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第87章 基础科学(7)

世界上形形色色的生物体,都是由蛋白质构成的。人的血液、肌肉、内脏,甚至皮肤、指甲、头发,都含有蛋白质。人体必须每天摄取一定数量的蛋白质,全身的细胞才能正常活动,假如缺少蛋白质,就会体弱多病,容易衰老,甚至影响寿命。在人类的食物中,像豆制品、瘦猪肉、鸡蛋、鱼、虾等,都含有比较多的蛋白质,是很好的营养食品。但并不是吃蛋白质越多越好。尤其是一些病人,多吃含高蛋白的甲鱼、海参、老母鸡等,反而不利恢复健康。1945年6月,一部分原来关在纳粹集中营里的人自由了,受到盛宴款待。他们在忍受了长时间的饥饿以后,看到丰盛的酒菜,就狂饮大吃起来。结果,不少人断送了生命。后经过专家研究,发现是由于多吃了高蛋白食物,引起“蛋白中毒”的缘故。

原来,人们吃了大量的高蛋白食物后,要靠人体里的胃蛋白酶等消化酶的帮助,才能把蛋白质分解成氨基酸,送到身体的各部分去,构成新组织蛋白质;老组织蛋白质“自动让位”,分解成氨基酸。不管哪种氨基酸,又都会分解出一些有毒的氨来,健康人的肝脏有分解有毒氨的功能。所以不会中毒。但是较长时间处于饥饿状态的人,或患有肝病、肾病和尿道疾病的人,吃了大量的高蛋白食物,使血液中的氨特别多,大大超过了肝脏的解毒能力,就会出现中毒症状。如果氨随着血液进入脑组织,会使脑组织缺乏能量,造成全身代谢停止,轻则使人昏迷,重的造成死亡。蛋白质和糖、脂肪不一样。脂肪和糖在人体里多了可以贮存起来,以后慢慢地供人体使用。蛋白质却不能,多余的蛋白质总要设法变成氨基酸,再变成有毒物质,反而有害身体。

呼吸的化学过程是怎样的

人体每分钟呼吸18次左右,大约需要吸进200毫升氧气,同时排出280毫升二氧化碳。这个人体内的气体交换活动,有着一系列的化学作用。人的生存,要靠能量维持,人体需要的能量,主要是由蛋白质、糖、脂肪等经氧化反应产生的。氧化反应的结果,消耗了氧气,同时产生二氧化碳。

呼吸,实际上就是吸入人体进行氧化反应所需要的氧气,呼出反应中产生的二氧化碳废气。当你扩张胸部的时候,外界空气中的分子顺着呼吸道进入肺内。在肺里,新进来的空气分子同原来留在肺泡内的气体,互相“交班换岗”。接着,肺泡内的气体分子,又与血液内的气体进行“交班换岗”,使氧气进入血液,二氧化碳排出体外。这种肺泡同来自外界环境的气体“交接班”活动,称作肺呼吸或外呼吸。血液内的氧气,由血红蛋白中的铁原子充当“运输工”,依靠血液循环,输送到全身,进行血液与各个组织器官之间的气体交换,促使氧气进入组织细胞,二氧化碳排入血液。这种体内组织细胞与血液之间的气体交换,叫做组织呼吸或内呼吸。通过呼吸动作,氧气从肺泡到血液,再由血液进入组织细胞;二氧化碳从组织细胞经过血液、肺泡,由呼吸道排出体外。这就是呼吸的化学过程。

人疲倦的化学原理是什么

人为什么会疲倦?心理作用是产生疲倦的原因之一。激烈运动以后,情绪松弛下来,疲倦的感觉会立即出现。但是从化学的角度来看,疲倦与碳水化合物的代谢有密切关系。

人体里的细胞为了完成肌肉的收缩、神经冲动的传递等任务,需要高能量的化合物,如三磷酸腺甙(ATP)。这种高能量化合物的水解,是一种大量放热的反应。而在运动时,肌肉纤维收缩,加速细胞里的吸热反应。如果人体肌肉里所储存的ATP很快消耗掉,又来不及补充,人就感到疲倦。再说,在激烈运动时,血液对肌肉所需要的氧气会供应不足,那么,肌肉细胞就必须调动葡萄糖的分解来产生能量。可是,葡萄糖分解的同时会形成乳酸,而乳酸会妨碍肌肉的运动,引起肌肉的疲劳。乳酸的积累会造成轻度的酸中毒,引起恶心、头痛等,增加疲倦的感觉。肝脏对保持体力有重要作用。当人体内葡萄糖分解后,血液中的葡萄糖减少,肝脏里糖原发生分解,释放出葡萄糖,使血液保持一定的含糖量。同时,肝脏里一部分乳酸被氧化,产生二氧化碳排出体外,其余的转化为糖原。所以,在紧张运动后作深呼吸,增加供氧,促使乳酸氧化,可以减少疲倦。

人体里有哪些微量元素

微量元素铁、锌、铜、硒、锰和钼等,人体需要量虽然极少,但它们是保证身体健康不可缺的,过多过少都会影响人体健康。维持生命的血液里,如果缺少铁,就会患缺铁性贫血病,人会变得苍白、虚弱,经常感到疲劳、头痛、呼吸急促。锌是“生命的火花”,头发、骨骼、眼睛、肝脏等都需要它。一旦人体里缺了锌,儿童生长变得缓慢,体格也比常人矮小,食欲不振,肝脏肿大,出现贫血和发育不健全。中国黑龙江克山县有一种地方性心脏病——克山病,就是与缺硒有关。血红素的主要成分含铁。构成胚和骨的锰,某些重要酶的组成之一钼,都在人体内占有重要地位。人体里的微量元素太多,也会使人生病。如铁过多了,在肝、胰腺甚至心脏里会出现中毒性积存;锌过量了,会出现恶心、呕吐、腹痛、胃出血、早产和流产,等等。

饮食中缺少铬会引起近视吗

铬是一种银光闪闪的金属,自行车上镀的“克罗米”就是铬。铬也是人体必需的微量元素。科学家通过实验指出:如果没有铬,人体里的胰岛素就不能充分发挥作用,造成生长发育不良。铬的缺少,又会影响视力。通过对青少年近视病例的调查分析表明,日常饮食中缺少铬,会使眼睛的晶状体变得凸出,屈光度增加,因而造成近视。如果饮食正常,一般是不会缺铬的。可是偏食,总吃精细食品,就可能造成缺铬。因为越精制的食品,含铬量越低。相反,粗制品的含铬量就比较高。如粗糖的铬含量是精糖的铬含量的100~200倍。人体每天需要从食物中得到20到500微克的铬,只要饮食正常,可以满足人体对铬的需求。假如你发现缺铬,或者开始近视,那么,不妨经常吃含铬量较多的食物,如糙米、全麦片、小米、玉米、粗制红糖等。

麦饭石具有保健功能吗

在中国内蒙古东部,有个三面环山、林茂草盛的小山村。居住在这里的人平均寿命在80岁以上。这里从来没有人得过气管炎、结核病、肝炎、各种毒疮和传染病。科技工作者发现,这是“保健石头”——麦饭石的功劳。

原来,这里的人长年饮用麦饭石水。明代医学家李时珍在《本草纲目》中记载:麦饭石气味甘温无毒,主治一切痈疽、发背……现代科学分析发现,麦饭石含有几十种对人体有益的微量元素,像锌、铜、铁、锰、钴、硅等,这是它具有强身健体功效的主要原因。由于麦饭石外形很像一个大麦饭团,所以人们叫它麦饭石。它是中国最早发现和应用的,所以又叫“中华麦饭石”。麦饭石的用处很多。把麦饭石放在水缸里,可增加水中溶解氧和微量元素,还有除氟、除垢及吸附水中有害物质的本领。日本研究人员把大肠杆菌注入麦饭石水中,经24小时后,水中的大肠杆菌死亡率达975%。麦饭石放在浴缸里,可以成为矿泉浴,能治疗皮肤病;把它放在冰箱里,可以吸除异味。用来养鱼、养花,能增强鱼的活力,又是花的长效基肥。日本人还把麦饭石装在纱布袋里,同大米一起蒸煮,蒸出来的米饭白度高、营养丰富、味香可口,成了矿物营养饭食。现在已经试制出一批含有麦饭石的糕点、糖果、饮料和化妆品。

纤维素是人体第七营养素吗

不管是吃竹笋、甘蔗,还是吃青菜、玉米,总有不少残渣——纤维。过去,大家把它当做毫无价值的废物,现在知道它是人体需要的营养素,在各种营养素中排行第七,所以叫它第七营养素。同其他六种营养素(碳水化合物、脂肪、蛋白质、矿物质、水和维生素)比起来,纤维素对人体的作用并不小。国外报道,有一位患糖尿病三年的老人,由于多吃有丰富纤维素的食物,像谷类、豆类、水果、蔬菜等,过了半年,这位老人再不要打针吃药了。

科学家向人们提出忠告,如果经常吃豆科植物,包括青豆、豌豆、小扁豆,以及土豆、玉米、蔬菜和水果,大量食用五谷杂粮,如麦类和保麸面粉等含纤维的物质,对心脏病、肥胖症、慢性便秘、痔疮等有预防作用。在化学上,纤维素被认为是某种葡萄糖的“联合体”,它既不溶于水,又不溶于乙醇等一般溶剂。人们从食物中得到的纤维素,一般也是难以消化吸收的,但是它能帮助及时带走人体内有害的东西。纤维素物质进入人体后,总是进入小肠,把脂肪、胆固醇等“排挤”开,使小肠尽量少吸收脂肪和胆固醇。经常吃含纤维素多的食物,就会使大便畅通,对便秘、痔疮、糖尿病等也有预防和治疗作用。不过,对于有肠胃溃疡等疾病的人,还是少吃纤维素食物为好。

臭氧层是人类的天然保护伞吗

1986年,美国科学家通过卫星发现,在南极和北极上空出现臭氧洞,正在危及人类的生命,发出保护臭氧层的呼吁!

臭氧,是一种带有特殊臭味的物质。雷雨过后,我们能闻到这种气味。在地球上空7~30千米的大气层中,来自太阳的高能紫外线使空气中的氧分子分解,生成两个氧原子,然后三个氧原子结合便生成臭氧。大量的臭氧分子结集于高空大气中,就形成一道天然屏障,具有保护地球上生物免遭紫外线过量辐射的作用。科学家指出,臭氧层变得稀薄,会给人类带来灾祸。臭氧洞的形成,主要是人类活动释放的物质引起的。根据美国科学家研究委员会国家研究院的结论,每一架超音速运输机每年能增加60个皮肤癌患者。同时,还使人们的免疫功能降低,可能使那些离极地最近的国家的农作物减产等。

因为超音速运输机与其他内燃机一样,产生一氧化氮,它和臭氧反应会生成氧和二氧化氮。同时,二氧化氮和氧原子作用,又生成一氧化氮和氧气。从总反应来看,超音速运输机在高空放出的一氧化氮,好比是破坏臭氧的催化剂,起到增大臭氧分解速度的作用。另外,人类广泛地用做冷冻剂和气溶胶的氟利昂-12(CFC13)和氟利昂(CF2C12),一旦扩散到了空中,与高能紫外线发生作用,会产生氯原子。这些氯原子同一氧化氮一样,起着破坏臭氧的催化作用。近几年来,科学家们纷纷提出保护臭氧层的问题,限制某些损害地球臭氧层的化学产品,并向南极上空输送臭氧,以弥补臭氧洞,完成“补天”大业,保护地球上的一切生物免遭祸害。

阴离子会使人感觉舒适吗

当你从人群鼎沸的商场里挤出来,走进有绿地、喷泉的公园,顿时会感到空气清新,舒畅愉快。这是空气里的“维生素”——各种阴离子的作用。科学研究证实,空气中的阴离子,可以促进人体的血液循环,调节神经系统,有降低血压,缓和神经衰弱、镇静、镇痛、止咳、止汗和利尿的功能。阴离子是一些带负电的粒子。它们随宇宙射线、雷电、暴风雨、巨浪、喷泉水和花而产生。本来,它们成千上万地来到人们身边,给人们增加“营养”,但是它们十分娇弱,一碰到尘埃和烟雾就立刻“夭折”。越是人群拥挤、烟尘弥漫的地方,它们越是容易死去,侥幸留下的也就寥寥无几了。人们还发现,在普通的房间里,每立方厘米空气中只有四五十个阴离子,而在公园里要比房间里多10倍;在郊区野外,可能多20倍;到海滨、山谷、瀑布附近,阴离子可多达每立方厘米2万个以上。秀丽山川最适宜于疗养憩息,就是这个原因。空气清新是阴离子生存的条件,所以人们千方百计使城市绿化,并在公园里建造假山、喷泉。科学家还利用阴离子发生器来源源不断地制造阴离子。这样,使待在家里的人,也可享受阴离子带给人们的“营养”。

外激素是昆虫的“步话机”吗

当一个蚂蚁找到食物以后,能唤来许多蚂蚁共同搬运,好像带有“步话机”似的。其实它们交换情报不是利用语言,而是用化合物分子作信息。这些化合物叫做外激素。昆虫有多种外激素,其中重要的是性外激素。雌虫在产卵前会释放性外激素,雄虫灵敏的触角接受到这种分子,就能从几里外的地方追踪来与它相会。尽管每个昆虫分泌的性外激素的量很少,科学家们还是从大量的昆虫体内提取到这些分泌物,经过分离、鉴定,了解了它们的组成和结构,通过人工合成就能得到这些物质。人工合成的昆虫性外激素同样能起引诱作用,上当的雄虫纷纷自投罗网。没有雄虫,雌虫产下的卵也不会孵化。这种灭虫的方法,称为生物灭虫法。它用药量少,无抗药性,效率高,对害虫的天敌没有危害,也不会污染环境。昆虫性外激素大多数是小分子的有机化合物,而且常常是几种化合物的混合物。同一种类的昆虫,在不同的季节释放的性外激素,有不同的组成与含量。如果不掌握性外激素的规律性,也不能诱骗昆虫。另外,每种昆虫都有自己专用的通信密码,这给研究和应用带来困难。所以,生物灭虫法在目前还不能完全代替农药灭虫。

煮熟的虾蟹为何会变红

虾和蟹煮熟后为什么会变红?这与化学有关。原来,这种煮熟了的虾蟹外壳中,有一种颜色鲜红的色素。如果把虾、蟹的红色外壳浸到一种叫做丙酮的化学药品中,这种色素会把丙酮染成美丽的橘红色,壳体也就褪色变浅了。后来有人从龙虾卵中把这种色素分离出来,名叫虾青素。含虾青素的动物不只是虾蟹,许多甲壳类动物也用虾青素来装扮自己。有些小甲壳动物,主要含有虾青素。这些色素,包括虾青素在内,都和胡萝卜素有类似的结构,它们大量而广泛地分布在自然界中。化学名称叫酮类胡萝卜素,它们是“虾兵蟹将”这类动物所含色素的主要成分。活着的甲壳类动物的体色,由于种类不同,环境的差异,而有所不同,但是不论活着的“虾兵蟹将”是什么体色,只要把它用甲醛浸泡或者加热,都同样会变成红色。这是因为生物体内的色素蛋白质,在受热的时候发生变性,原来同蛋白质结合在一起的色素“逃”了出来,才显露出红色。另外,死后的虾蟹,由于体内的蛋白质变性,色素逃离,也会使外壳变成红色。

釉彩也会使人中毒吗

1970年,加拿大有一个幼儿,每天吃装在彩釉瓷壶里的苹果汁,不到两个月生病死了。经过医生查明,幼儿是因铅中毒而死的。铅是从哪里来的呢?最后查到盛装苹果汁的彩釉瓷壶。由于苹果汁是酸性的,酸把彩釉里的铅溶解了出来,造成幼儿铅中毒死了。

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