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第一章 导论：化学与生命1

1-1 引言1

1-2 化学与生命2

第二章 宇宙和化学元素的起源6

2-1 宇宙如何创生——传说和思考6

2-2 宇宙是在膨胀中7

2-2-1 问题之一：夜里的天空为什么是黑的？7

2-2-2 问题之二：天体的光谱为什么会有红移？8

2-3 宇宙大爆炸理论11

2-3-1 宇宙大爆炸理论的提出11

2-3-2 宇宙大爆炸的八个阶段12

2-3-3 宇宙从何而来？14

2-3-4 宇宙又往何处去？15

2-4 化学元素诞生的理论16

2-4-1 化学元素的最初核合成——大爆炸中的核合成17

2-4-2 化学元素的恒星核合成19

2-4-3 化学元素的超新星核合成22

2-4-4 地球的形成23

2-5 “化学元素王国”的边界24

第三章 生命和生命元素的演变25

3-1 生命起源的研究25

3-1-1 生命是谁创造的？25

3-1-2 生命起源的学说之一（化学进化说）26

3-1-3 生命起源的学说之二（早期宇宙胚种说）30

3-1-4 生命起源的学说之三（新宇宙胚种说）31

3-1-5 生命起源的学说之四（新地球生成论）34

3-1-6 生命进化的历程37

3-2 生命元素的形成40

3-2-1 生命起源时对化学元素最初的自然选择40

3-2-2 生命体演化过程中有选择地吸收化学元素的规律41

3-2-3 生命元素的组成42

3-3 生命体中化学元素的来源46

3-3-1 地球是生命体元素的源泉46

3-3-2 生命体中元素的主要来源之一：天然淡水48

3-3-3 生命体中元素的主要来源之二：海洋49

3-3-4 生命体中元素的主要来源之三：土壤岩石50

3-3-5 生命体中元素的主要来源之四：大气52

3-4 生命元素的主要形态和主要特性53

3-4-1 生命体中的主要生命物质53

3-4-2 生命元素的主要存在形态54

3-4-3 生命元素的主要特征55

3-4-4 生命元素与地球生物化学循环密切相关58

3-5 影响生命元素演变的环境因素59

3-5-1 生命外部环境的差异和变化所造成的影响59

3-5-2 地球环境被破坏对人类带来的影响62

第四章 生命中的主量元素（一）64

4-1 碳是生命的物质基础64

4-1-1 生命为什么选择碳？65

4-1-2 生命中的碳元素主要起什么作用66

4-2 糖类化合物66

4-2-1 光合作用67

4-2-2 单糖69

4-2-3 二糖71

4-2-4 多糠73

4-2-5 黏多糖78

4-2-6 复合多糖80

4-2-7 红血球的糖蛋白与血型81

4-2-8 维生素C83

4-3 糖类化合物的重要生理功能86

4-3-1 糖类化合物的主要生理功能86

4-3-2 糖类化合物的生物信息识别功能88

4-4 脂类化合物89

4-4-1 中性脂肪、脂肪酸及蜡90

4-4-2 磷脂和糖脂98

4-4-3 甾类化合物101

4-4-4 脂溶性维生素106

4-4-5 植物甾醇的研究121

4-4-6 脂类化合物的主要生理功能122

4-5 碳在生命体中的代谢和平衡122

4-5-1 碳营养源122

4-5-2 碳在生物体内的循环123

4-5-3 糖类代谢的疾病——糖尿病125

4-5-4 脂类代谢的疾病——心血管疾病128

4-5-5 用“碳”来毁灭生命？132

第五章 生命中的主量元素（二）134

5-1 生命与氮134

5-2 氨基酸136

5-2-1 蛋白质氨基酸的结构和分类137

5-2-2 非蛋白质氨基酸144

5-3 肽145

5-3-1 多肽145

5-3-2 一些具有重要功能的多肽147

5-4 蛋白质153

5-4-1 蛋白质的结构153

5-4-2 蛋白质的生理功能157

5-5 酶、维生素、激素159

5-5-1 酶159

5-5-2 维生素（B族）167

5-5-3 激素179

5-6 核酸和基因187

5-6-1 核酸187

5-6-2 基因的研究193

5-6-3 生命的遗传195

5-7 生命体中其他重要的含氮小分子化合物200

5-7-1 神经递质200

5-7-2 生物碱206

5-7-3 植物中的硝酸盐氮210

5-7-4 人体内的一氧化氮212

5-8 氮元素在人体中的代谢与平衡215

第六章 生命中的主量元素（三）224

6-1 氧和生命224

6-1-1 氧生于水——光合作用224

6-1-2 氧与呼吸225

6-1-3 生命体中氧的吸入和运输227

6-2 氧的“功”与“过”229

6-2-1 氧的“功绩”229

6-2-2 氧又是一种潜在的“毒物”231

6-2-3 生命中的过量氧是有害的232

6-2-4 氧自由基真是衰老的罪魁祸首吗？234

6-2-5 生命体中的抗氧化合物235

6-2-6 重要的是缺氧同样有害239

6-3 生命中的氢元素242

6-3-1 氢离子和酸碱平衡242

6-3-2 氢离子和体液243

6-3-3 人体对氢离子的调节245

6-3-4 氢离子和人的味觉250

6-3-5 人体里的氢与医疗诊断251

6-3-6 氢的氧化是生物氧化过程的本质252

6-4 水和生命252

6-4-1 水的化学特性253

6-4-2 人体中的水254

6-4-3 水的生理功能257

6-5 钙和磷259

6-5-1 骨骼、牙齿及血浆259

6-5-2 钙离子的主要生理作用260

6-5-3 成骨与破骨263

6-5-4 钙的营养吸收264

6-5-5 磷化物——人体能量的仓库269

6-5-6 磷的生理作用和营养吸收273

6-6 钠和钾275

6-6-1 人体中的钠和钾275

6-6-2 钠和钾的生理作用276

6-6-3 离子通道和Na＋-K＋泵279

6-6-4 人体对钠和钾的吸收281

6-6-5 钠和钾对植物生长的作用281

6-7 氯和硫282

6-7-1 氯282

6-7-2 硫283

6-8 镁286

6-8-1 镁与叶绿素286

6-8-2 镁和人体288

第七章 微量元素和人体健康292

7-1 人体中必需（及可能必需）的微量元素292

7-1-1 碘293

7-1-2 锌298

7-1-3 硒302

7-1-4 铁305

7-1-5 铜、钼、钴、铬311

7-1-6 锰、硅、镍、硼、钒320

7-2 低剂量可能具有人体所必需功能但具有潜在毒性的微量元素326

7-2-1 氟326

7-2-2 锡、锂、铝329

7-3 可能具有人体所必需的功能但具有较大毒性的元素332

7-3-1 铅332

7-3-2 汞336

7-3-3 镉338

7-3-4 砷340

7-4 对微量元素的研究344

7-4-1 微量元素缺乏与过量时对生命的影响344

7-4-2 微量元素之间的相互作用348

7-4-3 人体中微量元素分布、代谢及平衡的研究350

7-4-4 人体内微量元素存在现状的忧虑356

第八章 人类与地球共命运359

8-1 人类与环境359

8-2 人类对生命元素循环的严重破坏造成了地球环境的严重污染361

8-2-1 生物地球化学循环361

8-2-2 地球上的碳循环和人类对其的严重干扰363

8-2-3 污染气体氮氧化物、二氧化硫的释放引起了全球性的严重大气污染366

8-2-4 含磷、氮的废水造成了地表水的富营养化，工业污染使水循环遭受破坏368

8-3 世界范围内的环境污染严重威胁着人类的生存370

8-4 我们应与地球共命运——建立绿色的家园373

主要参考书目375