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化學與人生

化學與人生. Chemistry and life. 東吳大學化學系林遵遠 102.12,3. 無所不在的化學. Chapter 1 認 識 自 己. 人就是化學物質的聚集物. 我從哪裡來. 演化的化學. 眾說紛紜的演化論. 早期地球的大氣中含有 :. 甲烷 (CH 4 ) 氨 (NH 3 ) 水 (H 2 O) 硫化氫 (H 2 S) 二氧化碳 (CO 2 ) 一氧化碳 (CO) 磷酸鹽 (PO 4 3- ) 氧氣 (O 2 ) 臭 氧 (O 3 ).

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  1. 化學與人生 Chemistry and life 東吳大學化學系林遵遠102.12,3

  2. 無所不在的化學 Chapter 1 認 識 自 己 人就是化學物質的聚集物

  3. 我從哪裡來 演化的化學 眾說紛紜的演化論 早期地球的大氣中含有: 甲烷 (CH4)氨(NH3) 水(H2O) 硫化氫(H2S) 二氧化碳(CO2) 一氧化碳(CO) 磷酸鹽(PO43-)氧氣(O2) 臭氧 (O3)

  4. NH3 CH4 CO2 H2S H2O 小分子 高能量 (如胺基酸) O3 O2 CO Soup Theory

  5. 胺基酸 碳水化合物

  6. 磷脂 (細胞膜的成分) 雙層脂 RNA 核甘酸 單分子 高分子 細胞 Soup Theory

  7. 身體中的化學 眼睛 順式視網膜色素 順式視網膜醛 + 視蛋白 光 反式視網膜色素 反式視網膜醛 + 視蛋白 約有500個視桿細胞在小於一秒鐘內,必須進行5到7個這樣 的反應才能啟動視神經.

  8. S S S S S S 頭髮 頭髮由纖維蛋白角質構成 , 蛋白質是含有 胺基酸的長鏈 , 鏈子之間靠不同的力量互 相吸引 . 頭髮的鏈子之間是靠硫原子互相 連結的. H : 氫原子 S : 硫原子

  9. H H H H S S H H S S S S S S S S S S H S H H S S S S S S S S H S H S H S 燙頭髮 燙髮藥水 HSCH2CO2H 捲頭髮 中和藥水 H2O2 (雙氧水)

  10. 肌肉 • 人有約600種肌肉 • 運動對肌肉的幫助 : • 更強壯 2. 更有彈性 3. 更有效的使用氧氣 • 細胞代謝葡萄醣或脂肪酸產生熱量和能量, • 能量就儲存在ATP分子中,提供給肌肉使用. 肌動球蛋白 肌凝蛋白 肌動蛋白 + (actomyosin) (myosin) (actin) 提供能量 ATP 肌肉伸縮

  11. 肌肉也會以肝醣儲存能量 肌肉運動伸縮時 : 肝醣 丙酮酸 (pyruvic acid) (glycogen) 氧氣不夠時 有氧運動 CO2 + H2O 乳酸 (lactic acid) 減肥喽 肌肉痠痛

  12. 太陽照射 皮膚細胞 黑色素 (Melanin) 吸收紫外光 保護皮膚 皮膚

  13. 最普遍的黑色素為真黑素(eumelanin) 具有單鍵雙鍵連續交替的結構,可以吸收紫外光 防曬保養品或化妝品均為具有這樣單鍵雙鍵連 續交替的結構

  14. Chapter 2 我們吃了甚麼

  15. 在這世界上，有好多人吃不飽，也有好多人 吃太多而導致疾病。 食物也都是化學物質。 碳水化合物 食物分為三大主類 脂肪 蛋白質 我們還需要水、維生素、礦物質和纖維

  16. 蔗糖 乳糖 水解 果糖 葡萄糖 + 消化 直接進入血管 碳水化合物 ---- 糖 ( 單醣、雙醣 ) 澱粉 ( 多醣 ) 單醣有葡萄糖及果糖，雙醣主要是蔗糖。 葡萄糖為細胞用來產生能量的，它在血管 中循環，所以又稱做血糖。 牛奶中有乳糖，人體需要特殊酵素才能消化。

  17. 消化 消化 直接進入血管 葡萄糖 澱粉 O2 葡萄糖 CO2 + H2O + energy 過多的澱粉小部分以肝醣的形式儲存於肝臟 與肌肉組織中，但大部分變成脂肪存起來。

  18. 脂肪 脂肪主要為三酸甘油脂 脂肪分解酵素 雙酸甘油脂 + 單酸甘油脂 肥皂 + 脂肪酸 甘油 + + 三酸甘油脂 重新組合 附在蛋白質上 三酸甘油脂 可進入血管

  19. 脂肪無所不在，它儲存於全身：心臟、腎臟、 脾臟、皮下。 脂肪的用途： 保暖、保護、提供能量、對腦細胞 和神經組織及細胞膜都有用 但過多的脂肪導致肥胖有害健康 豬油，沙拉油，怎麼吃？ 除亞麻油(linoleic acid) 、酸亞麻酸(linolenic acid)外，人體 可自行合成所有的脂肪酸，而植物油、魚肉、葉菜類均含 上述二種脂肪酸，極易攝取。

  20. （不含碳碳雙鍵） 飽和脂肪酸 脂肪酸 （含有碳碳雙鍵） 不飽和脂肪酸 反式 順式 trans cis 雙鍵不可旋轉

  21. 氫氣 催化劑 碳碳單鍵 碳碳雙鍵 不飽和脂肪酸的碳碳雙鍵會與空氣中的氧氣作用，故放久會有怪味。改善方法是將一些碳碳雙鍵變成單鍵。 飽和脂肪酸及反式不飽和脂肪酸會增加血液中三酸甘油脂 及壞膽固醇的量，有害健康。 熔點： 飽和脂肪酸＞反式不飽和脂肪酸＞順式不飽和脂肪酸 2003年3月 丹麥首先禁止含反式不飽和脂肪酸的食品 2004年 加拿大禁止含反式不飽和脂肪酸的食品 2006年1月 美國FDA規定食物標出反式不飽和脂肪酸的資料 2006年 美國紐約要求餐館只准許微量反式不飽和脂肪酸 (不得超過0.5g) 2008年 美國加州完全禁止餐館食物含反式不飽和脂肪酸

  22. 棉籽油 棉籽油的進價約僅橄欖油的八分之一 棉籽油 橄欖油 Saturated fatty acids 25.9% 14.0% Mono-unsaturated fatty acids 17.8% 72.0% Poly-unsaturated fatty acids 28% 14% 銅葉綠素 (Chlorophyllin) 用途：食品添加劑、醫療藥物

  23. 棉籽油含棉酚(gossypol) ，棉酚可使棉花抵禦蟲害或病菌 侵襲，類似殺蟲劑 棉酚有抗瘧疾的功能，許多學者 也在研究其抗癌性 美國德州理工大學正在研發改良 品種，使棉酚存在於棉花的枝與 葉中而極少量在棉籽中，這樣棉 花既可抵禦蟲害，棉籽油又可食用 棉酚可殺蟲，也會殺精蟲，故有導致不孕症的疑慮，精煉過後的棉籽油，去除了棉酚，即可當作 食用油，很多國家都是允許的。

  24. 消化分解 胺基酸 蛋白質 蛋白質是胺基酸的聚合物 胺基 酸基 胜肽 (peptides) 我們必須從食物中攝取蛋白質來製造我們的 肌肉、頭髮、酵素等等。

  25. 有八種胺基酸是我們人體自己無法合成的， 一定要從食物中攝取，大部分的植物不能提供 全部胺基酸，動物蛋白質可以提供全部的八種 胺基酸，如瘦肉、魚肉、雞蛋、牛奶、起司等。 素食者要特別注意飲食的均衡。 缺乏蛋白質會影響身體及腦的發展，兒童的發育 尤其需要蛋白質，腦的增長(size)約在十二歲停止。

  26. _ 2 Fe _ _ Cl HCO 3 _ 3 _ PO 2 4 SO 4 礦物質是身體中的無機化合物 人體中4%的重量是礦物質: 氯離子、磷酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽存在於血液 及其他組織液中 亞鐵離子在血紅素中 磷在DNA、RNA中 1 P

  27. 碘 ： 甲狀腺功能所需 缺乏時引起甲狀腺腫大 含碘食物有海鮮類食物、食鹽(KI) 亞鐵：在血紅素中負責攜帶氧氣 缺乏時會造成貧血，身體中氧氣不足 男性成人只需攝取少量的亞鐵，較不會流失 含亞鐵食物有紅肉類、肝臟含亞鐵

  28. 血紅素 一氧化碳中毒

  29. 維生素的歷史 ： 西元1747年蘇格蘭外科醫生James Lind發現 壞血病，也發現新鮮蔬果可預防壞血病 西元1897年荷蘭科學家Christiaan Eijkman發現 去殼精白米缺乏的一些東西可預防腳氣病 西元1912年波蘭科學家Casimir Funk將這些奇妙 的物質命名為vitamine ，因為他以為這些物質 都是胺(amine) Vitamin 不可或缺的維生素 後來發現維生素不都是胺才改為vitamin

  30. Chapter 3 健康與人生

  31. 食在健康 油脂及甜食 牛奶、起司、肉、蛋 、堅果 蔬菜、水果 澱粉類

  32. 飲食均衡 攝取之卡路里不要超過標準值的 25% 美國人超過 34%，中國人超過 20% 中國人比美國人瘦 25% 原因： 攝取澱粉類 ： 中國人 = 2 x 美國人 攝取油脂類 ：中國人 = 1/3 x美國人

  33. 危險 一個星期減一公斤 甚麼是BMI ？ Body Mass Index 的縮寫 BMI = 體重(kg) / 身高(m2) 正常： 18.5 – 24 過輕： ﹤18.5 過重： ﹥24 在正常活動下，一天少吃一仟卡，一個月 可減少約一磅。

  34. 放出creatine (肌酸) 肌肉伸縮運動 形成肌肉組織 產生myosin(肌凝蛋白) 要減肥嗎？ 減肥的知識：1.碳水化合物產生能量 2.蛋白質產生能量及毒素(會增加 肝和腎的負擔) 3.肌肉的形成由運動而來，並不 需要過多的蛋白質。

  35. 許多快速減肥法是假象： 例一、食用含利尿的食物，如咖啡因等，用來 排出尿液體重因而減輕，只要飲水體重 又回復了。 例二、不吃澱粉只吃肉，降低體內肝醣量，肝醣以 氫鍵攜帶了很多水（1lb glycogen + 3 lb H2O） ，去掉肝醣卻沒有去掉脂肪，只要再吃碳水 化合物體重又回復了。且肝醣降低，若肝醣 不夠就由蛋白質分解出來，肌肉就減少了，再 吃碳水化合物只會增加脂肪。

  36. 環境因素 遺傳因素 致癌原因複雜 健康就是財富 拒絕生病 國人十大死因依序為癌症、心臟疾病、腦血管疾病、肺炎、 糖尿病、事故傷害、慢性下呼吸道疾病、高血壓性疾病、 慢性肝病及肝硬化，以及腎炎、腎病症候群及腎病變。 癌症殺手 十大癌症死因依序為肺癌、肝癌、大腸癌、乳癌、口腔癌、 胃癌、攝護腺癌、胰臟癌、食道癌及子宮頸癌。

  37. (使DNA突變) carcinogen non-mutagen 與癌症有關的因素： 1. 化學物質 mutagen 例：酒精是carcinogen卻非mutagen 吸菸：肺癌 (煙含有50種以上的carcinogen) 苯：血癌 (leukemia)

  38. 2. 飲食 高鹽飲食：胃癌 • 黃麴毒素(aflatoxin)：肝癌 嚼食檳榔：口腔癌 過多肉食：直腸癌 食用過多加工食品或少食蔬菜、水果、全麥較易致癌

  39. 吃烤肉要小心 烤肉過焦會產生benzo 〔a〕 pyrene benzo 〔a〕 pyrene 經氧化形成有害物質， 再經水解氧化所得的 diol epoxide 很穩定有 足夠的時間與親合基作用而導致癌症

  40. 輻射＋ 其它致癌因素 方易得癌症 3.輻射 輻射引發腫瘤的時間為10 - 15年 兒童與青少年受輻射得血癌的機率為成人的 兩倍，胎兒則為十倍 染色體被輻射線照到，受到破壞，染色體 上的一些基因無法活化，使DNA的一部 分消失了

  41. 太陽照射 皮膚細胞 黑色素 (Melanin) 吸收紫外光 保護皮膚 若過多的紫外光超過黑色素可以吸收的量， 皮膚會被灼傷發生化學反應而導致皮膚癌。 UV-A ： 315-400nm(奈米) 最弱 UV-B ： 290-315nm(奈米) 可被臭氧層阻擋 UV-C ： 180-290nm(奈米) 可被臭氧層阻擋

  42. 4.荷爾蒙 荷爾蒙失調會導致的癌症有乳癌、子宮內膜癌、 攝護腺癌、卵巢癌、睪丸癌、甲狀腺癌、骨癌。 乳癌患者： 具較高的雌激素（estrogen） 及黃體素（progesterone） 攝護腺癌患者：具較高的睪丸素（testosterone） testosterone level：非裔男性﹥歐裔男性﹥亞裔男性 甚麼人體內會增加這類荷爾蒙？體重過重者 及服用荷爾蒙之女性 甚麼人體內會降低這類荷爾蒙？運動量足夠的人

  43. 膽固醇可怕嗎？ 膽固醇在我們的肝臟中合成，不需要由食物中攝取就 自動會製造出足夠的量，且遍佈於全身的組織中，吃 過多含膽固醇的食物會使血液中的膽固醇增多，進而 堆積在血管壁上，阻止血液的流通，造成動脈硬化。 cholesterol

  44. LDL(low density lipoprotein) 膽固醇+蛋白質 HDL(high density lipoprotein) 進入血管 提供需要的膽固醇 LDL 過多的堆積在血管壁 膽固醇不溶於水 bad cholesterol good cholesterol HDL將膽固醇帶回肝臟變成膽酸 西元1769年在膽結石中確認了膽固醇 人腦內有10%的膽固醇，在某些膽結石中膽固醇為主要成分

  45. 不飽和（植物油） 三酸甘油酯 飽和（動物油） 三酸甘油酯(triglyceride) 三酸甘油酯是血脂為甘油及脂肪酸的酯類 為極低密度脂蛋白（VLDL） 為身體內的能量來源 血管中三酸甘油酯含量過高會導致動脈硬化 進而心血管疾病及中風

  46. 醋酸 阿斯匹靈 水楊酸 salicylic acid acetic acid aspirin 我感冒了 阿斯匹靈是甚麼？ 阿斯匹靈是水楊酸和 醋酸的酯類，做成酯 類較易打片。阿斯匹 靈進入體內消化後， 又水解成水楊酸，它 作用在腦部，改變身 體中一些化學傳導系 統而達到鎮痛解熱的 功效。

  47. 食的安全 塑化劑 甚麼是起雲劑？ 一種食品添加物，一般為三酸甘油酯類或植物油， 如棕櫚油等，其作用為乳化作用，可將油溶性及 水溶性的物質混合成膏狀如加在冰淇淋、沙拉醬、 飲料中以增加其濃稠度，強化其口感及視覺感， 是一種安全無虞的介面活性劑。

  48. 代替棕櫚油的塑化劑 DEHP di(2-ethylhexyl)phthalate DINP diisononyl phthalate

  49. 塑化劑的用途： 將塑化劑加入塑膠中可改變塑膠的性質，使其柔軟度、 流動性、可塑性增加 為何要將塑化劑代替棕櫚油的起雲劑？ 顏色純白，保存期限較長，價格便宜五倍 危害： 具生殖毒性、致癌，毒性遠大於三聚氰胺

  50. 三聚氰胺 2008年，三鹿奶粉被懷疑含有三聚氰胺(Melamine) ，河北省 出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心驗出送檢的16個批次 奶粉樣品中15個批次檢出三聚氰胺。 三聚氰胺加入奶粉中是為了在 檢驗時提高氮的含量以表示蛋 白質成分高以欺瞞消費者。 氰胺 三聚氰胺 用途：製造美耐皿的原料（注意：美耐皿餐具不要加熱）

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