当前课程知识点：现代生物学导论 > 第二讲 生命的化学基础 > 2.5 营养以及身体健康 > 2.5 营养以及身体健康
那么在这一节中呢，我们谈一谈营养
我们前面讨论了很多和生命相关的分子和大分子
这些分子和大分子虽然大部分可以通过人体合成
但是基本上是从食物中获得的
那么，我们是怎样从食物中
获得能量和其他生命过程中必需的分子呢
在这里，我们给同学们简要描述一下过程
在第四章代谢中再具体讨论
以这种食物为例，那么当食物进入口中后，被逐步分解
分解后的食物从小肠绒毛壁上被转移到血液中
随着血液的循环被运送到全身各处
食物被分解成各种分子
这些分子通过一定方式被运送到细胞内部
然后在细胞内通过一系列化学反应产生能量
从食物中获取这些营养，应当是按照这个营养金字塔的形式
最下面是米饭，谷物类，面包等，那么摄入量应该是最多的
其次是水果和蔬菜，再往上则是肉类，蛋类，牛奶等
那么最上面，也是摄入量应该是最少的，就是甜点和脂肪
按照人体需求量和产生能量的多少
我们把食物中的营养分为两大类
大量营养素和微量营养素
大量营养素就是体内需求量大的营养成分
包括水、糖类、蛋白质和脂类
大多数动物在只有水
而没有其他营养的条件下可以存活几个星期
但在没有水的情况下支持不了几天
水在我们的身体中不仅负责运送营养、氧气和排泄废物
还帮助我们维持血压和所有的细胞活动
而且，水通过汗液蒸发的形式还可以帮助我们维持体温
如果体内水的含量过低，会出现失水现象
我们每天通过出汗和排泄，大约要流失3L的水
为了避免失水发生，每天必须要补充足够的水分
另外，我们每天从食物中摄取大量的糖
从营养的角度来讲
分为简单糖类，和复合糖类
简单糖类主要指葡萄糖，果糖，乳糖、蔗糖
在牛奶、蜂蜜、果汁和加工食品中比较常见
简单糖类被摄入后，很容易进入血液被身体消化吸收
那么复合糖类主要指多个单糖分子聚合
而成的具有多分叉的多糖结构
比如糖原和膳食纤维
这类糖主要存在于蔬菜、水果、面包和豆类中
复合糖类相比简单糖类难消化
膳食纤维中出了复合糖类外，还有木质素
这是人体无法分解的，会被排出体外
但膳食纤维有助于维持正常的胆固醇水平
富含蛋白质的食物有肉类、鸡蛋、坚果、豆类、海鲜、牛奶等
蛋白质的基本组成成分是氨基酸
我们人体可以合成大部分氨基酸
但是，必需氨基酸只能从食物中获得
必需氨基酸，指动物本身无法合成，只能由食物中摄取
图中例举了人体9种，在婴儿中是10种必需氨基酸
由于不同物种的合成能力不同
对于某一物种是必需氨基酸的
对另一物种则不一定是必需氨基酸
富含脂类的食物有肉类、牛奶、植物油、坚果等
我们在前面介绍了不饱和脂肪存在于植物油中
而饱和脂存在于动物油中
在食品生产过程中
为了减缓腐坏过程和延长在货架上的摆放时间
经常需要一个氢化过程
氢化指的是增加有机化合物中氢原子的数目
使不饱和的有机物变为相对饱和的有机物
比如将鱼油加氢制作硬化固体油，以便于贮藏和运输
我们先来说说不饱和脂
不饱和脂中存在双键
从前面的学习中我们知道一个碳连接4个原子
形成双键后，如图，这两个碳还能各自结合一个氢原子
当双键中的氢原子处于双键的同侧时，叫做顺式脂肪
当双键中的氢原子分别处于双键两侧时，叫做反式脂肪
一般自然状态下的植物油基本上是顺式脂肪
在氢化过程中，虽然可以增加脂肪的饱和度
但也会造成一些反式脂肪的出现
反式脂肪在很多加工食品中都有
比如罐头产品、油炸食品、烘培食品中
而且已经被证明对人体有害，引起心血管疾病等
微量营养素虽然对于人体需求量小，但非常重要的
它们进入人体后不会被转化成能量，也不会被身体分解
微量营养素主要包括维生素和矿物质
维生素是有机物质
大部分维生素都无法被人体合成，必需要从饮食中摄取
维生素主要起到辅酶的作用，即协助酶完成催化反应
比如维生素C帮助肠道吸收铁
维生素D帮助钙的吸收和骨骼生长
维生素按照其化学性质分为两类：水溶性和脂溶性
水溶性维生素一般制作成药片的形式
多余的维生素会被排出体外
脂溶性维生素一般制作成胶囊的形式
过量容易引起体内毒素积累过多
维生素D是唯一能被身体合成的维生素
如果维生素的量不够，则会影响体内一系列代谢反应
矿物质不含碳原子，但是对很多细胞功能起着重要作用
它们对于肌肉收缩，神经信号传导，骨骼形成等都很重要
比如说Ca,Cl,Mg,P,K,Na,S都属于矿物质
矿物质是溶于水的
而且，身体无法合成，必须要从饮食中获得
下面，我们再介绍几种常见的代谢疾病
首先是糖尿病。糖尿病是一种糖代谢疾病
主要是身体无法产生胰岛素或无法对胰岛素做出应答导致的
胰岛素是胰腺中的beta细胞分泌的
它的功能是给细胞指令使其吸收葡萄糖
然后通过代谢葡萄糖产生能量
糖尿病患者无法代谢葡萄糖
所以导致血液中葡萄糖水平较高
有两种糖尿病，I型糖尿病是患者无法产生胰岛素
II型糖尿病患者主要是对胰岛素信号不敏感
下面我们来说说胆固醇和中风以及心肌梗塞的关系
心肌梗塞的发生是由于血管堵塞
导致心肌的血液循环中断
心肌因无法得到足够氧气而导致的损伤
心肌梗塞是有生命危险的医学紧急状态
中风是指由于脑部供血受阻而迅速发展成的脑功能损伤
造成这两种疾病的原因之一就是动脉粥样硬化
动脉粥样硬化是由于脂肪、血栓、结缔组织和碳酸钙
在血管（主要是动脉）沉积所造成的一种对人体有害的状态
这里我们主要讨论胆固醇在血管内沉积的情况
因为胆固醇不溶于水
所以胆固醇在血液中的运输
是通过附着在特定的脂蛋白上来进行的
有两种脂蛋白负责胆固醇的运输
一种叫做低密度脂蛋白，即LDL
里面胆固醇的含量较高，而蛋白质含量较低
LDL负责把肝脏中合成的和饮食中
获得的胆固醇运输到身体各处
LDL把胆固醇运送到细胞，帮助合成细胞膜和激素
另一种脂蛋白叫做高密度脂蛋白，即HDL
里面胆固醇的含量较低，而蛋白质含量较高
HDL负责清除身体中多余的胆固醇
把其送回肝脏，使之合成胆汁
富含胆固醇的胆汁然后被运送到小肠
然后逐步被排出体外
如果体内LDL过多，将会导致胆固醇粘附沉积在血管上
长期下来，将会导致血管堵塞
所以，很多健康问题是和我们的营养密切相关的
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
