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A. 当感受器接受刺激后效应器若产生反应,则①释放的递质使③兴奋
B. 刺激感受器,但大脑皮层发出指令使效应器不反应,则②使③抑制
C. 若用药物阻断②与③之间的联系,刺激感受器后,效应器不产生兴奋
D. 突触后膜上有分解递质的酶,便于使突触后膜及时接受新递质的作用
2. 下列关于人体内环境的描述中,错误的是( )
A. 血浆的主要成分包括水、葡萄糖、血红蛋白和激素等
B. 免疫对内环境稳态具有重要作用
C. HCO3-、HPO42-等参与维持血浆pH相对稳定
D. 淋巴细胞生活的液体环境是淋巴、血浆等
3. 为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质,用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验时,对照实验的设计思路是( )
A. 完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下
B. 胚芽鞘尖端和未放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
C. 未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
D. 胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
4. 如下为人体内血糖平衡调节的部分过程,下列相关叙述不正确的是( )
刺激下丘脑某内分泌泉激素甲血糖浓度降低
A. 激素甲是人体内惟一可以降低血糖浓度的激素
B. 下丘脑还可产生某种促激素释放激素直接促进激素甲的分泌
C. 该调节过程包含了神经调节和体液调节两种方式
D. 缺乏激素甲的病人体内蛋白质供能的比例会增加
5. 下图表示人体某一免疫过程,与此有关的叙述错误的是( )
A. 图中表示的是细胞免疫过程,且细胞a是吞噬细胞
B. 同种抗原再次进入,细胞b能大量分化成细胞c
C. 图中d为抗体,且分布在血液或内环境中起作用
D. 若HIV侵入人体后,主要攻击的细胞是T淋巴细胞
A. 兴奋可以在A、B神经元之间和B、C神经元之间传导
B. C细胞膜上的特异性受体只能接受B细胞产生的递质
D. 若ab=bd,则兴奋在ab段和bd段的传导速度相等
7. 下图为神经细胞的一部分膜结构,下列叙述错误的是( )
A. 若此图为突触后膜局部结构,则神经递质可被①识别
B. 静息电位的形成与膜上的②、⑤等载体有关,A面为正电位,B面为负电位
C. 若此图为突触后膜局部结构,则兴奋经过此处时的信号转换是:电信号化学信号电信号
D. 若此图是突触后膜局部结构,则动作电位产生时,Na+可通过结构②由A侧进入B侧
8. 某些寄生虫能靠不同方法在具有免疫力的人体内生存,称为免疫脱逃作用,如非洲睡眠病原虫。病人感染该寄生虫并出现病症时,血液中的虫数会按着一周左右的周期而波动,每一次波动中,新的虫体都具有新的表面抗原,虽然宿主会再对新的表面抗原产生另一拨新的抗体来对抗,但在歼灭虫体之前,寄生虫表面的抗原又改变了,因此使用传统方法制备疫苗来预防感染的做法都失败了。请根据上文判断下列说法错误的是( )
A. 寄生虫表面抗原的化学本质是糖蛋白
B. 由于病人体内新抗体产生的速度总是慢于虫体表面抗原的改变的速度,因此虫体可以有效脱逃抗体的消灭
C. 人在患一次流感治愈后,今后还有可能再患流感
D. 用传统方法制备疫苗来预防感染的做法都失败的原因是体内产生的抗体浓度不够
9. 图甲表示剥离出脊蛙的脊髓一侧的一对脊神经根,图乙表示对应曲腿反射弧的三个相连的神经元。电刺激脊蛙的后肢皮肤,脊蛙后肢出现曲腿反射。请阅读表中实验与对应的结果或分析,作出正误判断实验目的、操作、结果分析表上述①~⑤五项结果或分析中,其正确的是( )
10. 调节是生物体维持自身正常生命活动的重要功能,以下表述正确的是( )
A. 含有神经递质的突触小泡进入突触间隙作用于突触后膜会引起后膜发生电位变化
B. 由于敏感性不同,促进芽生长的生长素浓度一定会抑制根的生长
C. 垂体既能分泌激素,又与下丘脑相联系,所以是内分泌活动的枢纽
D. 植物生长素从植物形态学上端向形态学下端的极性运输需要能量
11. 科学家发现,在脑内有一类突触只有突触结构而没有传递兴奋的功能,被称为“沉默突触”。你认为下列最可能导致这类突触“沉默”的是( )
①突触小体中没有细胞核 ②突触后膜缺乏相应的受体 ③突触前膜不能释放相应的神经递质 ④突触前膜缺乏相应的受体
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ①④
12. 图1是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧,一段时间后,测定胚芽鞘弯曲的情况(弯曲角度用α表示);图2是生长素浓度对胚芽鞘生长的作用示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 琼脂块中生长素浓度为b点时,α具有最大值
B. 只用图1实验即可证明生长素有促进生长的作用
C. 琼脂块中生长素浓度为d时,胚芽鞘向左侧弯曲
D. 琼脂块中生长素浓度不同,但可能形成相同的α
13.“环境激素”是指在人类生产和生活过程中产生的释放到环境中并持久存在的天然植物激素和人工合成的化学污染物,被称为“21世纪的公害”。如杀虫剂、塑料增塑剂、除草剂、洗涤剂等。在动物体内富集引起神经系统失调、内分泌紊乱等症状。下列有关叙述中不正确的是( )
A.“环境激素”可能通过干扰激素的降解导致激素含量过多
B.“环境激素”只能通过干扰动物体内的激素调节机制影响健康
C.“环境激素”可能通过干扰激素调节导致激素分泌不足
D. 污染的河流中出现雄性化雌鱼,标明环境中存在类雄性激素“环境激素”
14. 下列关于植物激素调节的叙述,正确的是( )
①植物激素的效应通过其直接参与的代谢过程体现,植物激素的合成不受环境因子的影响
②扦插带芽枝条易成活是因为芽能产生生长素
③温特实验证明了造成胚芽鞘弯曲的刺激是生长素,生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输
④苹果果实的自然生长与生长素有关,而且也与乙烯有关
⑤矮壮素处理可以抑制植株增高,培育出矮化的水仙,与矮壮素的作用相反的植物激素是赤霉素
⑥燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关
⑦顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制
A. ①②③⑦ B. ②③⑤⑥
C. ④⑤⑥⑦ D. ②④⑤⑥
15. 为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质,用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验时,对照实验的设计思路是( )
A. 完整胚芽鞘分别置于单侧光照和黑暗条件下
B. 胚芽鞘尖端和末端放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
C. 未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
D. 胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
16. 取生长正常的成年雄鼠甲,对其体内甲状腺激素和促甲状腺激素进行不间断检测,每隔3d对甲鼠的甲状腺做一次等量切除,其甲状腺激素和促甲状腺激素水平如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 图中a代表甲状腺激素,b代表促甲状腺激素
B. 实验表明,在正常情况下促甲状腺激素的含量与甲状腺的体积成负相关
C. 该实验启示我们,“大脖子病”患者可通过手术切除部分甲状腺使其甲状腺激素含量恢复正常
D. 图中下丘脑分泌的a激素通过垂体作用于甲状腺抑制b激素的分泌
17. 一个神经元接受许多不同种类和不同性质神经元的影响,并对所接受的信息进行加工,使相同的信息加在一起,相反的信息互相抵消,然后决定是兴奋还是抑制。帕金森患者手脚会出现不自主震颤或肌肉僵直,其中一个原因就是相关递质的释放出现异常,如下图所示,下列说法不正确的是( )
A. 帕金森病的原因是多巴胺释放减少和胆碱释放增多所导致
B. 多巴胺和胆碱均属于神经递质,多巴胺能在一定程度上抑制胆碱的兴奋作用
C. 帕金森患者出现肌肉僵直是因为多巴胺的抑制作用减弱而胆碱的兴奋作用增强打破了原有的平衡
D. 治疗帕金森病药物的作用机理应该是一方面促进胆碱的释放,另一方面抑制多巴胺的释放
18. 下列有关人体免疫的叙述正确的是( )
①红细胞中溶菌酶的杀菌作用属于人体的第一道防线
②抗原都是外来异物
③人体分泌的乳汁中含有某些抗体
④吞噬细胞可参与特异性免疫
⑤过敏反应一般不会破坏组织细胞
⑥HIV主要攻击人体的T细胞,引起自身免疫病
⑦对移植器官的排斥是通过细胞免疫进行的
A. ①④⑤⑥ B. ①②③⑥
C. ③④⑤⑦ D. ②⑨⑥⑦
19. 人体所有活细胞的细胞膜都能( )
A. 在神经递质的作用下产生兴奋
B. 依靠主动运输转运无机盐
C. 参与分泌蛋白的转运过程
D. 识别侵入体内的抗原物质
20. 下图是运动神经元的突触前抑制机理示意图,下列有关叙述不正确的是( )
A. 完成神经调节活动的结构基础是反射弧
B. 刺激轴突1后,神经元3膜电位变化的情况是外正内负变为外负内正
C. 在③中给予某种药物后,再刺激轴突1,发现神经冲动的传递被阻断,但检测到③中神经递质的量与给予药物之前相同,这是由于该药物抑制了④的功能
D. 图乙是运动神经元3受到刺激产生兴奋时的膜内电位变化图。A情况显示单独刺激轴突1时,测得神经元3膜内电位差值约是10mV。与A情况比较,B种情况下,轴突1释放神经递质的量减少,导致Na+内流量相对增加,使神经元3兴奋性加强
21. 下图是人体某局部组织的模式图,图中箭头表示物质的交换方向,A、B、C表示结构,a、b、c、d表示液体。据图分析回答:
(1)图中a~d中,不属于内环境的成分的是 。O2浓度最低的是 。d的渗透压大小主要与 等的含量有关。
(2)在正常情况下,组成A结构的细胞具体的内环境是 和 ;组成B结构的细胞具体的内环境是 和 。抗体主要分布在图a~d中的 。
(3)某人喝入大量的食醋后是否会引起内环境中pH明显下降? ,原因是图中[ ] 内存在着 物质。若某人长期营养不良,血浆中蛋白质含量降低,会引起图中[ ] 增多,其结果是将会引起组织 。
22. 为研究促甲状腺激素(TSH)分泌的影响因素,研究者从刚宰杀的大白鼠体内分离新鲜的下丘脑和脑垂体。然后把这些结构单独或一起培养于含有或不含有甲状腺激素的培养基中,培养后测定培养基内TSH的浓度,结果如下图:
(1)在上述实验中设置A瓶,可证明 。
(2)将A瓶分别与其余的装置比较,可以得出哪些结论? 。
(3)现在研究者想进一步研究在活体实验条件下,甲状腺激素含量对TSH分泌的影响,请从下列所给实验材料及器具中选出所需的并设计实验。
供选实验材料及器具:大白鼠若干只、甲状腺激素、生理盐水、普通饲料、注射器
实验步骤:
23. 有许多实验研究生长素(1AA)对植物生长的影响模式,下面是以玉米胚芽鞘为材料的两个实验:
实验一:将切下的胚芽鞘尖端放置于琼脂块上(如图1),移去尖端后,将琼脂切成大小相等的若干个方块,将方块不对称地放在除去尖端的胚芽鞘上,实验保持在完全黑暗处进行12 h,每个胚芽鞘弯曲的角度以图2所示的方法测量,并计算平均值。每次放人琼脂块中的胚芽鞘尖端大小相等但数量不等,这样重复上述过程,结果如图3所示。
实验二:用含有不同浓度(已知)IAA的琼脂块代替放置过胚芽鞘尖端的琼脂块进一步实验,结果如图4所示。
(1)绘图表示。如何将琼脂块放置于胚芽鞘上,才能得到图2的结果?
(2)实验是否一定要在完全黑暗处进行?为什么?
(3)解释实验二中IAA从0μmol・L-1到1.8μmol・L-1的结果。
【关键词】化学;食品;生活;医学
化学是一门实用性、创造性的学科,而轻松愉快的学习环境对我们知识的掌握特别重要,而通过将化学和生活结合起来,使二者相得益彰,不但会加深我们对所学知识的理解,还可以开发我们的创造能力,减轻我们的学习疲劳。
1食品中的化学
1.1面食中的食碱和明矾
不知道大家有没有听早点铺师傅说过“一碱二矾三盐”,它其实指的就是,每七斤面配上一两食碱、二两明矾和三两盐,便做成炸油条的生面。这三种化学角色各有各的作用:盐使面有咸味并变得柔韧,而明矾是硫酸铝钾,具有酸性,在滚烫的油锅里,它和食碱会产生化学反应,生成大量二氧化碳气泡,气泡受热急剧膨胀后,便会使油条迅速胀大。同时一两食碱和二两明矾,可以生成约14升二氧化碳气体,加之沸油二百多度的高温,因此又会使它的体积膨胀一倍多,由此新炸的油条才会疏松多孔。
1.2调味料中的醋(酸)
醋的化学名字叫乙酸,分子式为CH3COOH,它是酒精饮料暴露于空气后的自然产物,其可使PH降低至低于微生物最适生长所需的PH,因此它也是很好的抗微生物剂,在生活也得到了广泛应用,如:(1)在烹调蔬菜时,放点醋不但味道鲜美,而且有保护蔬菜中维生素C的作用(因维生素C在酸性环境中不易被破坏);(2)在煮排骨、鸡、鱼时,如果加一点醋,可以使骨中的钙质和磷质被大量溶解在汤中,从而大大提高了人体对钙、磷的吸收率;(3)患有低酸性胃病(胃酸分泌过少,如萎缩性胃炎)的人,如果经常用少量的醋作调味品,既可增进食欲,又可使疾病得到治疗;(4)在鱼类不新鲜的情况下,加醋烹饪不仅可以解除腥味,而且可以杀灭细菌;(5)醋可以作为预防痢疾的良药。痢疾病菌一遇上醋就一命呜呼,所以在夏季痢疾流行的季节,多吃点醋,可以增加肠胃内杀灭痢疾病菌的作用;(6)醋还可以预防流行性感冒。即将室内门窗关严,将醋倒在锅里慢火煮沸至干,便可以起到消灭病菌的作用;(7)擦皮鞋时,滴上一滴醋,能使皮鞋光亮持久。(8)铜、铝器用旧了,用醋涂擦后清洗,就能恢复光泽。(9)杀鸡鸭前20分钟,给鸡鸭灌一些醋,拔毛就容易了;(10)用醋浸泡暖水瓶中的水垢,可以达到除垢的目的。
2生活中的化学
2.1含氟的牙膏
小时候,父母就经常告诫我们在吃东西后,要记得刷牙。通过学习后,我们就知道不漱口或晚睡前不刷牙,会在牙齿缝中遗留不少残渣,特别是糖类物质,这些残流物质会被口腔中的细菌分解产生乳酸,而乳酸会使牙齿中的硬组织、牙釉质、牙本质中的无机物脱钙,并使有机物分解,使牙齿表面的怯琅质失去了保护能力,从而造成牙齿易受酸性物质侵蚀,加之牙齿本质本身没有什么自行修复能力,因此久而久之就会形成龋洞。现今,很多家庭都会使用防龋型牙膏,来防止牙齿疾病。其中,牙膏的氟离子具有抗酸、抗酶作用,能抑制糖发酵和乳酸菌孳生,减少乳酸的生成,同时在刷牙过程中,氟离子还能与牙釉质浅层的钙质结合,生成难溶的氟化钙,其对乳酸杆菌有很强的抑制能力,因此对龋齿有一定的预防和治疗效果。
2.2新房的有害气体
我们住的房子中水泥、石灰、窗户、钢筋、玻璃等都是化学制品,新房用的熟石灰在固化过程中会跟空气的二氧化碳作用生成水,所以新房一般会比较潮湿,要等过一两个月后居住才最为合适。另外新装修的房间,因为化学涂料和油漆等会发出一些有害气体,而这时装修人员会告诉我们应在房间放一些活性炭来吸附甲苯、乙醇、汽油、丙乙烯、氧乙烯、二甲苯等有害物质,而这是应为活性木炭对有机气体吸附能力比普通活性炭高5倍至以上,且吸附速率快,具有发达的比表面积。此外,再购买装饰材料的时候,装修人员会建议我们选择天然材料,厨房和卫生间内不适用含有甲醇的板材,同时室内的甲醇含度每平米不得超过0.08mg。
2.3烟花爆竹
每年的春节许多人都喜爱燃放烟花爆竹,我国用燃放烟花爆竹来庆贺新年的习俗应经延续了一千多年,这种习俗虽然增添了不少节日气氛,但却带来了不少危害。烟花的燃料主要是火药,火药的主要成分为碳粉、火硝、硫磺等,按照一定比例还会增添金属粉末和硝酸锶等一些硝酸盐共同合成。燃放时,分设的火焰会产生大量的二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、一氧化氮等有害气体及金属粉末,而这些有害气体和金属粉末会造成空气污染,其中的二氧化氮和二氧化硫还具有极强的腐蚀性和刺激性,对人体的呼吸道会造成影响,使人咳嗽引发气管等疾病。
3医学中的化学
碘化钾、碘化钠、碘酸盐等含碘化合物,在实验室中是重要的试剂,在食品和医疗上,它们又是重要的养分和药剂,对于维护人体健康起着重要的作用。碘是人体内的一种必需微量元素,是甲状腺激素的重要组成成分,正常人体内共含碘15~20mg,其中70%~80%浓集在甲状腺内。同时人体内的碘是以化合物的形式存在的,其主要生理作用为通过形成甲状腺激素而发生,因此,甲状腺素所具有的生理作用和重要机能,均与碘有直接关系。人体缺乏碘可导致一系列生化紊乱及生理功能异常,如引起地方性甲状腺肿,导致婴、幼儿生长发育停滞、智力低下等。像一些地方的人容易得地方性甲状腺肿大(俗名大脖子病),这种病是主要因为在饮用水中缺少碘这种元素,所以目前的商店中,我们会发现都为含碘化钾的碘盐,而经常食用这种盐,就可防止这种病。此外,“死海不死”的特例在我以前看砗苌衿妫但在现在的学习之后,才知道是氯化钠创造了它,而且氯化钠在防腐领域也有良好的表现,相信大家对“咸鱼”一定不陌生,可为什么鱼加上点盐就可长期放置,而不腐蚀、变质呢?其中的关键就是食盐。
4总结
化学是生命存在的支柱,也是社会存在和发展的支柱和动力。经过把学到的知识应用到实际生活中,再从实际返回到教材上,多次返回后,可使我们对知识掌握得更牢固、准确、灵活,并具有一定的解决问题的能力,从而为今后的化学学习打下基础,提高自己的化学成绩。
参考文献:
[1]唐丹.化学学习“生活化”[J].现代交际,2011(04)
关键词 诺贝尔生理学或医学奖 诺贝尔化学奖 生物化学 发展史 化学生物学
生物化学是研究生命现象的化学本质的科学。20世纪以来发展尤为迅速,展现出一幅美好的前景,越来越多地吸引着来自生物、化学及物理领域的科学研究者们的注意力,成为一门十分活跃的、人们感兴趣的、有发展前途的交叉学科。
从1901年第一届诺贝尔奖颁发至今,有许多诺贝尔生理学或医学奖和诺贝尔化学奖得主都是在生物化学领域有突出贡献的科学家。尤其是20世纪50年代以后,生物领域的所有获奖成果中,有一半以上与生物化学有关。在诺贝尔化学奖中,也有近三分之一的获奖成果属于生物化学领域。事实足以说明生物化学在生命科学中的重要地位和作用,从总体上来看,生物化学的发展大致可分为4个阶段(见表1)。
1 生物化学的萌芽
早在史前,人们就已经在生产、生活和医疗等方面积累了许多与生物化学有关的实践经验。我们的祖先在公元前22世纪就用谷物酿酒;公元前12世纪就会制酱、制饴;公元前4至3世纪的柏拉图和亚里士多德对生理学、化学等都非常重视;人们用酸碱中和一类的化学反应解释人体的机能;晋朝的葛洪已经用海藻治疗瘿病(甲状腺肿胀)。公元6世纪,北魏贾思勰记载了在制曲中利用曲的滤液进行酿造,表明对酶的作用已有初步认识;公元7世纪,孙思邈就用车前子、杏仁等中草药治疗脚气病、用猪肝治疗夜盲症;公元11世纪,北宋沈括有“秋石阴练法”的记载,是一种人尿中提取性激素的古老的生物化学方法;公元16-17世纪的海尔蒙特深信酵素参与维持生命的反应过程,认为酵素是一种潜在的形成能力,它能够使种子和生命得以产生。人们对生物化学的认识,仅仅局限于生产和医学实践中的观察和应用,尚未对该领域进行深入的、本质的研究分析,仅是化学家或医疗化学家以化学的观点解释生命现象,这一时期成为生物化学早期的知识积累阶段。
直到18世纪中叶,法国拉瓦锡首次证实了动物身体的发热是由于体内物质氧化所致,阐明了机体呼吸的化学本质,这是生命科学史上的一个重大发现,也是生物化学发展的一个里程碑。2 生物化学的初期:生理化学阶段
18世纪后期到19世纪,生物学已发展为独立的学科,化学也已经形成比较完整的体系。在这期间,一些有创意的科学工作者把生理问题与化学结合起来,用化学的基本原理解释生理现象,尤其注重从化学观点研究植物生理、动物和人体的生理现象,为生物化学的形成做了准备,也使生物化学得以形成成为可能和必然。
19世纪,科学研究者对生命现象开展了比较广泛的研究,对生命的化学本质的认识有了许多重大进展,为生物化学的形成奠定了基础。如1810年盖·吕萨克推导出了酒精发酵的反应式:淀粉一麦芽糖一葡萄糖一酒精。李比希于1842年出版了《生物化学》,他用化学理论阐述了动物生理和人体生理的问题。科学家们先后发现了一些生物体中的重要化学物质。19世纪50年代巴斯德证明了酒精发酵是微生物引起的,排除了发酵自生论。19世纪60年代,德国生理化学家候普·赛勒得到了蛋白质的结晶——血红蛋白,1877年第一次提出了“生物化学”一词,将其定义为所有与生物分子有关的一切内容。1894年,费歇尔首先提出酶的专一性及酶作用的“锁一钥”学说。由于费歇尔是使生物化学成为独立学科的最有功劳的人物,因此,费歇尔被人们誉之为“生物化学之父”。这个阶段的生物化学,实际是用化学的观点研究生物的生理问题,取得了不少成果,如对酶的了解、蛋白质和糖元的发现、胃酸的发现、人体与氧气的关系、维生素的发现、对腺体的初步认识、从激素到胰岛素的发现以及抗生素的发现,等等。
这一时期无论是生物学家还是化学家都还没有从化学的本质上给予生物化学系统的解释,仅仅是对生物体中的一些重要化学物质及其作用有了一定的认识和研究,仅仅属于生理化学阶段,为19世纪末期形成生物化学这门独立的学科奠定了坚实的基础。3 生物化学的诞生
生物化学是一门交叉学科,它运用化学的理论与方法研究生物的化学组成和生命活动中的化学变化。对于生物化学的诞生,主要有2种不同的观点:
大多数学者认为生物化学是19世纪末期诞生的新学科之一。1897年德国科学家布赫纳(1860—1917)证明发酵是由酶的作用引起的催化过程,不需要酵母菌的存在,因此诞生了一个新领域——生物化学。他也因生物化学研究和发现无细胞发酵于1907年获得诺贝尔化学奖。
另一种观点认为,1828年维勒用人工方法以无机化合物氰氨酸合成有机化合物尿素,揭示了生物体的反应同样是遵循物理和化学的规律,标志着生物化学这门交叉学科的诞生。
虽然生物化学的诞生并不是一朝一夕或者某个时刻计然之术,但若非要给生物化学的诞生确定一个具体的时间的话,对于这2种不同的观点,倾向于第一种观点的较多,即生物化学作为一门独立的学科是在19世纪末期,虽然第二种观点也提出形成的具体时间和标志,大部分研究都表明生物化学作为一门独立的学科是在19世纪末期。4 生物化学的发展4.1 生物化学的初级发展时期
化学的发展以及化学研究方法的多样化、综合化对于确定生物体的化学成分、性质和结构的认识与合成具有推动作用。在生物化学的建立和发展过程中,对蛋白质和核酸的研究成果成为生物化学不断取得进展的重要标志。此外,在营养学、内分泌学、酶学方面的研究成绩也取得非常重要的进展,对生物化学的全面发展和研究揭开了新的思路,又奠定了坚实的基础,见表2。
4.2 分子生物学:生物化学蓬勃发展时期
“肾藏精,精舍志”(《灵枢・本神》)是中医藏象学说中有待深入研究的命题之一。长期以来中医学肾藏象与西医学肾脏器的关系,一个比较公认的观点是,中医学肾藏象以气化论生理,西医学肾脏器以解剖论生理。中医学肾藏象的生理功能,可能包含于现代解剖生理学中几个系统的生理功能;而现代解剖生理学中一个肾脏器的生理功能,亦可能分散于藏象学说的某几个脏腑的生理功能之中。中医学认为肾精是肾藏象生理功能的物质基础,其构成是以禀受于父母的先天之精为主,加上后天获得的水谷之精,两者相合而成。《灵枢・经脉》云:“人始生,先成精,精成而脑髓生。”《灵枢・本神》日:“故生之来谓之精,两精相搏谓之神。”《灵枢・决气》也云:“常先身生,是谓精。”即是指与生俱来的先天之精,它需赖后天水谷之精的不断培育和充养,才能日渐充盈,充分发挥其生理效应;后天之精藏于脏腑之中,又赖先天之精的滋养,并受先天之精所化之元气的促进和激发,才能不断化生。可见,肾中所藏之精,在先天生后天、后天养先天的相互作用中,以维持肾精充足及其功能的正常发挥。肾因其藏有先天之精而有滋养全身各脏腑之精的作用,为一身脏腑之精的根源。
《素问・调经论》谓:“肾藏志”。肾藏志是指人的一部分精神情志活动和肾的功能有密切关系。精神情志活动虽由心所主,但分属五脏。据对《黄帝内经》字词进行通检的结果显示,“志”在中医学理论中的含义,总属人体意识思维活动范畴,有如下含义:一指意识、神志;二指意念;三指情志、心情;四指意志、志向;五指识记。其具体内涵则有广义和狭义之分。广义之“志”通狭义之“神”,泛指人体各种精神活动,也指人体所有心理活动。狭义之“志”,主要指意志、记忆、部分情志活动等。如《灵枢・本神》所言:“心有所忆谓之意,意之所存谓之志。”“肾藏志”,王冰注《素问・宣明五气篇》云:“专意不移者也。”《素问・宝命全形论》日;“慎守勿失,深浅在志。”杨上善注云:“志,记也”。《内经》理论虽未明言,“肾藏志”所属为广义,抑或是狭义,但其所论“肾藏志”,均与“肝藏魂”、“肺藏魄”等并列,从这一角度分析,则“肾藏志”属五神之一,乃狭义之志。即“肾藏志”仅是人类心理活动过程的一个类别或环节,意在强调人的一部分精神情志活动和肾的功能有密切关系。肾藏精,精为神之宅,“志”藏于肾精中,且受它的涵养。即肾藏精,精舍志。精生脑髓,精足则脑髓充而神旺,肾的精气充盛,则志得涵养,故意志坚强。《素问・灵兰秘典论》有“肾者,作强之官,伎巧出焉”之说,“作强”是指精神健旺、精力充沛之意;“伎巧”即精巧多能之意。如果肾精充盛,则表现为意志坚定,情绪稳定,有毅力,对外界事物有较强的分析、识别和判断能力,对外界事物的处理就表现出足智多谋,反应灵敏,活动敏捷有力。若肾精不足,则表现出意志消沉,情感淡漠,对外界事物分析、识别能力下降,处事优柔寡断,精神萎靡不振,神情呆滞,行动迟钝。精神活动的变化也会影响肾精,如大怒会耗伤肾精,肾精受伤,志失所养,则出现健忘等精神活动失于正常的现象。如《灵枢・本神》所云:“肾盛怒而不止则伤志,志伤则喜忘其前言”。故老人及体弱者,肾精多亏,易发生健忘的现象,临床治疗采用填精补髓是其重要法则之一。“肾在志为恐”,Mahl(1950)认为,恐惧经常地阻止着机体的行为表现,从而引起疾病。例如,儿童因与成人分离而产生的恐惧和哭喊会导致气喘病。“恐伤肾”,而使“肾不纳气”所致。
自20世纪50年代以来,国内医学界运用现代医学科技方法对中医学肾本质进行了研究,取得令人瞩目的研究成果。结果显示:中医学肾藏象与现代医学所论述的内分泌系统、免疫系统、生殖系统、遗传系统等都密切相关。笔者认为肾藏象中的“肾藏精,精舍志”理论,与内分泌系统中的肾上腺皮质及髓质激素,在情志方面的作用有相通之处。兹分述如下。
1 内分泌学的佐证
肾上腺皮质主要产生糖皮质激素、盐皮质激素、性激素。糖皮质激素为维持生命所必须,其作用遍及体内所有细胞、组织及器官,不仅参与糖、蛋白质、脂肪和水、电解质等物质代谢的调节,而且对体内多种组织器官的功能有重要影响。糖皮质激素影响多种中枢神经系统功能,包含情绪、行为和精神活动等。糖皮质激素不足时,可引起情绪和行为改变,有烦躁不安、忧虑、注意力不集中等精神变化,以及嗅觉、味觉、听觉过敏,多以抑郁、情感淡漠、昏睡为主。糖皮质激素过多时,常发生睡眠障碍,脑电图的基本节律加快,睡眠的快速动眼期缩短,甚至消失。并有精神异常和行为异常,最早常为欣快、多语、失眠,后多表现为抑郁,严重者发生明显的中毒性精神病,如精神分裂症、自杀企图,只有少数表现为躁狂和焦虑。库欣综合征,又称皮质醇增多症,或柯兴综合征,是由于肾上腺皮质长期分泌过量的皮质醇引起的症候群。长期应用外源性糖皮质激素或饮用酒精饮料,也可引起类似柯兴综合征临床表现。多数病人有精神症状,但一般较轻,表现为欣、失眠、注意力不集中、情绪不稳定。少数病人会出现类似躁狂、忧郁或精神分裂症样的表现。
2 生理心理学的发现
2.1 情绪活动的生物化学调节:人体内的生物化学物质对情绪活动具有调节作用,其中去甲肾上腺素、多巴胺与情绪变化有密切关系。它们和肾上腺素等都是含有儿茶酚结构的胺类化合物,因此称为儿茶酚胺。体内的儿茶酚胺主要由肾上腺髓质的嗜铬细胞、交感神经节后神经元和脑内的肾上腺素能神经元合成。这是三个相对独立的系统。此外,肾上腺皮质激素及其他激素或递质在情绪变化中也有重要作用。去甲肾上腺素能够影响焦虑。在下丘脑内许多神经递质汇聚在一起,其中对情绪、情感调节发生重要作用的递质就是去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺和乙酰胆碱。去甲肾上腺素在脑内的分布所形成特定的化学通路与5-羟色胺通路平行地分布,相互制约地调节着情绪活动。在外周神经系统中,全部支配横纹肌的传出神经末梢都是由乙酰胆碱作为神经递质而传递情感表达的信息;副交感神经也是由乙酰胆碱作为递质而引起情感活动的变化。交感神经由去甲肾上腺素作为神经递质在交感神经节的节后纤维传递情绪变化的神经信息,其交感神经节前纤维则由乙酰胆碱传递信息至神经节。所以,去甲肾上腺素与乙酰胆碱,无论在中枢神经信息传递或外周神经信息传递中都发挥重要作用。更值得注意的是去甲肾上腺素不但可由神经元合成,也能由肾上腺髓质细胞合成。肾上腺髓质的内分泌细胞受交感神经调节,可以生成与释放两种激素,即肾上腺素和去甲肾上腺素。当情绪改变较大时,无论是中枢、外周或肾上腺髓质都会释放较多的去甲肾上腺素作为神经递质和激素,对情绪变化发挥调节作用。一般情况下,情绪变化的强度不大时,首先是肾上腺髓质分泌较多的肾上腺素;只有当情绪改变的幅度较大时,血液中的去甲肾上腺素含量才显著升高。Cannon提出的“应急学说”认为:当机体遇到特殊紧急情况时,包括焦虑、疼痛及生理功能异常,交感神经一肾上腺素系统将被调动起来,通过促进合成与分泌去甲肾上腺素和肾上腺素作用于中枢神经,提高其兴奋性,使机体处于警觉状态,反应灵敏性提高;同时使某些生理功能发生相应变化,如呼吸、心率加快,心输出量增加,血液重新分配,以利于机体同环境作斗争或暂时度过危险时刻。
2.2 儿茶酚胺类递质与记忆:大量的实验资料表明,在情绪兴奋状态下释放的肾上腺素对事件的记忆贮存有增强作用。肾上腺素能够增强、巩固人的记忆。去甲肾上腺素也能够调节记忆。研究表明,在年轻猴的前额皮层直接微量注射去甲肾上腺素a2(NE-a2)受体拮抗剂育亨宾(yohimbine),能够使猴的短时工作记忆受到明显的损害。用微电泳分别将NE-a2受体激动剂可乐定(clonidine)和yohimbine施加于前额皮层,前者能够增强短时工作记忆相关神经元的电活动,而后者则抑制相关神经元的电活动。
关键词:现代生物技术、蛋白质、糖类、脂肪、维生素、健康
1、现代生物技术中蛋白质与健康
(1)蛋白质的定义及概述。蛋白质是一种复杂的有机化合物,旧称“朊”。组成蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合形成肽链。蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子,每一条多肽链二十~数百个氨基酸残基不等;各种氨基酸残基按一定的顺序排列,蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,折叠或螺旋构成一定的空间结构,从而发挥某一特定功能。产生蛋白质的细胞器是核糖体。
(2)蛋白质的生理功能。1、构成蛋白质的身体。2、修补人体组织。3、维持肌体正常的新陈代谢和各种物质在体内的输送。4、白蛋白:维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。
5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白:有白蛋白、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。7、构成人体必需的各种酶。8、激素的主要原料。9、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。10、胶原蛋白:占身体蛋白质的,生成结缔组织,构成身体骨骼。11、提供生命活动的能量。
(3)现代生物技术在蛋白质重点应用。保持健康所需要的蛋白质含量因人而异。普通健康男性或女性每公斤体重大约需要0.8克蛋白质。婴幼儿、青少年、怀孕期间的妇女、伤员和运动员通常每日可能需要摄入更多蛋白质。
蛋白质缺乏:成年人:肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血,严重者将产生水肿。未成年:成长发育停滞、贫血、智力发育差,视力差。
蛋白质过量:蛋白质在体内不能贮存,多了肌体无法吸收,过量摄入蛋白质,将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至死亡。
2、现代生物技术中糖类与健康
(1)糖的定义及概述。糖是一类化学本质为多羟酮及其衍生物的有机化合物。在人体内糖的主要形成是葡萄糖及糖原。葡萄糖是糖在血液中的运输形式,在肌体糖代谢中占据主要地位;糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等,是糖在体内的储存形式。葡萄糖和糖原都能在体内氧化提供能量。
(2)糖的生理功能。糖分是我们身体必不缺少的营养成分之一。人们摄入谷物、蔬菜等,经过消化系统转化为单糖(如葡萄糖等)进入血液,运送到全体细胞,作为能量的来源。人类的大脑和神经细胞必需要糖来维持生存,必要时人体将分泌激素,把人体的某些部分(如肌肉、皮肤甚至脏器)摧毁,将其中的蛋白质转化为糖,以维持生存。
3、现代生物技术脂质与健康
(1)脂质的定义及概述。脂质(lipids)是脂肪及类脂的总体,是一类不溶于水而易溶于有机溶液,并能为机体利用的有机化合物。脂肪是三脂肪酸甘油或称甘油三酯。脂肪的生理功能是储存能量及氧化供能。类脂包括固醇及其脂、磷脂及糖脂等,是细胞的膜结构重要部分。
(2)脂质的生理功能及影响。脂肪是人体重要的储能物质,当人们摄食过足时,人体会将多余的能力主要以脂肪形成储存下来。过去的日子中,在旧的封建思想的影响下,人们总以“肥头大耳”为富贵的象征,甚至到当今社会。但肥胖并不是富,更是一种负担。肥胖会带来许多疾病,威胁健康,甚至造成死亡。当人们身体肥胖,自然他们的血液中脂质的含量升高,随着血液的全身巡回,使他们和心力衰竭的正常体重者多1倍;冠心病多2-5倍;高血压多2-6倍;糖尿病多4倍;胆石病多4-6倍。
所以在平常生活中,合理的饮食显得异常重要。有人喜欢大鱼大肉,时常酒足饭饱之后修身养性,静如止水,像这种生活习惯,终有一天会猝死在饭桌之上。
(3)现代生物技术在脂质中应用。面对这些现象,生物学家采用现代溶脂技术除去多余脂肪。通过一种溶解药物,舒缓血管,溶解多余胆固醇。
4、现代生物技术中维生素与健康
(1)、维生素的定义和概述。维生素是近百年才被陆续发现的一组营养素,是维持人体正常功能的一类有机化合物。其共同特点:它们都不供应热量,也不是有机体的构造成分,但却是维持身体的正常生长和发育,繁殖等所必需的有机化合物,起着调节身体各种功能的作用,身体对它们的需要量很少,但供应不足时会出现各种代谢障碍和症状,称为维生素缺乏病。
(2)现代生物技术在维生素中的应用。针对现在人体内维生素缺乏现象,有关药剂师及营养师在食品及保健品中添加适量维生素。同时生物学家也在这方面进行了许多研究,通过生物制药技术,将大量维生素合成在一个小药片内,制造出补充维生素的药片,这在一定程度上补充了现在爱吃肉类而不爱吃蔬菜的都市人群体内的维生素,使人体内维生素含量保持在一个平稳水平上,使人们身体更加健康。
总结:
“身体是革命的本钱”健康的身体是我们一切生活的基础,但一个人要做到健康,是十分不易的,这与我们日常的饮食习惯和生活习惯都息息相关。更重要的是我们是否爱护自己的身体,是否决心要要做一个身体健康的人。
生物技术给人类的生活带来了无数变革。而“人类基因组计划”“克隆技术”都是当今最热门的生物技术项目。而我们生活中的大多数药物都是通过生物技术得到的。很难想象如果没有生物技术我们的生活究竟会怎样。我想一定非常糟糕,甚至我们的寿命将会变短,越来越多的问题都直接威胁着人们的生命。而如果没有生物技术对人体内蛋白质、维生素等重要物质的研究与应用,我们将会对自己一无所知,更提不上身体健康这些话,所以现代生物技术保护了我们自身的健康。现代生物技术不容忽视。而对现代生物技术的开发,我们责无旁贷。
参考文献:
[1] 《生物必修1》人民教育出版社
[2] 《生物化学》第六版,人民卫生出版社,主编:周爱儒,副主编:查锡良