動物生物化學的定義范例6篇

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動物生物化學的定義

動物生物化學的定義范文1

生物化學是高職護理專業的基礎課程之一,不僅內容復雜、概念抽象,知識論述枯燥乏味,而且在一定程度上制約了學生的興趣,使學生對這門科目產生了一定的怠倦情緒,覺得這么難懂的學科,在加上教師依然按照傳統的教學模式,使得學生的興趣更為低落,面對這種情況,教師及時采取補救措施,采用一些有效的新型模式,刺激學習的學習興趣,逐步的實現生物化學的科學有效性。

二、筆者多年工作經驗研究下的護理教學心得

(一)讓學生了解和把握學科性質,深入淺出介紹生物化學定義

雖然《生物化學》在教材的書面意思上比較抽象,這就需要我們在介紹給學生時橫向結合書面知識與日常生活中相關的現象與其結合,進行分析和講解,使學生更進一步的了解和掌握學科的真實意義。比如,在講到人體組織構成的問題是,先由基本構造層次使學生依次了解人體、系統、器官、組織、細胞等之間的聯系,在進一步的講解分子水平上的認知和探討分析。其實《生物化學》與人們的生活是息息相關的,比如,有些女性追求時尚盲目節食而造成一定的頭暈、出汗甚至休克的情況,這其實是因為大量出汗體內血糖濃度過低引起的癥狀,在比如,人們經常把頭發燙變形,這是因為把毛發中的蛋白質進行了一定的化學反應的作用等,以及名噪一時的核酸廣告宣傳的營養價值沒有理論依據等等;這些民生問題都是與生物化學息息相關互相聯系的。只有不斷的通過對相關生物化學知識的了解和學習在結合更多民生的實際情況對其進行分析與探討,才能從中不斷的激發學生的學習興趣,使其對這門學科的科學性有一定層次的認識,自發的原意去學,希望學好的熱情。

(二)串并聯講解生物化學發展史,培養學生的學習興趣和愛國熱情

《生物化學》這門學科,不僅有悠久的發展歷史,并且我國人民為其發展做出了十分杰出的貢獻,再加上近幾年來頻頻與諾貝爾獎發生淵源,先后又有了重大的突破和發展。因此教師們在對其內容的講解中可以充分的結合國別的線索,以時間為中心軸,為大家講解學科發展史,是學生更加深刻的了解這門學科。比如,我國的老農人們早在四千多年前就已經學會了用糧食釀酒(當時的原料就是現今的酶)、李時珍的《本草綱目》中記載了近500種動物代謝產物和分泌物,為醫學的研究做出十分重大的貢獻、“藥王”孫思邈已探究中草藥治療維生素缺乏疾病等、還有近代留美生物化學家吳憲對于國際生物化學貢獻斐然,面對多國的熱情邀請全然不顧,終身保留中國國籍,為國貢獻滿腔熱血等等。這些不僅僅是體現的中國人民的智慧,同時也展現了現代科學家們的滿腔愛國熱情,作為青少年一代的我們,更應該向這些前輩們虛心學習,用知識不斷的充實自己,以飽滿積極的熱情和心態投入到工作和學習當中,為祖國貢獻自己的光和熱。

三、項目教學法在護理專業生物化學教學中的應用

(一)加強與臨床實踐與理論基礎的緊密結合,精心設計教學項目

通常人們的學習離不開接受知識、消化知識、和運用知識這三個方面,而教學項目的選取也是以培養基本技能為目的的驗證性內容為輔,以運用理論知識和基本技能解決問題為目的的綜合性實驗為主的相互結合和互補,從而使學生更好地在接受完知識后把所學知識進行徹底的消化與吸收,最后結合實踐完全的展現出來,服務大眾。

(二)建立合理完善的教學評價體系

不斷的改革考核機制,建立完善的教學評價體系,使學生成績在一個公平、公正、嚴格的環境機制,激發各個小組的學習積極性和創新性,由完成項目的效果決定最終通過的評定審核成績,最后由教師對每個任務的成果進行驗收,最終成績由各個項目的成績累積而成。

動物生物化學的定義范文2

人教版高中生物教材必修1中“降低化學反應活化能的酶”的內容主要包括酶的作用和本質兩部分,潛在的知識和能力要求比較高。酶的知識貫穿在整個生物學,是生物學的筋絡之一;通過對實驗的分析、探究,幫助學生建立“單一變量”的思想,領悟對照實驗、變量分析能力和生物學研究思想。

2 教學目標

知識目標:說明酶在代謝中的作用和本質。

能力目標:進行“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗和探索,正確完成相關的實驗操作,學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化以及設置對照組和重復實驗。

情感、態度和價值目標:客觀評價自己的實驗結果;參與交流,聽取別人的正確意見;通過分析“有關酶本質的探索”的資料,認同科學在不斷地探索和爭論中前進。

3 教學重、難點及解決方法

3.1 教學重點

酶的作用和本質。

3.2 教學難點

①酶降低化學反應活化能的原理;②控制變量的科學方法。解決方法:利用教材上形象、直觀的圖解和文字說明,讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗,使學生感悟酶作為催化劑的特點及控制變量的方法。

關于控制變量的內容,本節教材介紹了控制變量的系列名詞,但對剛剛接觸高中生物實驗的學生是一個難點。

4 教學策略的選擇

本節課的設計理念是“問題引導――科學探究”教學方式來學習科學研究的方法。符合《基礎教育課程改革綱要(試行)》的要求。學生由以前的“學會”到“想學”再到“會學”,“問題引導――科學探究”發現式教學法就是在這種理念下應運而生的,該教學法以問題解決為中心。在問題的推動下、在教師的引導下,學生學得主動,學得積極,真正體現了“教為主導,學為主體”的思想。

5 課程準備

教具準備:制PPT幻燈片、實驗材料、器材。

6 教學過程設計

6.1 創設與現實生活相聯系的教學情境,導入主題

教師首先復習:物質跨膜運輸中的主動運輸需要的條件。

師生共同活動:

綠色植物能把太陽能轉化為自身生命活動所需的能量,而動物不具有該能力,其生命活動所需的能量來源于那兒呢?

鳥類的消化系統的組成?消化分為幾類及其主要場所在哪里?

學生活動:回憶初中知識。

PPT展示斯帕蘭札尼的實驗并提出問題:

這個實驗要解決什么問題?

是什么物質使肉塊消失了?

與外界的化學反應相比,生物體內的化學反應有什么特點?

在學習化學知識中,為了讓一些化學反應更容易地進行,會使用催化劑,那無機物催化劑和生物體內的催化劑在反應條件上、效率上有什么區別?

學生活動:閱讀問題,探討內容,進行相關的討論思考教師提出的問題。學生回答,學生評價、討論、歸納、總結。

教師歸納:在化學課上,有些化學反應容易進行,有些化學反應需要添加某種物質之后并且可能需要在特定的環境中才能進行。這種能夠促進化學反應進行的物質,叫催化劑。正如二氧化錳在氧氣的制作中起重要的催化作用。

細胞中的化學反應比起化學課上所學的反應要復雜得多,而且有些反應在細胞外,單純用化學的手段是無法進行的,而在細胞內卻可以快速順利地進行。這是為什么?

對于生物體來說要進行的生理活動非常之多,構成生物體的每一個細胞物質需要不斷的合成和分解,不斷地處于自我更新的狀態,這種自我更新完全依賴于細胞內發生的生物化學反應,每一個化學反應都伴隨能量變化。

6.2 創設情境,設疑過渡

教師活動:細胞內的環境是一個常溫常壓下的狀態,在這種環境下化學反應卻能高效有序地發生,即細胞代謝。而細胞代謝應該有適合的生物催化劑――酶。教師引導學生產生疑問:酶在細胞代謝中起了什么作用?究竟是怎樣起作用的?

6.3 巧妙利用典型實驗,引導學生進行探究式學習

教師指導學生閱讀,設計實驗觀察表格,分組完成實驗。

學生活動:閱讀相關的課文內容,設計表格;

學生進行分組實驗。

師生共同分析總結:表格的設計;記錄實驗結果。

教師用PPT展示問題:

2號管發生了什么現象,說明了什么?

3、4號管中,FeCl3和過氧化氫酶起了什么作用。(說明催化劑并沒有并沒有提高分子的能量,而是把發生反應所需要的活化能降低了)

3、4號管中,哪個反應速度快?說明什么問題?(說明酶具有高效性)

這個實驗的結論是什么?

通過實驗你還能提出什么問題?

學生可能提出以下的問題:

①該實驗的原理是什么?

②這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟?

③為什么要將肝臟制成研磨液?

④滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時,可否共用一個吸管?為什么?

⑤實驗的關鍵是什么?判斷依據是什么?

學生展開討論,并回答問題。完成探究活動,教師引導并進行交流和表達,可采取同伴互助的形式,一學生提出問題,由其他學生解答。

6.4 學會控制變量,體驗科學探究的思想

教師引導學生分析教材P79相關內容,讓學生了解實驗設計的原則。

學生活動:指出“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中自變量、因變量、無關變量、對照組、實驗組。知識難點采取小組合作學習方式,利于難點突破。

教師用PPT展示下列問題:

自變量中FeCl3如果改成滴加8滴則實驗結果如何?是否違背對照實驗設計原則?

自變量、無關變量能否發生轉變?

學生活動:進行求異思維訓練。

6.5 體驗科學發現歷程,感悟研究探索的奧秘

教師組織學生閱讀“關于酶本質的思考”,并要求學生思考以下幾個問題:

①巴斯德的觀點哪些是正確的,哪些是錯誤的?李畢希的呢?

②從畢希納實驗示意圖中可得出什么結論?為什么當時只能推測酶是蛋白質,而不能證明酶是蛋白質?

③根據酶本質的探索歷程,生物學實驗研究一般思想是什么?

④用自己的話給酶下個定義。酶的本質是什么?

教師結合酶學研究簡史的介紹,組織學生歸納研究過程和生物學實驗研究一般方法、思想(即現象到結構,然后是物質,最后對物質進行分離、提純和鑒定)。

6.6 設疑歸納得概念,巧用概念圖構網絡

概念圖的理論基礎是奧節伯爾的學習理論。知識的構建是通過已有的概念對事物的觀察和認識開始的。學習就是建立一個概念網絡,不斷地向網絡增添新內容,為了使學習有意義,學習者個體必須把新知識和學過的概念聯系起來。

教師活動:引導學生分析,“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗,2號試管產生氣泡較多是因為加熱所致,加熱使H2O2分子得到了能量,從常態轉變為容易分解的活躍狀態。生物學上把分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。

教師用PPT展示H2O2分子由常態形成活躍狀態并要求學生思考下列問題:

汽油在常溫下會自發地起火?為什么?

為什么鐵和過氧化氫酶能提高過氧化氫的分解反應的速率呢?

表1是在20℃測得的不同條件下過氧化氫分解的活化能,從中你能得出什么結論?

請將教科書圖5-2在坐標中繪制出來。

動物生物化學的定義范文3

關鍵詞:運動營養補劑;運動營養;系統生物學;人體代謝

中圖分類號:G804.32文獻標識碼:A文章編 號:1007-3612(2011)03-0079-04

Research Trend of the Sports Nutrition Supplements

HE Li qun, XU Qi

(Beijing Sport University, Beijing 100084, China)

Abstract: The sport nutrition supplements have wide applications. However,in China,spor ts nutritional supplements are applied mostly according to experiences and the f unctions of their compositions. Scientific demonstrations of transforming nutri tional supplements in the body are lack. It is difficult to adapt to the requir ement of sports training and bodybuilding. By analyzing and studying new materi als concerning sports nutritional supplements in China, it puts forward that th e study of sports nutritional supplements must integrate with the field of syste ms biology, that is to say, the study sports nutritional supplements from theaspects of genomics, proteomics and metabolomics. It hopes that it will be co nducive to the improvement of the scientific level and application effects of sp orts nutritional supplements.

Key words: sports nutrition supplements;sports nutrition; systems biol ogy;body metabolism

2009年在我國青島舉辦的國際奧委會隊醫培訓班(東亞國家/地區)上,伊木清[1]指 出,“運動補劑在男女運動員中廣泛應用,但是這些營養品很少是可靠的研究基地提供的, 并且一些營養品可能對運動員有害”。這個提法,基本上反映了當前我國運動營養補品的研 發與應用狀況,這與當前我國要從體育大國向體育強國邁進的形勢很不適應,因此,有必要 對當前運動營養補劑的研究水平、使用的要求等進行調查研究和分析,提出建議,希望有助 于運動營養補劑在全民健身和競技體育中的科學應用。

1 運動營養補劑的概念

運動營養補劑的命名目前還不統一,有稱運動補劑、運動員營養補品、運動功能食品等 ,各種命名法都有一定依據,我們認為采用運動營養補劑這一命名法,保持和國家體育總局 有關文件名稱一致[3]。

1.1 因運動需要增加營養補充運動時能量物質消耗比安靜時增加,物質代謝加強,就要求增加營養的補充,如一個人在中等強度時,能量消耗要占總量消耗的15%~30%,我國專 業運動員能量消耗每日約為3 500~4 400 Kcal,有些項目可能達5 500 Kcal或更多。因此 ,在 增加糖類、脂類、蛋白質、水、維生素和無機鹽等基本營養素的基礎上,要根據運動需要補充相應的營養品,如力量性訓練要求增加適應肌肉力量發展的蛋白質、氨基酸和肌酸;超長 距離跑或大運動量訓練期間,要補充提高身體對負荷的適應的代謝調節和提高免疫力的營養品,如藥食兩用且不含興奮劑的中藥制劑及磷脂、輔酶Q等,這些運動營養補品已被經證 明可以加速恢復過程和提高運動能力,故運動員都要在每天的基本營養中合理增加營養補劑 (圖1)。

1.2 運動營養補劑的命名

1.2.1 中藥補劑在我國傳統飲食文化、養生和中醫藥中,講究藥食兩用、藥食同源而制成的眾多補劑,都是 根據中醫理論及多年應用而流傳下來的,存在辨證施用,會吃才有效的問題,如過去有運動 員用地黃丸、參芪煲雞等,都屬中藥補劑。

1.2.2 功能性食品具有特定保健功能的食品,適用于特定人群食用,具有調節機體 功能,而不以治療為目的。這類食品主要對象是由于當前社會的發展,生活節奏快、心理壓 力大,飲食不合理等造成的亞健康狀態或高血糖、高脂血癥、肥胖癥和高血壓等人群。功能 性保健食品有嚴格的管理

要求和審批辦法,如1996年6月1 日衛生部公布的《保健食品管理辦 法》,但沒有規定要不含有運動員禁用藥物的聲稱;1997年,為了更進一步規范保健食品的 評審和衛生監督管理工作,又頒發了《保?。üδ埽┦称吠ㄓ脴藴剩?6740-1977)》中, 補充要求興奮劑和激素需“按相應的國家、行業標準規定的方法,或權威機構認可的方法測 定”,但還存在行業規定標準和權威機構認定還不明確,功能食品研制時功能評價方法落后 ,市場上的保健食品還不規范,所以這類食品要進入運動員市場時,國家體育總局只好規定 要有由中國反興奮劑中心的檢測不含運動員禁用藥物的報告,才準運動員使用,說明這類食 品還不是專門為運動員或為健康而運動的人群研制的。

1.2.3 運動營養補劑在1993年我國《運動員使用運動營養補品管理暫行辦法》中明 確指出:“運動營養補品的管理范圍包括對增強體質、提高運動能力、促進機體較快消除疲 勞、補充營養有明顯作用,并經衛生、醫藥、食品部門正式批準生產的營養補劑、中成藥、 藥品以及凡添加中、西藥成分的飲料和其他營養制品”;并且“嚴格禁止使用含有國際奧委 會確定的禁用藥物成分的運動營養補品,以保護運動員的身體健康,提高運動技術水平”。 對運動營養補品進行管理至今仍按這原則,并且按每年世界反興奮劑機構(簡稱WADA)公布 的禁用藥物及成分,對不同批號的同一種營養補品,如果組成配方發生變化,須分別經過興 奮劑檢測中心的檢測(圖2)。

1995年5月,美國的《膳食補充品,健康與教育法案》(Dietary Supplements Health a nd Education Act)被總統批準,膳食補充品的定義為:可加到膳食中的一種產品,這些產 品可分別為維生素、礦物質、草藥、植物性物質、氨基酸及其它可補充到膳食中的膳食物質 或濃縮物、代謝產物、組成物、提取物或上述物質的混合物(不包括煙草)。膳食補充品這 個定義比較寬松、靈活,例如把草藥、植物性物質和代謝產物作為膳食補充品,也即是說許 多中藥都可以視為膳食補充品。因此,我們沒有采用膳食補充品這個名稱,而用運動營養補 劑,為了說明是在膳食補充品的基礎上,經過興奮劑檢測中心的檢測不含任何運動員違禁藥 物,專供運動員及參加運動人群用的、安全性好、符合健康要求的食品。

2 當前國內外運動營養補劑的研究現狀

采用藥食兩用的營養補劑是中國人的傳統養生文化,經過說明可用于促進健康、增強體質和 提高運動能力的研究后才成為營養補劑。目前研究的基本特點基本上可歸納為:

2.1 從成份看功效根據基本七大營養素的功能而合理應用,例如糖類食品中的淀粉、 糊精、低聚糖、蔗糖、麥芽糖、葡萄糖、果糖等在運動前、中和后應如何補充,才能更有效 地被利用和提高運動能力并加速恢復,20世紀60年代提出了“糖原填充法”。現在市售的 運動營養補劑,如抗自由基類、肌酸等,基本都是以功能成份或其代謝分解成份(如蛋白質 分解為氨基酸)的功能,作為說明或聲稱這種運動營養補劑的功能。

2.2 從身體機能指標改善評定功效 目前我國評定某一特定運動 營養補劑功能時,大多 研究報告采用服補劑后常用的身體機能評定指標:如血紅蛋白、血乳酸、血尿素、肌酸激酶 等,這些指標雖能反映身體機能改善,但對評定特定營養品功能就顯得針對性不強;也有從 某一營養素成份(抗過氧化)來選定特定指標的,但都沒有考慮到這一營養品攝入后在吸收 、分布、代謝動力學和排泄等過程,故這些研究成果科學性不強。

2.3 用代謝指標來評價功效 在2004年,楊則宜[4]就提出了“運動營養生物化學 是 運用營養學和生物化學的手段來研究和評估運動人體的代謝和體能狀況,并提供營養學強力 和恢復手段的科學”的方向,并在他領導的實驗中對大豆蛋白肽、肌酸等代謝與營養功效方 面做了大量工作。王香生等[5]近年來對血糖指數(Glycemic Index, 簡稱GI)和運 動員 膳食進行了研究,GI 的概念是1981年Jenkins DJA等[6]首次提出,按進食糖類食物 后2 h 機體血糖反應的大小排列食物的一種方法。GI初期用于糖尿病飲食療法和控制肥胖的臨床實 踐,后發現對運動員補糖有重要意義,因為GI 可反映出各種糖類食物的消化吸收速度和食 物的加工及烹調程度、淀粉中支鏈淀粉與直鏈淀粉的比例、是否含果糖、乳糖(兩者GI 較低 ) 等因素。從而將糖類食物分為高、中、低血糖指數高血糖指數食物,如以進食葡萄糖為10 0,>70者為高血糖指數(HGI),運動飲料為95,白面包為70、米飯(低直鏈淀粉)為88;血 糖指在55~70的稱中血糖指數,如米飯(高直鏈淀粉)為59;當血糖指數在

3 運動營養補劑的今后研究方向

在國外,運動營養品研究的歷程基本上與國內相同,但從20世紀末已進入運動營養補劑 代謝動力學研究的領域,例如,對高糖膳食與脂肪膳食量合理搭配以提高耐力的研究,從20 紀60-90年代初就一直強調耐力運動員采用高糖膳食[8],認為運動員膳食含糖類占 總能量的60%~70%才能滿足體內糖原再貯備和訓練的要求,但在運動員膳食中糖類一般只占 40%~60%;長期糖類食入過多會減少蛋白質和脂肪的攝入,反而影響體力和健康,Muo io.DM等(1994)對6名長跑運動員7 d訓練期間膳食補充脂肪為38%時,耐力提高比食用24%脂 肪的多。這些材料說明運動員在采用某一特殊營養手段時,要從人體運動整體出發,故在本 世紀初國外的運動營養及其補品,進入了系統的生物學研究領域,值得我們注意。

2002年,第一屆國際營養基因組學會議在荷蘭召開,討論從分子水平上對人類膳食營養 與基因的相互作用及其對人類健康的影響,并將致力于建立基于個體基因組織結構特征上的 膳食干預和營養保健手段,提出更個性化的營養政策,從而使營養學研究更有效地促進人類 健康和預防疾病。

2005年,美國Metaics (麥金妮斯)公司的運動營養品的開發研究采用系統生物學的營養 研究模式,這是當前先進的研究開發方向。本文將在此作一簡介。

(引自Metataics,本文作了中文注解) 2009年6月11~12日,在北京,我國香山科學會議召開了“營養科學發展與國民健康”為 主題的第352次學術討論會上提出要“發展有我國特色的營養科學,應整合全國營養科學領 域的優勢力量,將現代生命科學技術與流行病學和傳統營養科學相結合,采用生物化學、分 子生物學、細胞生物學以及最近涌現的基因組學、蛋白質組學、代謝組學等新興生命科學技 術方法,在分子、細胞、動物和人群多個層面開展研究工作”,可見,運動營養學、尤其運 動營養補劑的研究都不能脫離這個方向。

3.1 營養基因組學(Nutrigenomics或Nutritional genomics) Heck.AL等在《人體運動能力的基因―營養相互作用及運動應答》一文中[9],提出 營養素能直接或間接改變基因表達或結構對人類基因組的作用;其關系如圖4所示。

3.1.1 人體運動能力的基因(Genes for human performance) 基因的活動是分子水平的 生命活動核心,這里只介紹與運動能力有關的研究成果,本世紀以來,國內外越來越多研究 成果證明基因轉錄水平和運動能力有關,陳吉棣系統介紹了這方面的研究成果[10],指出 運動適應可誘導基因的差異表達,導致代謝物、酶和激素等誘導分子的信號形成,使細胞內 基因轉錄、翻譯和調節產生運動適應性變化。如肥胖人群,近40%身體脂肪變異是遺傳因素 ,兒茶酚胺可測刺激脂肪分解代謝,β2-腎上腺素受體(BAR2)是人脂肪細胞水解的受體,在 編碼BAR2的基因序列中有作用的GLN27GLU多態性與肥胖有關,在婦女中GLN27純合子個體平 均脂肪量比對照組高20 kg,大脂肪細胞高50%;但具有GLN27GLU基因型肥胖婦女進行科學的 體力活動可減體重,起到定向預防肥胖作用。常蕓[11]、Heck.A.L等[9]在綜述了運動對血管緊張素轉換酶(ACE)、特異性肌酸激酶(CKMM)、線粒體(mtDNA)基 因、一磷酸腺苷激動蛋白激酶(AMPK)基因等表達增加,從而有助于提高運動能力。

3.1.2 運動導致基因作用改變(Exercise-induced alterations in gene action) 運 動可使身體在基因變異、轉錄/蛋白質轉錄水平上發生應答性改變。目前這方面研究日益增 多,這里只舉幾例:

1)1 h自行車功量計運動時,脂肪酸轉運體(FAT/CD36)或肉堿棕櫚酸轉移酶Ⅰ(CPTⅠ) 基因表達沒有增加,但連續9 d同樣運動后,過氧化酶體增生激活受體γ(PPARG) 的基因表 達明顯減少。說明堅持運動可改善貯存體脂的應用和抑制脂肪組織的增生。

2)一名運動員在自行車功量計上以73%±4%最大攝氧量強度運動3 h后骨骼肌的葡萄糖 轉運體4(GLUT4)的基因在其后3 h內都明顯升高,有利于肌糖原恢復;

3)骨骼肌的“能量敏感酶” 一磷酸腺苷激動蛋白激酶(AMPK)有兩種異構型,即AMPKα1和AM PKα2,當運動員在中等強度運動時(40%~70%最大攝氧量強度),可引起AMPKα2型基因表 達增加,而在最大沖刺速度訓練時,AMPKα1型表達增加,訓練適應和機能提高基因表達和 修飾存在專一性。

3.1.3 營養導致的基因作用改變 (Nutrition-induced alterations in gene action )當人只進食糖類、脂肪或蛋白質其中一種時,即會引起相應的代謝和基因調節應答,如 只食入脂肪酸則會導致αP2基因表達,從脂肪細胞刺激磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)mRN A在脂肪細胞中3T3f442A生成,導致PEPCK基因成比例增多,使甘油三酯在脂肪組織也成比例 地增加,這方面例子在肥胖機理研究中不少。

3.1.4 運動能力與基因營養的作用(Gene-Nutrition in exercise performance) Pi legard H等(2002)為證明運動能力、基因和營養作用的關系,對自行車運動者專門組織一個 研究,讓運動者在2 d中每人吃入500 g糖類食物,然后讓受試者一條腿在自行車上運動至力 竭,在運動前兩腿的丙酮酸激酸脫氫酶4(PKD4)、已糖激酶Ⅱ(HKⅡ)和脂蛋白酯酶(LPL)的 基因轉錄相似,在力竭運動后,運動至力竭的低糖原腿中PKD4、HKⅡ、LPL的mRNA水平明顯 升高,從而導致肌細胞中糖原增加。

上述這些例子,說明運動、營養和基因組學水平存在相互聯系和影響,從這方面開展對 運動補劑的研究將大有前途。

3.2 營養蛋白質組學(nutriproteomics 或 nutritional proteomics) 20世紀90年代,人類基因組測序草圖譜完成。但很快就發現,人的基因只有3~ 4萬個, 但能表達的蛋白質卻多達幾十萬個,每個細胞蛋白質多達萬種。顯然,基因雖是遺傳信息的 源頭,而功能性蛋白是基因功能的執行者,故在1994年,Wilkins.M 提出蛋白質組學的 研究概念:一個基因組、一個細胞、一個組織或一生物體所表達的全部蛋白質,探索其在生 物體中作用模式、功能機制、調節和調控以及蛋白質組群內的相互作用。也就是說蛋白質組 學的中心任務就是闡明功能基因組所表達的真正執行生命活動的全部蛋白質其表達的規律和 功能。上面論及運動和基因及營養存在相互影響的關系,故必然影響到蛋白質的表達,我國 史紹蓉等進行了一系列運動對心肌蛋白組學研究,如發現右心室肌蛋白組學在分子量為50~ 70 kDa,等電點7~9范圍內10種蛋白(多為能量代謝酶)發生變化[11]。Nufer.P D [12]認為 耐力運動主要提高線粒體中酶系統活性,糖類在運動時可調節轉錄因子sp1和其相關家族成 員,如葡萄糖通過增加磷酸化酶-1蛋白活性,增加乙酰COA羧化酶1(ACC)、瘦素、脂肪酸合 成酶和三磷酸腺苷檸檬酸酶等活性,可見,一個營養素的作用在運動時基因表達上會轉錄產 生多種由蛋白質組成的酶,且具有生物活性。當前蛋白質組學的研究技術日趨成,并廣泛用 于生物科學和醫藥學領域[13]。可以預期,在運動中,營養、蛋白質組學的研究會 有大 的發展,尤其是蛋白質、氨基酸營養與肌肉蛋白和力量增長的關系是體能訓練的重要問題。

3.3 營養代謝組學(nutritionalmetabonomics 或 nutritionalmetabolomics)代謝組學是對某一生物或細胞在一特定生理時期內所有低分子量代謝產物同時進行定性 和定量分析的一門新學科,他可用以評價體液、組織液、及組織,如尿液、血液、血漿、唾 液、腦脊液及組織的代謝物變化,從而推論出機體狀態;代謝組學一詞早在20世紀中葉由英 國Nicholson.J提出,2005年11月6日,我國上海系統生物醫學研究中心在上海成立,經過 不 到三年研究,于2008年2月5日在PNAS網站發表,題為《共生微生物可以改變人體的代謝表型 》, 說明中藥很可能是通過影響人體內共生微生物的基因組來發揮作用的。Nicholson也認 為,中草藥大多數是口服的,首先與其發生互作的可能就是腸道細菌的基因組,腸道細菌對 中草藥的反應如何影響中草藥的藥效和毒性,成為一個十分重要的問題。在運動營養中使用 中藥很多,也是我國特色。因此,研究運動員在合理營養基礎上補充運動營養補品后,在運 動訓練或比賽期中身體內營養與各種體液或細胞代謝物間變化的規律,從而監控運動員身體 對訓練的適應狀態,應當更具科學性和將有更大突破。李江華等[14]通過對參加20 06年多 哈亞運會短距離游泳比賽的部分男運動員的尿液中化學組分的分析發現,決賽運動員們尿液 中甲基尼克酰胺的相對含量明顯高于非決賽運動員(P

4 總 結

從20世紀末基因組學概念提出以后,以“組學”(-omics)命名的增加約有二百余種,系統 生物學(systems biology)是在這背景下誕生的,系統生物學是在細胞、組織、器官和生物 體整體水平上研究 (結構和功能各異的) 各種分子及其相互作用。并通過計算 生物學定量描述和預測生物功能、表型和行為。系統生物學中研究成果目前主要來源于基因 組學、轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學?;蚪M學研究反映了什么是可以發生的,轉錄組 學則反映將要發生的,蛋白質組學指出的是賴以發生的,而只有代謝組學才真正反映出業已 發生的。[16]目前,國內外運動營養研究已經開始進入系統生物學之門,目前我國 已具 備這方面條件,希望能早日將系統生物學引入運動營養補品的研究領域,以引領運動營養補 品進入預測性、個性化時代,并與人體運動能力與體質健康提高的復雜系統――適應、代償 ――提高結合起來,更好地為人類健康和運動競技服務。

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動物生物化學的定義范文4

蓋景超先生于1994年起投身于預防醫學研究,主攻營養保健。十幾年的辛勤耕耘取得了成功,使他成為國內最早推廣遺傳營養學,普及核酸營養新概念的人士之一,并組織翻譯了6本最新遺傳營養學核酸科普專著,同時向社會免費贈送3萬多冊。

為了進一步推廣營養健康科普知識,1998年他投資中央電視臺《走進科學》欄目,拍攝了中國第一部核酸科教片《核酸――生命的動力資源》。

從1999年始,他又在開始推廣幾丁聚糖――生命的第6要素的科普工作。

2005年10月,他被中國保健專家委員會聘為中國保健專家委員會副主任。

十幾年來,他在報刊雜志撰寫科普文章1000多篇,舉辦專題科普講座800多場,并在國內最早提出“預防疾病,從細胞健康開始”的新概念。

前言

人人都渴望健康??墒俏覀冞^去對健康觀念有諸多錯覺,比如“得了病才去治病”, 因而失去了許多治療的最佳良機。實踐證明:“得了病才去治”是違背科學的。正確的理念,就是在“未病先防”上下功夫。

最近我看到了一則故事叫《扁鵲治病》很受啟發。

該文說,一天魏文王問名醫扁鵲:“你家兄弟三人,都精于醫術,到底哪一位醫術最好呢?”

扁鵲答道∶“長兄最好,中兄次之,我最差。”文王再問∶“那么為什么你最出名呢?”扁鵲答說∶“我長兄治病,是治病情發作之前。由于一般人不知道他事先能鏟除病因,所以他的名氣無法傳出去,只有我們家的人才知道。我中兄治病,是治病情初起之時。一般人以為他只能治輕微的小病,所以他的名氣只及于本鄉里。而我治病,是治病于病情嚴重之時。一般人都看到我在經脈上穿針管來放血、在皮膚上敷藥等一些大手術,所以才以為我的醫術高明。”

通過這則故事,我們可從中得到一些啟示,以前人們普遍認為有病才去治,而無病預防的觀念人們普遍很薄弱,其實治病關鍵在于防患于未然。

人生病了,我們首先要搞清楚它發病的原因,尋找它的根源。那么我們如何去尋找呢?世界衛生組織對疾病有了一個最新的定義:“治愈疾病的最根本的途徑就是修復細胞,改善細胞代謝,激活細胞。”我所講的“未病先防”的理念,就是要使我們的細胞健康,細胞健康了意味著人也就健康了;細胞出故障了,人就生病了;人體的構造是這樣的:細胞器官組織 系統人體。細胞是決定人體健康的基本要素。使細胞健康的要素有六①空氣(充足的氧氣)、②足夠的水分,2000~2500CC/天/人;③適當的休息與運動;④穩定的情緒;⑤充足且均衡的營養;⑥排除毒素。然而,使細胞健康的基本要素主要有2個方面:一方面是給細胞提供充足的營養;另一方面是排除危害細胞的毒素。細胞需要的,就是營養,細胞不需要的,就是毒素。營養充足,沒有了毒素了,細胞功能就正常了,人的身體就會健康。

西醫之父希波克拉底曾講:“大自然為患者治病是真正的主體,而醫生只是助手。”“大自然治病”講的就是這個細胞的自然自愈力,細胞有自我修復的功能,而在這方面我們恰恰忽略了這個問題,錯誤地認為,治病靠的是藥物、是醫生。實際上如果細胞沒有自然自愈力這個功能,你再好的靈丹妙藥對疾病也是無濟于事。所以我們要順應大自然的規律,按大自然的規律保護自己,認真地研究細胞、呵護細胞。

那么,我們怎樣呵護細胞,使細胞健康呢?首先我們要給細胞注入營養。概括地說,人吃所有的食物,按現代營養學劃分,不外乎碳水化合物、脂類、蛋白質、維生素、礦物質等。在近20~30年世界新發現的食物中含有諸多營養物質,它們會使細胞得到健康,那么這些營養物質是什么呢?這些營養主要有:幾丁聚糖、核酸、酵素等。這方面的知識,很多人還不知道,或者聽說過卻還沒有深入了解,沒有引起重視,這就是我們與發達國家認識之間的差距。

一、細胞與幾丁聚糖

1.幾丁聚糖:幾丁聚糖(chitosan)是幾丁質糖基上進行水解或酶解生成的多糖。

2.幾丁聚糖的由來:1811年法國的科學家布拉克諾(Braconno)首次從蘑菇中發現了幾丁聚糖。

3.它在細胞中的位置:它廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲等的殼內和蘑菇、真菌、細菌等細胞膜內。

4.特點:是宇宙間唯一帶正電荷的動物纖維素。

5.評價:1977年,因英國劍橋大學的一批科學家的倡議,故而其成為全世界的科研焦點之一。然而日本人卻發現了這個商機,并制定了10年開發計劃,委托了13所大學聯合攻關,投資60億日元。經過600萬次人體試驗,首先實現了科研的商品化,使其這項技術的推廣走在了世界的前列。1991年,世界上的很多醫學家、營養學家把幾丁聚糖確認為繼碳水化合物、脂類、蛋白質、維生素、礦物質之后的人類第6大生命要素。1993年,人們把幾丁聚糖比喻為“人體的環保劑”、“清道夫”。美國人說的最形象、更準確,把幾丁聚糖稱為“生態素”。

6.來源:幾丁聚糖,人體自身不能合成,它唯一的來源就是人體通過飲食來完成,如從糧食、蔬菜、瓜果中來獲取。到了上世紀70年代以后,生態食物鏈由于人類濫用化肥、農藥、殺蟲劑等有害藥物而遭到了破壞,使人類攝入幾丁聚糖的量不斷的減少。所以有的日本科學家向社會呼吁“人類已進入幾丁聚糖缺乏的時代,需要每天補充。”

7.缺乏幾丁聚糖,細胞出現什么障礙?幾丁聚糖的缺乏,主要是使人體的生態環境發生變化,如體液偏酸、免疫功能下降、血脂異常、腸道菌群失調、有害的毒素和重金屬排不出體外等,久而久之,就會在人體產生病源,導致人體出現疾病。細胞缺少了幾丁聚糖,乙酰葡萄糖和氨基葡萄糖在細胞中就會減少或者消失。例如,為什么中老年人患骨關節疾病的人比較多,它與氨基葡萄糖(氨糖)的缺乏有關。

二、細胞與核酸

1869年,瑞士科學家米歇爾用胃蛋白酶分解細胞蛋白質時,發現一種由該酶所不能分解的物質,而把它命名為核素。20年以后,發現它有較強的酸性,故而改名為核酸。

細胞每天需要的核酸是均衡的。它的來源有2個方面,一是細胞內自身的合成,另一個是人體從細胞外中的食物里得到補充??茖W表明,人在20歲以前,核酸是以自身合成為主,食物補充為輔;人到20歲以后,自身合成核酸能力下降,逐漸以食物補充為主,這樣才能保持細胞生命的平衡。哪些食物當中富含核酸?我們每天吃進去的食物,無論是動物、植物,只要是由細胞構成的就有核酸,例如,洋蔥、蘑菇、豆類、韭菜、小魚、小蝦等等。不是細胞構成的,就沒有核酸,例如,牛奶中就不含核酸。但食物當中,細胞所需要的核酸必需是堿基平衡時才能被細胞吸收。

核酸在細胞當中的位置:核酸是由脫氧核糖核酸(英文簡稱DNA)和核糖核酸(英文簡稱RNA)組成。核酸 = DNA + RNA ,DNA主要存在于細胞核中,RNA主要存在于細胞質中。

缺少核酸細胞會出現什么障礙?細胞從生到老支配的物質是核酸,它主宰著細胞的生命,沒有核酸也就沒有細胞。如果細胞當中的DNA缺乏,就會出現2個嚴重的后果:一個是細胞核中的基因受損,不能及時修復,這是造成細胞障礙的根本原因,例如DNA受損,正常的細胞就會出現癌變;另一個不良后果是細胞分裂速度會減慢,細胞會出現嚴重的障礙,使細胞加速老化,提前死亡。如果細胞當中的RNA缺乏,會出現細胞在信息傳遞上發生障礙,使人體的記憶力下降,發生老年癡呆的機會增多。

核酸與細胞當中其它營養素的關系:健康的細胞營養需要碳水化合物、脂類、蛋白質、維生素、礦物質、幾丁聚糖,在健康營養的大軍當中,DNA核酸擔任著主要的角色,RNA擔任次要角色。

核酸代謝療法與細胞營養的關系:補充核酸營養會代謝出許多助于細胞健康的營養物質,例如,三磷酸腺苷(ATP),它是生物體新陳代謝所需能量的直接來源。

細胞中的自然自愈力與核酸營養的關系。細胞為什么能自我修復,為什么有自然自愈力,它與核酸中的DNA有關,身體中DNA核酸量越充足,細胞的修復能力越強,自然自愈力則會越高。

細胞里的基因與核酸的關系。每一個細胞核中的DNA,像一個線團一樣,在細胞核中纏繞著,如果把DNA從細胞核中拉出來,約1.8米長,把1.8米分成35000份,每一份就相當于一個基因。DNA就是基因的集合體。唯一榮獲1987年諾貝爾生理學及醫學獎獲得者,日本的利川根進說:“除了燙傷以外,人類所有疾病都與基因受損有關?!?1世紀預防醫學研究的重點就是細胞的自我修復,當細胞不能修復時,就得轉換基因,換基因那就是治療醫學領域的事了。

世界上誰第一個稱核酸為營養物質?美國的開業醫生、醫學博士弗蘭克,他經過20多年臨床實踐,1977年寫出人類第一部核酸營養專著《核酸營養學和代謝療法》,之后又寫了另一部名著《不衰老食譜》,被美國加州大學基礎科學部主任、著名的生物化學家,核酸研究的權威人士之一,亨德勒博士稱之為“營養學史上的一個重要的里程碑”。從此人類進入核酸保健時代。

中國核酸營養的認識與世界發達國家的差距

雖然美國是核酸營養學理論的故鄉,可在世界上核酸營養普及最快,應用最好的國家還屬日本。當我們的一些主流媒體還在爭論核酸要不要補充,是不是具有營養時,人家日本用了5年時間早已在全日本普及了其理論而且在實踐中也取得了相當的成功。其中僅一個公司的核酸產品每年銷售額就在幾百億日元。核酸營養在日本家喻戶曉,婦孺皆知,在飲食中,沒有核酸的食物很多人則不食用。《核酸營養學》、《神奇的核酸》、《DNA核酸健康法》、《從生到老支配的物質――核酸》等等一大批科普專著紛紛出版,日本的醫學家、營養學家現在稱核酸為生命的第7要素。日本核酸專家說:“核酸是上個世紀末發現的營養素,也是人類最終的營養素?!倍覀儸F在對核酸營養的研究和對大眾的核酸營養的普及,與世界上發達國家有很大的差距,我們必須迎頭趕上。

三、細胞與酵素(酶)

1.什么是酵素:酵素就是生物化學的觸媒劑。

2.酵素的來源:主要是細胞本身產生和細胞外食物的補充。

3.細胞營養與酵素的關系:細胞的生命活動,主要分為2個方面:一個是營養的吸收;一個是細胞的代謝。細胞營養的吸收和代謝,由于酵素的參與,它才能完成。那么,消化酵素少了,細胞的功能就會出現細胞吸收功能的障礙,無論什么營養的物質,細胞都吸收不了;代謝酵素少了,細胞功能就會出現代謝障礙,各種代謝疾病就會出現。用一個簡單的比喻來解釋這種情況。如果你想蓋房子,你就得把所有要用的材料拿來:木頭、釘子、水泥、磚、砂漿,絕緣材料、電線,屋頂用的材料,等等。但是,僅僅把所有這些材料放在一起并不能使房子建好,除非建筑工人把這些材料組裝起來,房子才能建好。不管材料有多么豐富,也不管材料的質量有多好,沒有建筑工人,房子是蓋不起來的。代謝酵素就是你體內的“建筑工人”,沒有它們,細胞也起不了應起的作用。

4.酵素(酶)決定細胞壽命和老化:細胞中的酵素(酶)就像汽車中使用的電瓶,用一點少一點,需要每天補充。打個比方,你出生之際,你得到了一個銀行賬戶,里面有你整個一生所需要的一定數量的錢,你可以從里面取錢,但不能往里存錢。你可以謹慎地使用那筆錢,并盡量使它維持足夠長的時間;你也可以大肆揮霍它,并盡快用完它。代謝酵素也是如此,這是一個極為簡單的等式。你索取和消化的代謝酵素越多,你就越不健康,你的壽命也就越短。你索取和消耗的代謝酵素越少,你就越健康,你的壽命也就越長。

5.怎樣補充酵素和減少酵素的消耗:補充酵素,就是提倡食補,食物盡量生吃。生的食物是有生命的;熟的食物加熱到48℃以上,酵素都被破壞了,就沒有生命了。美國有一個最著名的“波廷杰的貓”試驗,最能說明這個問題。弗朗西斯?波廷杰博士小心翼翼地對900只貓進行了整整十年的控制飲食試驗,他只用生熟兩類食物來喂養這些貓,結果證明活的、未烹調過的食物比烹調過的食物具有絕對的優勢。那些只吃活的、新鮮食物的貓每年都產下健康的小貓,它們非常健康,從不生病,而且沒有過早死亡情況的發生,那些死去的貓都是因為年齡太大而正常死亡的。然而,那些吃同樣的、只不過是烹調過的食物的貓,卻患上了諸如人類所患的各類現代病――心臟病、癌癥、腎病、甲狀腺疾病、肺炎、癱瘓、掉牙、關節炎、減退、腹瀉、易怒、肝損傷以及骨質疏松癥等。這些貓的糞便毒性很大,以致于在用過它們施肥的土壤里甚至連雜草都長不出來。而在只吃活的、新鮮食物的貓排糞便的地方,雜草生長茂盛。該試驗得出了如下重要結論:只吃熟食的貓產下的第一代小貓不僅有病,而且行為不正常;第二代小貓往往一出生就患病或死亡;到第三代時母貓已經無法生育了。波廷杰博士對小白鼠做了同樣的試驗,試驗結果與在貓身上得出的結果驚人地一致。我們提倡生食,并不是讓我們回到原始狀態,也沒有那個必要,現代科學已經解決了這個問題。就是直接補充經過萃取的酵素營養物質。

6.酵素對細胞的好處:如果把細胞比喻成燈泡,那么酵素就是電流,沒有通電的燈泡不會發光,同樣沒有酵素的細胞,就沒有生命。

健康的細胞需要碳水化合物、脂類、蛋白質、維生素、礦物質、幾丁聚糖、核酸,還有酵素。它們是細胞的生命要素,如果把細胞比喻成生命的大廈,那么,它們就是支撐大廈的基石,任何元素的缺失或損害,細胞大廈就不會穩固,缺失了任何一個,“大廈”都會倒塌,所以營養是健康的基石,是我們生命當中的不可或缺的。

四、 細胞與益生菌(乳酸菌、雙歧乳酸桿菌)

細胞需要的是重要營養素,其能提供充足均衡的營養,細胞功能才能得到發揮,這雖然極其重要,但是還不夠,健康的細胞需要一個良好的生態環境,才能充分發揮細胞的健康作用,所以我們要認識細胞的另外一個朋友――益生菌。

過去人類沒有這個健康概念,認為細菌都是敵人,所以見菌就殺。抗菌素的出現,使許多傳染病消失,功不可沒。可是抗菌素出現50年以后,抗菌效果越來越弱了,反而使細菌的耐藥性越來越強,藥物的毒副作用也日益顯露出來。上個世紀60年代人們才發現,細菌中不都是壞人,還有使我們健康的乳酸菌、雙歧桿乳酸菌,它們是我們健康的朋友,可是我們濫殺無辜,把它們也消滅了,這造成人們免疫力下降。更大菌群的失調,破壞了人體的生態環境。

健康的生態環境應是在細胞里益生菌占99%,有害菌占1%,細胞的數量是60兆。而細菌的數量是100兆,要是把這么多的細菌排成一列,就會長達10萬公里,足以繞地球兩周。目前已知細菌的種類至少在100種以上,而這么多細菌主要分布在皮膚、口腔、腸道、泌尿系統的黏膜上,這也是構成我們的免疫系統的第一道防線。

為什么新的預防醫學理論說人的健康始于腸道?因為細菌80%是分布在腸道上,如果益生菌占上風,人就健康;如果有害菌占上風,我們的身體就得病,因為益生菌會分泌許多對我們健康有益的東西:如酵素、B族維生素、抑菌素。而有害菌也能分泌許多對我們身體有害的毒素,污染我們的血液,以至于會造成我們得的許多疾病。所以我們要認識益生菌,了解益生菌。

五、細胞健康的管理者是我們自己

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