革,是形成新的课程体系的重要组成部分,要勇于开拓创新,又要科学分析,达到真正的教学考的统一,适应以“胜任能力”培养为核心目标的临床医学医学生培养目标的教学改革要求,推动高校教学质量的提高,促进高等教育的健康发展。
摘 要 在生物化学教学中充分培养学生的学习兴趣极其重要,不但让学生学习起来感到轻松、愉快,激发学生的主观能动性,培养学生浓厚的学习兴趣,也大大提高学生对生物化学的学习效率。
关键词 生物化学;学习兴趣;培养
学习是学生在校的主要活动,如何使学生激起并保持浓厚的兴趣,帮助学生端正学习态度,养成良好的学习习惯,掌握科学的 学习方法 ,培养和激发学生的学习兴趣,是教师的主要工作。生物化学是一门研究生物体内化学分子与化学反应的基础生命科学[1],是现代医学教学不可缺少的部分。在教学实践过程中,由于在校学生缺少医学基础知识,也无疾病的临床概念印象,且 抽象思维 较差,常让学生感到枯燥、乏味,给师生互动带来一定难度,教学效果很不理想。因此,笔者在生物化学教学过程中为了引导和培养学生的学习兴趣,激发和调动学生的求知欲,让学生在轻松、愉快的氛围中学习和掌握到更多的专业知识。
1 讲好绪论,上好第一次课,激发学生学习兴趣
良好的开端是成功的一半。学生对新鲜事物都会感兴趣,教师要充分利用这一点,重视绪论的讲授艺术,给学生留下第一个深刻印象,这样有助于激发学生对生物化学产生浓厚的兴趣。绪论的内容是每个学生接触这一门课的开始,能否激发学生对本门学科的兴趣就很关键。在教学活动中,如何激发学生的课堂学习兴趣直接影响到教学质量的好坏。绪论阐述了生物化学的发展简史,研究内容及与医学的关系等,具体内容篇幅虽小但涵盖面比较广,可谓是学会生物化学的大纲。为提高学生兴趣,可结合现实生活,以提问、设问、讨论等方法讲述DNA克隆及我国合成胰岛素的过程,让学生既知道学习生物化学的重要性,又活跃课堂气氛,也充分激发学生的兴趣,对生物化学产生好奇心,在学习过程中产生求知欲望,使精力和思维集中,变“要我学”为“我要学”,思维活动自觉主动地跟着教师走。
2 创设问题情境,激发学生学习兴趣
所谓问题情境,指的是具有一定难度,需要学生克服,而又是力所能及的学习情境。创设问题情境,就是在教学过程中提出有一定难度的问题,使学生不能利用已有的知识去解决,从而激发学生的积极性和求知需要。
例如在讲糖异生这一节前,首先问学生一个问题:为什么一个人不吃饭约可活六周?靠什么维持能量供给?有学生回答:糖异生。追问:什么是糖异生?将学生带入问题情境中,由此产生疑惑、好奇,激发求知欲和学习兴趣,进而产生学习的欲望。教师再对该节内容进行讲解,让学生自己找到问题的答案。这样,激发学生学习兴趣,增进教学的吸引力,使课堂教学沿着“从无疑到有疑,再到无疑”的三维进行。
对学生来说,学习的主动性首先来源于兴趣,所以在教学中应使学生清楚。在讲解生物化学过程中,应适时地对学生提出一些比较疑难的问题,引导启发学生去思考、探讨和钻研,并学会分析、综合、抽象概括、逻辑推理、判断等思维活动,自己得出结论,从而调动学生学习的主动性,激发学习兴趣。
要想创设问题情境,首先要求教师熟悉教材,掌握教材的结构,了解新旧知识之间的内在联系。此外要求教师充分了解学生已有的认知结构状态,使新的学习内容与学生已有水平构成一个适当的跨度,这样才能创设问题情境。所以教师在课前备课时,须根据教学内容的逻辑关系认真“备问”,把要讲授的内容组织成“问题链”,在课堂讲授过程中将这些“问题链”滚动提出,请学生回答,从而不断地激发学生的思考兴趣。让学生去思考,当学生得出正确结论时,教师应及时对学生的思维方法、推断结果给予表扬和鼓励,不断强化和激励学生的学习兴趣。
3 引入临床病例,激发学生学习兴趣
生物化学现在已成为生物学各学科之间、医学各学科之间相互联系的共同语言,单一的理论学习往往很枯燥,而临床基础教学一旦脱离临床实践就显得枯燥无味。教师在给学生讲解该门课程时应结合临床实践,采取典型病例,
通过病案分析讨论激发学生思维,让学生学会理论联系实际。
比如在讨论葡萄糖-6磷酸脱氢酶缺乏症的病例中,针对性地设计3个问题。病例:某女,5岁 儿童 ,因使用新鲜蚕豆后出现头痛、发热,继而出现血红蛋白尿、贫血、黄疸,急诊入院。1)试分析该儿童为什么食用新鲜蚕豆后会出现血红蛋白尿、贫血和黄疸?2)分析该患儿的发病机制。3)对具有这类遗传性疾病的家族应该如何进行预防、诊断和治疗?
引导学生运用生物化学的理论知识去思考分析上述问题,提高学生应用基础 医学知识 解决临床医疗问题的能力,培养学习生物化学的兴趣。学生接触到实际问题,激发兴趣,争相发言,教师再进行最后的总结。这样让学生用已有的知识分析和解决问题,充分调动学生的思维和热情,使学生联系临床实践,扩大知识面,活跃课堂气氛,同时可以相互学习,相互交流,取长补短,且易记、易懂、易巩固。通过开展病例讨论,以求达到传授知识、培训临床技能的一种教学方法。
4 采用多种授课方式,丰富课堂内容,巩固学生
学习兴趣
要学生乐学,教师必须乐教。课堂是教学活动的主要场所,是教师展示才学的地方。要想维持和巩固学生的学习兴趣,达到理想的教学效果,教学技巧的掌握和应用非常重要。
首先,教师应有扎实的教学功底,熟悉各种教学方法,并能根据教学实际去不断推陈出新。做到这一点,教师应在围绕教材内容和大纲要求的基础上,适当给学生补充一些内容新颖,融知识性和趣味性为一体的相关知识,拓展学生的知识面,让学生自己去认识到所学知识的有限和不足,从而产生更加强烈的求知欲,激发和巩固对专业学科的学习兴趣。例如,在讲授脂类代谢时,可同时讲授暴饮暴食,摄入过多高脂肪食物对患者及社会造成的危害,通过举一反三,在有限的授课时间内向学生传授更多的专业知识和临床实践经验。
其次,要强化教学目标,淡化学科意识,并加强与相关学科的联系和实践教学,去激发和调动学生的学习兴趣。心理学研究表明:越有兴趣的东西,越容易在头脑中扎根。兴趣是学习的动力,良好的教学效果与学生的兴趣是分不开的。要激发学生对本门课程的兴趣并巩固和保持下去,教师的课堂教学除了做到概念准确、层次分明、逻辑清晰等基本要求外,还需要一些风趣、幽默、富于情趣的教学语言来点缀。
此外,还可通过多媒体教学、组织学生开展专题性研讨与专题性 辩论 等多种形式,使课堂内容丰富多彩。在条件允许时,还可组织学生走出校门,通过参与社会公益活动来增加 社会实践 ,使课堂从有限的教室空间延伸到广阔的社会舞台,使学生能够有机会将所学知识应用于社会实践中,帮助学生树立强烈的职业自豪感和社会责任感,更加努力地学习,争取早日服务社会、回报社会。
教学有法,教无定法,贵在得法,常教常新。实践证明,在教学中激发学生学习兴趣,并根据学生年龄特征和认知能力不断改进教学方法,是提高儿科护理学教学质量的重要保证。在教学活动中,学生是学的主体,其学习兴趣一旦在教学活动中产生就会变得积极主动,从而获得更好的教学效果。因此,教师应培养学生的学习兴趣和学习能力,创造乐教乐学、教学相长的气氛。
参考文献
[1]查锡良,周春燕,周爱儒,等.生物化学[M].北京:人民卫生出版社,2008:1.
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关键词:营养 健康 化学
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人们为了维持生命与健康,必须每天从食物中摄取一定量的营养物质,这些能被人体消化、吸收和利用的营养成分被称为营养素,包括:水、蛋白质、脂肪、糖、维生素和无机盐,它们被称为六大生命要素,其中蛋白质、脂肪和糖为人们生命和活动提供热能,又称产热营养素。
水是人体的重要组成部分。水不仅常常溶解一些可溶性物质,例如糖类和盐类,形成液体,还与蛋白质、糖类分子的亲水基因结合成不能自由运动的结合水。水作为一种溶剂,有利于消化作用,水可帮助咀嚼,使食物变软,在消化道内顺利移动;另外,水可以将营养素转化为溶液状态,人体吸收后经过肠壁进入血液和淋巴液;细胞内的一系列化学反应都是在水溶液中进行的。水是生命存在的环境条件,同时也是生活物质本身化学反应所必需的物质,水对于维持生物体的正常生理活动有着重要的意义,因此水是生物体不能缺少的物质,有重要的生理功能。
日常饮水时,要多喝开水,不要喝生水和未煮开的水;要喝新鲜开水,不要喝放置时间过长的水;要定时饮水,不要只在口渴时才想起喝水。
蛋白质是生命的物质基础,是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质,可以说没有蛋白质就没有生命。生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动离不开蛋白质。人体组织蛋白质不断分解为氨基酸,又不断从食物提供的氨基酸和组织蛋白质分解的氨基酸中合成补充,因此,每天必须供给一定量的蛋白质,以保持体内蛋白质的动态平衡。一个人保持健康所需的蛋白质量依年龄、生理特点和健康状况而定。我国大众膳食中蛋白质的主要来源是从禽、蛋、肉类、鱼类、奶类、豆类、蔬菜中获得,谷物类食品蛋白质含量不高,但作为主食也是蛋白质的主要来源之一。为了身体健康,我们必须保证每餐都要有一定质和量的蛋白质,且要注意事物的合理搭配,不能偏食和滥食。
脂肪既是机体细胞建成、转化和生长必不可少的物质,又是含热量最高的营养物质。人体脂肪含量随着营养状况和活动量的多少而有所变化。饥饿时,能量消耗,体内脂肪不断减少,人体逐渐消瘦;反之,进食过多,消耗减少,体内脂肪增加,身体逐渐肥胖。脂肪的主要来源是烹调用油脂和食物本身所含的油脂。油脂在生命运动中十分重要,是人类饮食中发热量最高的营养物质,它具有提供能量、保持体温和保护内脏器官的作用,同时也能帮助脂溶性维生素的消化与吸收。根据我国的经济状况和饮食习惯,建议脂肪的供给量应占总热量的15%~25%,相当于每天每人摄入30~50克脂肪(包括烹调和食物中所含的脂肪)。为了防止必需脂肪酸的不足,膳食中必需脂肪酸的含量应占总热量的1%~2%,胆固醇的摄入量应在300毫克以下。另外,由于脂肪过高会引起肥胖、高血压及冠心病,因此生活水平较高、活动少的中老年人,其脂肪摄入量应适当减少。
糖类是生命活动的主要能源。除纤维素以外,一切的糖类物质都是热能的来源。糖是产生热能的营养素,每克葡萄糖在人体内氧化产生16.7KJ能量。神经系统中所需能量的唯一来源是血液中的葡萄糖。它使人体保持温暖,人们常说“吃饱了就暖和了”就是这个道理。用糖供给能量,可节省蛋白质,从而使蛋白质主要用于组织的建造和再生。人们膳食中糖类主要来源于 植物类 :谷物、豆类、薯类、蔬菜、水果等;在 动物类 食品中各种乳制品和动物肝脏也是糖类的主要来源。
糖不但是食物,而且可作为佐料,调节食物风味,增加食欲,故而人们都特别爱吃甜食。但糖和甜食都不宜吃得太多,尤其是对糖尿病人,有可能会起反效果。平时饮食中糖类摄取过多,容易导致糖尿病、肥胖、心脏病及高血压。所以,为了身体的健康,应合理膳食,适量摄取。
维生素与蛋白质、脂肪和糖不同,它在人体中既不能产生热量,又不参与人体细胞、组织的构成,但是它能调节人体的新陈代谢,促进生长发育,祛除某些疾病,并能提高人体抵抗疾病的能力。人体缺少维生素,新陈代谢就会发生紊乱,就会发生各种维生素缺乏症。比如说,缺乏维生素A,就会导致维生素A缺乏症,其典型缺乏症为干眼病和夜盲症;缺乏维生素B1,会有神经炎、脚气病,导致食欲不振、消化不良、生长迟缓;缺乏维生素B2,会导致口腔溃疡、皮炎、口角炎、舌炎、唇裂症、角膜炎等;缺乏维生素B12,会导致巨幼红细胞性贫血;缺乏维生素C,会导致坏血病,还会使抵抗力下降;缺乏维生素D时, 儿童 会患上佝偻病,成人则会患上骨质疏松症;缺乏维生素E,会导致女性不育、流产,导致肌肉性萎缩等。维生素既是营养品又是药品,在人体内不能合成(除维生素D外),必须从食物中摄取。各类食物的维生素的种类数量差异很大,而且有的维生素性质很不稳定,容易在食物加工、储存和烹调中受到破坏,因此合理地选择食物、正确的储存、加工和烹调,对人类获得必要的维生素是十分重要的。由于人体对各种维生素需要量不大,只要注意平衡饮食,多吃新鲜蔬菜和水果,一般不会引起维生素缺乏症。
人体内各种元素中,除碳、氢、氧和氮主要以有机化合物形式出现,除此之外,其余各种元素都统称为无机盐。体内无机盐仅占人体体重的4%~5%,但却是构成人体组织和维持人体正常生理功能不可缺少的物质。人体无机盐的含量随人的年龄的增大而增多,胎儿每千克体重含无机盐21.95g/k,而成人的则为42.67g/k。无机盐分布在各个组织中,以骨骼和牙齿为最多。其中含量较多的有钙、镁、钾、钠、磷、硫、氯七种,称为常量元素;其他元素如铁、铜、碘、锌、锰、钴、钼、硒、铬、镍、硅、氟、钒等元素由于存在量极少,故而称为微量元素。无机盐是人体的重要的营养元素,但无机盐不能在体内合成,只能靠从食物、饮用水和食盐中摄取。由于新陈代谢,机体每天都有一定量的无机盐丢失,所以人类必须从食物和饮料中获取足量的无机盐,才能维持良好的健康状况。如缺铁,会导致缺铁性贫血、免疫力下降,可食用含铁丰富的食物来补充,如:动物的肝脏、肾脏、鱼子酱、瘦肉、马铃薯、麦麸、大枣等。再者,在摄取无机盐时一定要注意量,摄入量不足会引起缺乏症,摄入量过多可能会引起中毒,特别是微量元素。
有人说“健康是吃出来的”,也有人说“病从口入”,这些都可以 总结 为,我们要多加注意日常饮食习惯。特别是在现在食物品种繁杂、农药和食品添加剂泛滥的市场,对于吃我们更加不能懈怠。随着科技的发展和生活水平的提高,人们能吃得到和吃得起的东西日渐丰富,但是,会出现经常偏爱于某一种食物,而对于其他有益的食物却碰都不碰的情况;还有一餐吃得多,一餐却又一点都不吃的状况,不注意合理用餐、饮食均衡,从而导致健康指数下降。很多的的肥胖症、糖尿病等疾病都是“吃”出来的,所以,要想拥有一个健康的身体,就必须要建立一个适合自己的膳食体系。
各种食物都有不同的营养特点,必需合理搭配才能得到全面营养。中国营养学会根据中国居民的膳食结构特点,设计的“中国居民平衡膳食宝塔”十分形象地指出了人类的合理膳食结构:底层为植物性食物,包括面包、麦片、米、面等,每人每天应吃300~500克:第二层为蔬菜和水果,每天分别应吃400~500克;倒数第三层为鱼、肉、禽、蛋类食品,每天应吃125~200克(鱼虾类50克,畜、禽肉50~100克,蛋类25~50克);奶类和豆类食物合占第四层,每天就吃奶类及奶制品在100克和豆类及豆制品50克;最顶层为油脂类,每天不超过25克。
总而言之,人体内的生物化学反应与生命活动依赖于化学物质的参与;而这些化学物质又与营养密不可分;营养物质又摄取于五谷杂粮.动物肉类;蔬菜水果。这三者是相辅相成的。在它们共同的作用下人体才能健康成长,益寿延年。
内容摘要:随着人们生活水平的提高,生活节奏的加快,越来越多的人对饮食提出了更新、更高的要求,他们想让食品更方便、更多样、更有风味、更有营养、更加的高级,而为了满足这些要求,仅仅利用我们的天然资源显然是远远不够的,于是我们渐渐开始离不开食品添加剂了,多样化的食品层出不穷,这也让我们对食品增添了从未有过的警惕心:是否都是健康的食品。
关键词: 食品添加剂 食品安全 营养 健康
正文:身体是革命的本钱,正所谓:国以民为本,民以食为天;只有身体的健康,谈志论道才能进行。国家的强大靠的是人民,只有人民的身体健康,国家才能繁荣,社会才会进步。然而,在日益经济化的社会中,各类非自然的新物质层出不穷,人类在享受这美好的生活的同时也在注意着对自己身体好坏的东西。尤其是在人类每日必须的餐饮方面。“美好火腿肠,不添加任何防腐剂„„”这句耳熟能详的 广告 语提醒着人们食品的安全,食品添加剂,是指为改善食品品质和色、香、味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或是天然物质。食品添加剂是一种非营养物质,添加剂的种类按其来源可分为天然食品添加剂与化学合成食品添加剂两大类。天然食品添加剂是利用动植物或微生物的代谢产物等为原料,经提取所得的天然物质。化学合成食品添加剂是通过化学手段,使元素或化合物发生氧化、还原、缩合、聚合等合成反应所得到的物质。目前使用的大多属于化学合成的食品添加剂。
有了食品添加剂,食品安全的问题也就越来越引起人们的关注。食品添加剂的使用也引起了很多的争议,在用与不用之间产生了很多争论。其实,任何东西都具有两面性。就拿广泛用于风味酸奶、水果罐头、八宝粥、果冻、等食品的阿斯巴甜来说,它具有和蔗糖极其近似的清爽甜味,无苦涩后味和金属味,是迄今开发成功的甜味最接近蔗糖的甜味剂。阿斯巴甜的甜度是蔗糖的200倍,在应用中仅需少量就可达到希望的甜度,所以在食品和饮料中使用阿斯巴甜替代糖,可明显降低热量并不会造成龋齿。与蔗糖或其他甜味剂混合使用有协同效应,如加2%~3%于糖精中,可明显掩盖糖精的不良口感,与香精混合,具有极佳的增效性,尤其是对酸性的柑桔、柠檬、柚等,能使香味持久、减少芳香剂的用量。此外,阿斯巴甜中的蛋白质成分,可被人体自然吸收分解。当然,有利必有弊,阿斯巴甜对酸、热的稳定性较差,在强酸强碱中或在高温加热时易水解生成苦味的苯丙氨酸或二嗦呱酮,不适宜制作温度>150℃的 面包、饼干、 蛋糕 等焙烤食品和高酸食品。因为阿斯巴甜在人体胃肠道酶作用下可分解为苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇,不适用于苯丙酮酸尿患者。也有 报告 指出有少数人会对阿斯巴甜不耐,可能会引起头痛、抽搐、恶心、过敏反应的症状。有了这些不利的因素存在,人们所担心的问题也就随之而来。也许有人会想:不在果冻、八宝粥、水果罐头等食品里加阿斯巴甜就不会对人们的健康产生威胁了。但是,很多问题并不是人们所想象的那么简单,如果不用阿斯巴甜代替糖,食品中存在的糖分就会增多。吃糖过多可影响体内脂肪的消耗,造成脂肪堆积,容易肥胖;吃糖过多,还可以影响钙质代谢;吃糖过多,会使人产生饱腹感,食欲不佳,影响食物的摄入量,进而导致多种营养素的缺乏。除此之外,食用过多的糖可能会导致心脏病、高血压等疾病。对幼儿来说,可能会造成龋齿、近视、软骨症、消化道等疾病。这同样对人的健康产生了极大的威胁。所以,有的时候使用一定的添加剂是有益的。
其实,食品添加剂并没有人们想象的那么危害人的健康,它会为人们带来很多方便。除了上面所说的阿斯巴甜以外,还有很多食品添加剂都有一定的用处。比如说防腐剂,除了少数的物品(如食盐)外,食品都来自各种动物或植物,各种生鲜食品,在植物采收或动物屠宰后,若不及时加工或有效保存,往往会败坏变质,适当的加入一些防腐剂,就可以延长食品的保存期。很多人认为食品中的防腐剂会威胁人的身体健康。可一些食品如果不使用防腐剂的话,会引起致病菌的大量滋生,更加威胁人的健康。因此,适当的使用防腐剂对我们来说是有必要的。我们不必为了担心食品的变质而勉强自己一定要在短时间内用完。食品的色、香、味、形态等也是人们很在意的一项重要指标。食品加工后会出现褪色、变色、风味和质地的改变。适当使用着色剂、护色剂、漂白剂、香料、乳化剂和增稠剂,可明显提高食品的感官质量,满足消费者的不同需要。食品的营养成分是人们最关注,也最在意的一件事,食品应富有营养,但食品加工不可避免地造成一定的营养素损失。食品加工时适当地添加某些属于天然营养素范围的食品营养强化剂,可大大提高食品的营养价值,这对于防止营养不良和营养缺乏、促进营养平衡、提高人们健康水平具有重要意义。当然了,任何东西都不能过多的使用,就算是再好的东西使用过度,也会对健康产生影响,上述所说的各种食品添加剂当然也不例外,所以,我们在使用食品添加剂时要适中,适当。另一方面,食品添加剂的使用是人类饮食 文化 进步的表征。食品工业越发展,人民生活水平越提高,使用食品添加剂品种也就越多。
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好像化学和医学有很大的关系,我总觉得我们的人体就是一个化学元素的集合,在里边不断的产生着化学反应,总觉得化学反应和物理也分不开,好像里边化学反应是元素的融合,那时候学有机化学,我是学生物的,好像羧基转酮基就是电子带动原子核的转移形成的。而且里边也需要能量,能量对于人体来说好像目前是来源于食物,但是也有的反应说是在特定的状态下,比如道教吧,说人体可以接受外界的能量,从别的来源,比如我在一本书上就看到人体可以通过某种手段好多天不吃饭,可能可以达到40多天呀是多少呀,但是不一定是真实的。我没有见到过。人体的极限很难说,有报道,电视上看到过人类可以在水中憋气5分钟的长度,那一次是在挑战吧。不知道有没有本身耗氧量就小,还有可以通过皮肤少量的吸收一点养气,像鱼一样。好像我的界限到了生物了。总觉得这些东西是通的。医学的一些药物好像和化学分不开,作用在哪里,如何把药物打到作用靶点上,如何排除毒素。很多化验性的问题和化学更分不开了。如果说手术,好像和器械也分不开。很难说,找个小一点的题目好一些。慢慢再大了吧。
1生物化学与医学的关系 越详细越好,论文要用.
生物化学是一门边缘学科,研究的是生命的化学,所以与其它有关的生物学科必然有或多或少的关系.生物学科总是互相为用,互相渗透的.生物体不只一种,因此生物化学有研究动物(包括昆虫)方面的,也有研究植物方面的,还有研究微生物方面的.它们之间有差异、也有共同之处.生物化学在医药、卫生、农业及工业等方面都有应用,是一门基础医学学科,也是一门基础农学学科,而在工业上,如食品加工、酿造、制药、生物制剂制备、以及制革等上,都有应用.
(一)生物化学是从有机化学及生理学发展起来的
一直到现在,它与有机化学及生理学之间,仍然关系密切.了解生物分子的结构及性质,并将其合成,乃是有机化学和生物化学的共同课题;在分子水平上弄清生理功能,显然是生理学和生物化学的一个共同目的.从现在的趋向来看,生理学是在更多地采用生物化学的方法,使用生物化学的指标,以解释许多生理现象.
(二)微生物学及免疫学
在研究病原微生物的代谢、病毒的化学本质,以及防治措施等,无不应用生物化学的知识和技术.就免疫学而言,不论是体液免疫,还是细胞免疫,都必须在分子水平上,才能阐明机理问题,近来一些生物化学家常以微生物,尤其是细菌为研究材料;这样,一方面可验证在动物体内得到的结果,另一方面由于细菌繁殖生长极其迅速,为在分子水平上研究遗传,提供有利条件;于是应运而生出生化遗传学,又称分子遗传学,进而又派生出遗传工程学.由此不难看出,生物化学与微生物学、免疫学及遗传学之间的关系是何等密切.
(三)生物物理学是从生物化学发展起来的
主要应用物理学的理论和方法来研究生物体内各种生物分子的性质和结构,能量的转变,以及生物体内发生的一些过程,如生物发电及发光.生物物理学与生物化学总是相辅相成的.随着量子化学的发展,生物体内化学反应的机理,特别是酶促反应的机理,将来必定要应用生物分子内及作用物分子内电子结构的改变来加以说明.
(四)近代药理学往往以酶的活性、激素的作用及代谢的途径等为其发展的依据,于是出现了生化药理学及分子药理学等.病理生理学也注重运用生物化学的原理及方法来研究生理功能的失调及代谢途径的紊乱.甚至,组织学、病理解剖学及寄生虫学等学科,也开始应用生物化学的知识和方法,以探讨和解决它们的问题.这些学科的名称之前,现在多冠以“分子”字样,就是这方面的一个证明.
(五)生物化学称为医学学科的基础,在医药卫生的各学科中广泛应用,是理所当然的.事实也是如此.临床医学及卫生保健,在分子水平上,探讨病因,作出论断,寻求防治,增进健康,莫不运用生物化学的知识和技术.镰状细胞性贫血已被证明是血红蛋白β链N未端第六位上的谷氨酸为缬氨酸所取代的结果.关于许多疾病的防治方面,免疫化学无疑是医务工作者所熟知的一种重要的预防、治疗及诊断手段.肿瘤的治疗,不论是放射疗法,抑或是化学疗法,都是使肿瘤细胞中重要的生物分子,如DNA、RNA、蛋白质等分子,改变或破坏其结构,或抑制其生物合成.放射疗法主要是对DNA起作用.而抗肿瘤药物,如抗代谢物、烷化剂、有丝分裂抑制剂及抗生素等,有的在DNA生物合成中起作用,有的在RNA生物合成中起作用,还有的在蛋白质生物合成中起作用,当然不能除外有的药物能抑制不只一种生物合成过程.只要这三种生物分子中任何一种的生物合成有阻碍,都会使肿瘤细胞遭到不同程度的打击,其最致命的要算是破坏DNA的生物合成了,至于用生物化学的方法及指标作为诊断的手段,最为人们所熟知的莫若肝炎诊断中的血液谷丙转氨酶了.总之,生物化学在临床医学及卫生保建上的应用的例子是很多的.
(一)物质组成及生物分子
生物体是由一定的物质成分按严格的规律和方式组织而成的.人体约含水55-67%,蛋白质 15~18%,脂类 10~15%,无机盐3~4% 及糖类1~2%等.从这个分析来看,人体的组成除水及无机盐之外,主要就是蛋白质、脂类及糖类三类有机物质.其实,除此三大类之外,还有核酸及多种有生物学活性的小分子化合物,如维生素、激素、氨基酸及其衍生物、肽、核苷酸等.若从分子种类来看,那就更复杂了.以蛋白质为例,人体内的蛋白质分子,据估计不下100000种.这些蛋白质分子中,极少与其它生物体内的相同.每一类生物都各有其一套特有的蛋白质;它们都是些大而复杂的分子.其它大而复杂的分子,还有核酸、糖类、脂类等;它们的分子种类虽然不如蛋白质多,但也是相当可观的.这些大而复杂的分子称为“生物分子”.生物体不仅由各种生物分子组成,也由各种各样有生物学活性的小分子所组成,足见生物体在组成上的多样性和复杂性.
大而复杂的生物分子在体内也可降解到非常简单的程度.当生物分子被水解时,即可发现构成它们的基本单位,如蛋白质中的氨基酸,核酸中的核苷酸,脂类中脂肪酸及糖类中的单糖等.这些小而简单的分子可以看作生物分子的构件,或称作“构件分子”.它们的种类为数不多,在每一种生物体内基本上都是一样的.实际上,生物体内的生物分子仅仅是由不多几种构件分子借共价键连接而成的.由于组成一个生物分子的构件分子的数目多,它的分子就大;因为构件分子不只一种,而且其排列顺序又可以是各种各样,由此而形成的生物分子的结构,当然就复杂.不仅如此,某些生物分子在不同情况下,还会具有不同的立体结构.生物分子的种类是非常多的.自然界约一百三十余万种生物体中,据估计总大约有1010~ 1012种蛋白质及1010种核酸;它们都是由一些构件分子所组成.构件分子在生物体内的新陈代谢中,按一定的组织规律,互相连接,依次逐步形成生物分子、亚细胞结构、细胞组织或器官,最后在神经及体液的沟通和联系下,形成一个有生命的整体.
(二)物质代谢
生物体内有许多化学反应,按一定规律,继续不断地进行着.如果其中一个反应进行过多或过少,都将表现为异常,甚至疾病.一旦这些反应停止,生命即告终结.
生物体内参加各种化学反应的分子和离子,不仅有生物分子,而更多和更主要的还是小的分子及离子.有人认为,没有小分子及离子的参加,不能移动或移动不便的生物分子便不能产生各种生命攸关的生物化学反应.没有二磷酸腺苷(ADP)及三磷酸腺苷(ATP)这样的小分子作为能量接受、储备、转运及供应的媒介,则体内分解代谢放出的能,将会散发为热而被浪费掉,以致一切生理活动及合成代谢无法进行.再者,如果没有Mg2+、Mn2+、Ca2+、K+等离子的存在,体内许多化学反应也不会发生,凭借各种化反应,生物体才能将环境中的物质(营养素)及能量加以转变、吸收和利用.营养素进人体内后,总是与体内原有的混合起来,参加化学反应.在合成反应中,作为原料,使体内的各种结构能够生长、发育、修补、替换及繁殖.在分解反应中,主要作为能源物质,经生物氧化作用,放出能量,供生命活动的需要,同时产生废物,经由各排泄途径排出体外,交回环境,这就是生物体与其外环境的物质交换过程,一般称为物质代谢或新陈代谢.据估计一个人在其一生中(按60岁计算),通过物质代谢与其体外环境交换的物质约相当于60000kg水,10000kg糖类,1600kg蛋白及1000kg脂类.
(三)物质代谢的调节控制
物质代谢的调节控制是生物体维持生命的一个重要方面.物质代谢中绝大部分化学反应是在细胞内由酶促成,而且具有高度自动调节控制能力.这是生物的重要特点之一.一个小小的活细胞内,几近两千种酶,在同一时间内,催化各种不同代谢中各自特有的化学反应.这些化学反应互不妨碍,互不干扰,各自有条不紊地以惊人的速度进行着,而且还互相配合.结果,不论是合成代谢还是分解代谢,总是同时进行到恰到好处.以蛋白质为例,用人工合成,即使有众多高深造诣的化学家,在设备完善的实验室里,也需要数月以至数年,或能合成一种蛋白质.然而在一个活细胞里,在37℃及近于中性的环境中,一个蛋白质分子只需几秒钟,即能合成,而且有成百上千个不相同的蛋白质分子,几乎象在同一个反应瓶中那样,同时在进行合成,而且合成的速度和量,都正好合乎生物体的需要.这表明,生物体内的物质代谢必定有尽善尽美的安排和一个调节控制系统.根据现有的知识,酶的严格特异性、多酶体系及酶分布的区域化等的存在,可能是各种不同代谢能同时在一个细胞内有秩序地进行的一个解释.在调节控制方面,动物体内,除神经体液发挥着重要作用之外,作用物的供应及输送、产物的需要及反馈抑制,基因对酶的合成的调控,酶活性受酶结构的改变及辅助因子的丰富与缺乏的影响等因素,亦不可忽视.
(四)结构与功能
组成生物体的每一部分都具有其特殊的生理功能.从生物化学的角度,则必须深入探讨细胞、亚细胞结构及生物分子的功能.功能来自结构.欲知细胞的功能,必先了解其亚细胞结构;同理,要知道一种亚细胞结构的功能,也必先弄清构成它的生物分子.关于生物分子的结构与其功能有密切关系的知识,已略有所知.例如,细胞内许多有生物催化剂作用的蛋白质——酶;它们的催化活性与其分子的活性中心的结构有着密切关系,同时,其特异性与其作用物的结构密切相关;而一种变构酶的活性,在某种情况下,还与其所催化的代谢途径的终末产物的结构有关.又如,胞核中脱氧核糖核酸的结构与其在遗传中的作用息息相关;简而言之,DNA中核苷酸排列顺序的不同,表现为遗传中的不同信息,实际是不同的基因.生物化学近年来在这方面的发展极为迅速,有人将这部分内容叫作分子生物学.
在生物化学中,有关结构与功能关系的研究,才仅仅开始;尚待大力研究的问题很多,其中重大的,有亚细胞结构中生物分子间的结合,同类细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原性、抗原与抗体的作用、激素、神经介质及药物等的受体等.
(五)繁殖与遗传
生物体有别干无生物的另一突出特点是具有繁殖能力及遗传特性.一切生物体都能自身复制;复制品与原样几无差别,且能代代相传,这就是生物体的遗传特性.遗传的特点是忠实性和稳定性,三十多年前,对遗传的了解,还不够深入.基因还只是一个神秘莫测的术语.近年来,随着生物化学的发展,已经证实,基因只不过是DNA分子中核苷酸残基的种种排列顺序而已.现在DNA分子的结构已不难测得,遗传信息也可以知晓,传递遗传信息过程中的各种核糖核酸也已基本弄清,不但能在分子水平上研究遗传,而且还有可能改变遗传,从而派生出遗传工程学.如果能将所需要的基因提出或合成,再将其转移到适当的生物体内去,以改变遗传、控制遗传,这不但能解除人们一些疾患,而且还可以改良动、植物的品种,甚至还可能使一些生物,尤其是微生物,更好为人类服务,可以预见在不远的将来,这一发展将为人类的幸福作出巨大的贡献.
生物化学是一门较年轻的学科,在欧洲约在160年前开始,逐渐发展,一直到1903年才引进“生物化学”这个名词而成为一门独立的学科,但在我国,其发展可追溯到远古.我国古代劳动人民在饮食、营养、医、药等方面都有不少创造和发明,生物化学的发展可分为:叙述生物化学、动态生物化学及机能生物化学三个阶段.
(一)叙述生物化学阶段
1.饮食方面:公元前21世纪,我国人民已能造酒,相传夏人仪狄作酒,禹饮而甘之,作酒必用曲,故称曲为酒母,又叫做酶,与媒通,是促进谷物中主要成分的淀粉转化为酒的媒介物.现在我国生物化学工作者将促进生物体内化学反应的媒介物(即生物催化剂)统称为酶,从《周礼》的记载来推测,公元前12世纪以前,已能制饴,饴即今之麦芽糖,是大麦芽中的淀粉酶水解谷物中淀粉的产物.《周礼》称饴为五味之一.不但如此,在这同时,还能将酒发酵成醋.醋亦为五味之一.《周礼》上已有五味的描述.可见我国在上古时期,已使用生物体内一类很重要的有生物学活性的物质——酶,为饮食制作及加工的一种工具.这显然是酶学的萌芽时期.
2.营养方面:《黄帝内经·素问》的“藏气法时论”篇记载有“五谷为养,五畜为益,五果为助,五菜为充”,将食物分为四大类,并以“养”、“益”、“助”、“充”表明在营养上的价值.这在近代营养学中,也是配制完全膳食的一个好原则.谷类含淀粉较多,蛋白质亦不少,宜为人类主食,是生长、发育以及养生所需食物中之最主要者;动物食品含蛋白质,质优且丰富,但含脂肪较多,不宜过多食用,可用以增进谷类主食的营养价值而有益于健康,果品及蔬菜中无机盐类及维生素较为丰富,且属于粗纤维,有利食物消化及废物的排出;如果膳食能得到果品的辅助,蔬菜的充实,营养上显然是一个无可争辩的完全膳食.膳食疗法早在周秦时代即已开始应用,到唐代已有专书出现.盂诜(公元7世纪)著《食疗本草》及昝殷(约公元8世纪)著《食医必鉴》等二书,是我国最早的膳食疗法书籍.宋朝的《圣济总录》(公元前12世纪)是阐明食治的.元朝忽思慧(公元14世纪)针对不同疾患,提出应用的食物及其烹调方法,并编写成《饮膳正要》.由此可看出我国古代医务工作者应用营养方面的原理,试图治疗疾患的一些端倪.
3.医药方面:我国古代医学对某些营养缺乏病的治疗,也有所认识,如地方性甲状腺肿古称“瘿病”,主要是饮食中缺碘所致,有用含碘丰富的海带、海藻、紫菜等海产品防治.公元 4世纪,葛洪著《肘后百一方》中载有用海藻酒治疗瘿病的方法.唐·王焘(公元8世纪)的《外台秘要》中载有疗瘿方36种,其中27种为含碘植物.而在欧洲直到公元1170年才有用海藻及海绵的灰分治疗此病者.脚气病是缺乏维生素B1的病.孙思邈(公元581~682年)早有详细研究,认为是一种食米区的疾病,分为“肿”、“不肿”及“脚气入心”三种,可用含有维生素B1的车前子、防风、杏仁、大豆、槟榔等治疗.酿酒用的曲及中药中的神曲(可生用)均含维生素B1较丰富,且具有水解糖类的酶,可用以补充维生素B1的不足,亦常用以治疗胃肠疾患.夜盲症古称“雀目”,是一种缺乏维主素A的病症.孙思邈首先用含维生素A较丰富的猪肝治疗.我国最早的眼科专著《龙木论》记载用苍术、地肤子、细辛、决明子等治疗雀目.这些药物都是含有维生素A原的植物.
我国研究药物最早者据传为神农.神衣后世又称炎帝,是始作方书,以疗民疾者.《越绝书》上有神农尝百草的记载.自此以后,我国人民开始用天然产品治疗疾病,如用羊靥(包括甲状腺的头部肌肉)治甲状腺肿,紫河车(胎盘)作强壮剂,蟾酥(蟾蜍皮肤疣的分泌物)治创伤,羚羊角治中风,鸡内金止遗尿及消食健胃等.而最值得一提的是秋石.秋石是从男性尿中沉淀出的物质,用以治病者.其制取确实是最早从尿中分离类固醇激素的方法,其原理颇与近代有所相同.近代的方法为Windaus等在本世纪30年代所创,而我国的方法则出自11世纪沈括(号存中)著的《沈存中良方》中,现仍可在《苏沈良方》中寻着.其详细制法,在《本草纲目》上亦有记载,可概括为用皂角汁将类固醇激素,主要为睾酮,从男性尿中沉淀出来,反复熬煎制成结晶,名为秋石.皂角汁中含有皂角苷,是常用以提炼固醇类物质的试剂.这样看来,人类利用动物产品,调节生理功能,治疗疾病是从10世纪开始,实为内分泌学的萌芽.
明代李时珍(公元1522~1596年)撰著《本草纲目》,凡52卷,共载药物1800余种,其中除植物药物外,尚载鱼类63种,兽类123种,昆虫百余种,鸟类77种及介类45种.书中还详述人体的代谢物、分泌物及排泄物等,如人中黄(即粪)、淋石(即尿)、乳汁、月水、血液及精液等.这一巨著不但集药物之大成,对生物化学的发展也不无贡献.
这样看来,中国古代在生物化学的发展上,是有一定贡献的.但是由于历代封建王朝的尊经崇儒,斥科学为异端,所以近代生物化学的发展,欧洲就处于领先地位.18世纪中叶, Scheele研究生物体(植物及动物)各种组织的化学组成,一般认为这是奠定现代生物化学基础的工作.随后,voisier于1785年证明,在呼吸过程中,吸进的氧气被消耗,呼出二氧化碳,同时放出热能,这意味着呼吸过程包含有氧化作用,这是生物氧化及能代谢研究的开端.接着,Beaumont(1833年)及Bernard(1877年)在消化基础上,Pasteur(1822~1895年)在发酵上,以及Liebig(1803~1873年)在生物物质的定量分析上,都作出显著的贡献.1828年Wohler在实验室里将氰酸铵转变成尿素,氰酸铵是一种普通的无机化合物,而尿素是哺乳动物尿中含氮物质代谢的一种主要产物,人工合成尿素的成功,不但为有机化学扫清了障碍,也为生物化学发展开辟了广阔的道路.自此直到20世纪初叶,对生物体内的物质,如脂类、糖类及氨基酸的研究,核质及核酸的发现,多肽的合成等,而更有意义的则是在1897年Buchner制备的无细胞酵母提取液,在催化糖类发酵上获得成功,开辟了发酵过程在化学上的研究道路,奠定了酶学的基础.9年之后,Harden与Young又发现发酵辅酶的存在,使酶学的发展更向前推进一步.
以上包括我国古代及欧洲的发明创造、研究发现,均可算是生物化学的萌芽时期,虽然也有生物体内的一些化学过程的发现和研究,但总的说来,还是以分析和研究组成生物体的成分及生物体的分泌物和排泄物为主,所以这一时期可以看作叙述生物化学阶段.
(二)动态生物化学阶段
从20世纪开始,生物化学进入了一个蓬蓬勃勃的发展时期.在营养方面,研究了人体对蛋白质的需要及需要量,并发现了必需氨基酸、必需脂肪酸、多种维生素及一些不可或缺的微量元素等.在内分泌方面,发现了各种激素.许多维生素及激素不但被提纯,而且还被合成.在酶学方面Sumner于1926年分离出尿酶,并成功地将其做成结晶.接着,胃蛋白酶及胰蛋白酶也相继做成结晶.这样,酶的蛋白质性质就得到了肯定,对其性质及功能才能有详尽的了解,使体内新陈代谢的研究易于推进.在这一时期,我国生物化学家吴宪等在血液分析方面创立了血滤液的制备及血糖的测定等方法,至今还为人们所采用;在蛋白质的研究中,提出了蛋白质变性学说;在免疫化学上,首先使用定量分析方法,研究抗原抗体反应的机制;在营养方面,比较荤膳与素膳的营养价值,并发现动物的消化道可因膳食中营养素价值的不同及丰富与否而发生一定的改变;食素膳者与食荤膳者相比,胃稍大而肠较长.自此以后,生物化学工作者逐渐具备了一些先进手段,如放射性核素示踪法,能够深入探讨各种物质在生物体内的化学变化,故对各种物质代谢途径及其中心环节的三羧酸循环,已有了一定的了解.第二次世界大战后,特别从50年代开始,生物化学的进展突飞猛进;对体内各种主要物质的代谢途径均已基本搞清楚,所以,这个时期可以看作动态生物化学阶段.
(三)机能生物化学阶段
近20多年来,除早已在研究代谢途径时所使用的放射性核素示踪法之外,还建立了许多先进技术及方法.例如,在分离和鉴定各种化合物时,有各种各样敏感而特异的电泳法及层析法,还有特别适用于分离生物大分子的超速离心法;在测定物质的化学组成时,可使用自动分析仪,如氨基酸自动分析仪等;甚至在测定氨基酸在蛋白质分子中的排列顺序时,也有可供使用的自动顺序分析仪.还有不少近代的物理方法和仪器(如红外、紫外、X线等各种仪器),用以测定生物分子的性质和结构.在知道生物分子的结构之后,就有可能了解其功能,还有可能用人工方法合成.1965年我国的生物化学工作者和有机化学工作者首先人工合成了有生物学活性的胰岛素,开阔了人工合成生物分子的途径.除此之外,生物化学家也常常采用人工培养的细胞及繁殖迅速的细菌,作为研究材料,并用现代的先进手段,不但把糖类、脂类及蛋白质的分解代谢途径弄得更清楚,而且还将糖类、脂类、蛋白质、核酸、胆固醇、某些固醇类激素、血红素等的生物合成基本上己搞明白;不但测出了某些有生物学活性的重要蛋白质的结构(包括一、二、三及四级结构),尤其是一些酶的活性部位,而且还测出了一些脱氧核糖核酸(DNA)及核糖核酸(RNA〕的结构,从而确定了它们在蛋白质生物合成及遗传中的作用.体内构成各种器官及组织的组成成分都有其特殊的功能,而功能则来源于各种组成的分子结构;有特殊机能的器官和组织,无疑是由具有特殊结构的生物分子所构成.探索结构与功能之间的关系正是现时期的任务.所以,可以认为生物化学已进入机能生物化学阶段.
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