3、1 化学与人体健康-糖

看、 听 记忆、工作
人脑工作时葡萄糖的分布
休息时
语言和音乐
语言
音乐
•This Magnetic Resonance Imaging (MRI) scan through a normal adult head shows the brain, airways, and soft tissues of the face. •The large cerebral cortex, appearing in yellow and green, forms the bulk of the brain tissue; the circular cerebellum (小脑，center left in red), and the elongated brainstem (脑干 center in red) are also prominently shown.
HIV病毒
跨膜蛋白外膜蛋白 组织核心蛋白源自病毒基因 反转录酶 核核心蛋白
碳水化合物的营养和生理功能
• 供给能量（人体所需能量的60%由糖氧化分 解提供） • C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)+能量 • 构成机体组织：血液中血糖（0.85-1mg/ml), 肝脏中肝糖，肌肉中肌糖，体粘液糖蛋白， 脑神经中糖脂，人体细胞核中核糖。 • 保肝解毒作用 糖与硫酸 反应 • 控制脂肪和蛋白质代谢
Comparison
•MRI scanners provide equivalent anatomical(解 剖学的) resolution and superior contrast resolution to that of X-ray CAT scanners (Computed Tomography also known as computed axial tomography). •They produce functional information similar to that of positron emission tomography (PET) scanners but with superior anatomical detail.
Normal and Schizophrenic Brains
Magnetic resonance imaging (MRI) reveals structural differences between a normal adult brain, left, and the brain of a person with schizophrenia(精神分裂症), right. The schizophrenic brain has enlarged ventricles (fluid-filled cavities，充水), shown in light gray. However, not all people with schizophrenia show this abnormality.
单糖--葡萄糖 葡萄糖[C6(H2O)6]的线型构像
O
H H O H H
O H H O H O H
O H 为简化碳原子没标出
蓝颜色为碳（C ）原子 白颜色为氢（H）原子 红颜色为氢氧（OH）基团
葡萄糖和其镜像--类似左手与右手的关系（手性）
葡萄糖的环状结构
OH HO H H H OH OH H H H OH OH O OH HO H H H OH OH OH
购买保健品时留意成分
对人体的功用
•能源物质：碳水化合 物 •人体结构：蛋白质、 脂类 •调节生理功能：维生 素、无机盐
生物体化学成分的大致比例
• 核酸，7% （遗传物质） • 碳水化合物（糖类）[Cx(H2O)y]，3% • 脂类，2% • 维生素，很少 • 无机盐，1% • 蛋白质，15% • 水，70% 木乃伊体重的 一半为蛋白质
化学与健康—糖类
一个人健康的必要条件是其所需分子 以所需数量在所需的时间存在于身体 所需的部位。 -----莱纳斯，波林 1954年诺贝尔化学奖， 1962年诺贝尔和平奖获得者。
人体的六大营养素与功用 人体的六大营养素
•碳水化合物（糖类） [Cx(H2O)y] •脂类 •维生素 •无机盐 •蛋白质 •水
糖尿病
糖尿病人不能生 产足够的胰岛素 （B)，血液（C) 和尿液中(E)葡萄 糖含量高，身体 靠分解脂肪产生 能量并产生酮酸， 严重时导致中毒。
健康人 胰腺中的胰岛素控制血糖的水平，食物消化后（1）血
糖上升(2)，胰腺释放胰岛素（3）消耗和储存葡萄糖（4 肝和肌 肉），导致葡萄糖水平下降（5），使得胰腺减少胰岛素的释放 （6）。
血糖---血液中的葡萄糖
高血糖 • 空腹血糖高于7.2-7.6 mmole/L • 葡萄糖在肾小管不能 全部吸收，从尿中排 出，形成糖尿。 • 见于胰岛素功能障碍 所致的糖尿病。 低血糖 • 空腹血糖低于3 .9-3.3 mmole/L • 影响脑功能，出现头晕、 心悸、出冷汗、倦怠无 力等症状。 • 见于饥饿或不能进食患 者，胰岛功能障碍，肝 疾患和内分泌功能异常
Naming chemical compounds
• Hydrogen [ H ] , dehydrate 脱水 • Carbon [C ], CO carbon monoxide CO2 carbon dioxide carbohydrate [Cx(H2O)y]碳水, hydrocarbon 碳氢 • Oxygen [O] O-2 oxide , OH- hydroxide 氢氧根 oxidizing, oxidation 氧化剂 • Sulphur [ S ] SO2 sulfur dioxide SO3 sulfur trioxide, H2SO4 sulfuric acid 硫酸 H2SO3 sulfurous acid 亚硫酸
Computed Tomography Scan (CT)
• produces a cross-sectional image of a portion of the body. • In a CT scan, a precisely directed, narrow X-ray beam passes through the body. • highly accurate, painless, diagnostic tool that enables examination of the interior of the body without invasive procedures.
b葡萄糖
a葡萄糖
葡萄糖的空间椅式构型
正电子发射断层照相（positron emission tomography PET)
脑的 脑的活动区域由葡萄糖提供“燃料”， 放射性标记的葡萄糖分子输入患者的血液， 累积到脑部，环状的传感器围着患者的头部 检测 r射线，计算机处理信号，给出图象，显 示出脑的哪一部分使用更多的燃料。 原理：葡萄糖分子被放射性氟原子标记， 当氟原子衰变时，放射出正电子，正电子与 电子相遇发出 r 射线。
Magnetic Resonance Imaging (MRI) Scan 核磁共振成像
The Nobel Prize in Physiology or
Medicine (生理与医学）2003
The Nobel Assembly at Karolinska Institutet has awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine jointly to Paul C Lauterbur and Peter Mansfield for their discoveries concerning “magnetic resonance imaging（MRI)”
Paul Lauterbur, Born 1929, University of Illinois, Urbana, USA Former chemistry students 本科化学
Paul Lauterbur discovered that two-dimensional images could be produced by introduction of gradients in the magnetic field. In 1973, he described how addition of gradient magnets to the main magnet made it possible to visualize a cross section of tubes with ordinary water surrounded by heavy water. No other imaging method can differentiate between ordinary and heavy water.
从分子水平到功能
• • • • • • 葡萄糖：医院里静脉注射 水果糖：消遣 饼干：充饥 巧克力糖：消遣，学生进入考场前或进行中 青草：马、牛、羊的主食 米饭面粉：人的主食
单糖和多糖
单糖:是最简单的，不能再被水分解的碳 水化合物。 二糖:水解时生成两分子单糖的化合物叫 二糖。 低聚糖:水解时生成2-10分子单糖的化合 物叫低聚糖。 多糖：水解时生成单糖分子在10以上化合 物叫多糖。
Concentrated sulfuric acid is added to table sugar, sucrose, which had previously been mixed with water. The sulfuric acid dehydrates the sugar, a carbohydrate. The sugar turns brown due to the removal of water in this caramelization process. The remaining black solid contains mostly carbon. Steam generated in this exothermic process causes the solid mass to expand. Sulfuric acid also acts as an oxidizing agent, and is reduced to sulfur dioxide. A rose petal is bleached by the sulfur dioxide.