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2021中小学教师招聘考试:科学素养 — 生物(三)
发表时间:2021-04-28 来源:山香教育官网 编辑:shizhenzhen
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(3)微量元素

1、什么是微量元素

微量元素指的是在人体中含量低于人体质0.01%~0.005%的元素包括铁、碘、锌、硒、氟、铜、钴、镉、汞、铅、铝、钨、钡、钛、铌、锆、铷、锗和稀土元素等。微量元素约有70种,其中必需微量元素是生物体不可缺少的元素,1973 年世界卫生组织公布了14种人体必需微量元素,包括铁、铜、锰、锌、 钴、钥、铬、镍、钒、氟、硒、碘、硅、锡等。如铁铜、锌、钴、铬、锰、硒等,以上诸元素在体内不能产生与合成,需由食物来提供。如果膳食调配不当、偏食或患某些疾病时,就容易造成缺乏。

实用营养学的观点出发,比较容易缺乏的元素是钙和铁,在特殊地理环境或其他特殊条件下也可能造成碘、锌、硒的缺乏。一些元素也可因摄人过量而发生中毒。

随着科学的进展,人们的认识不断扩大,微量元素的数目还会增加。微量元素在人体内含量虽极其微小,但具有强大的生物科学作用。

2、微量元素的生物化学功能

微量元素的生理生化功能非常广泛,可以作为生物大分子的组成成分或辅助成分,或用于激素、维生素的构成,对维持机体正常的生命活动具有重要意义。

酶系统中起催化作用

生物体内时时刻刻发生着成千上万的化学反应,这些反应需要酶的催化才能完成。酶是具有生物催化功能的生物大分子,具有一般催化剂的特性,但又区别于一般的化学催化剂,具有催化效率高、专性强、作用条件温和等特点。绝大部分的酶,其本质就是蛋白质。酶存在于所有细胞中,其数量和组成因细胞而异,但都具有很高的催化效率。每种酶仅能催化某一类型的反应,呈现底物特异性,这是由酶的构象所决定的。

酶的构象则最终取决于蛋白质的一级结构,即氨基酸序列。酶发挥催化作用时,首先需要与底物分子结合。酶蛋白结构中存在底物结合中心和催化部位,还可能存在调控部位。底物结合中心和催化部位统称为活性中心。作为激素、维生素的必需成分或辅助成分发挥作用。

激素是指内分泌腺和散在的内分泌细胞分泌的高效能生物活性物质,通过血液循环、旁分泌、自分泌和神经内分泌等方式作用于靶细胞发挥调节作用。激素分泌过多或过少,都可能影响机体的生长发育甚至引发疾病。有些微量元素本身是激素的组成成分,有些微量元素能与激素形成复合物,促进激素的合成,延长激素作用时间。比如,碘是甲状腺激素的组成部分,缺碘可能会引起地方性甲状腺肿,甚至引发呆小症。铬是糖耐量因子的组成部分,作为胰岛素的辅助成分发挥作用。缺铬可诱发糖尿病、动脉粥样硬化和冠心病等疾病。

微量元素还可作为维生素的必需成分发挥生理、生化作用。比如,钴是维生素B2的组成成分。

对免疫功能的影响

免疫功能的好坏决定着机体对各种病原微生物如病毒、细菌等的抵抗能力。微量元素过多过少均会引起免疫功能的下降,从而导致机体对疾病的抵抗能力下降。

铁、铜、锌、锰和硒等元素缺乏时,机体免疫器官会发生萎缩,体液免疫和细胞免疫能力降低。贫血患者免疫能力往往比较低,容易感冒、生病。肠病性肢端皮炎是一种以腹泻、皮炎和秃发为主要特征的缺锌性遗传疾病,患者经常反复发生严重的真菌细菌和病毒感染并伴发胸腺萎缩辅助T细胞减少和胸腺激素活性降低。

微量元素摄入过多也会影响免疫功能。有医生曾经为新生儿补铁,结果导致大肠杆菌感染,引发败血症。可见微量元素对机体免疫系统具有双重作用。

3、常见必需微量元素

铁在自然界的储量比较丰富,但从生物、医学的角度讲,铁属于微量元素。正常成年男子体内铁含量平均为50mg/kg,女性略少为35m/kg。

人体中微量元素中除硅以外,铁的含量最多,堪称“微量元素的老大”。

铁最重要的生物学功能是参与氧的运输和造血过程。缺铁是导致贫血最主要的原因之一,缺铁性贫血是目前世界上主要的营养缺乏症之一。

碘是人类发现的第二个必需微量元素,是甲状腺素的主要组成成分,具有重要的生理功能。缺乏碘可引起地方性甲状腺肿、克汀病等。

锌是人体必须的微量元素,与人体许多生理功能相关,比如参与体内多种酶的合成,影响及活性的发挥;促进性器官的发育;维持正常的味觉和食欲;促进细胞的正常分化和发育;影响维生素A的代谢及视觉;参与免疫功能等。缺锌可能会导致厌食症、口腔溃疡、夜盲症、原发性男性不育症等。

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