人体必需的化学元素范文
时间：2023-06-13 17:14:21
导语：如何才能写好一篇人体必需的化学元素，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
化学元素是构成生物体的最小单位，在生物体元素组成中最基本元素是C，其原因是C是构成一切有机化合物的中心，并不是由于在生物体内含量较多。
（1）基本元素：C、H、O、N；（2）主要元素：C、H、O、N、P、S，此六种元素在生物体内含量达95%以上；（3）大量元素：指生物体内含量超过万分之一以上的元素，有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；（4）微量元素：指生物体内含量少，但作用重要的元素，这是判断是否是微量元素的标准，具体元素有Fe、Zn、Mo、Cu、Mn、B、Ni、Cl等。
能力提升：（1）基本元素与组成细胞的主要元素二者的区别。基本元素是指构成任何生物体都必须的元素，包括结构最简单的朊病毒也不例外，也包含C、H、O、N四种元素；主要元素则是指细胞中作用重要而相对含量又较高的元素，如C、H、O、N、P、S等，它们大约占细胞总量的97%，所以主要元素中包含了基本元素，但二者又不完全等同；细胞的化学元素中又以O含量最多。
（2）大量元素和微量元素的区别是以各种元素在生物体内的含量而定的。含量占生物体总量万分之一以上的就称为大量元素，以下的就称为微量元素。
典例1.下列哪一实例能说明微量元素是生命活动所必需的是（ ）。
A.Mg是叶绿素不可缺少的组成成分
B.油菜缺少B时只开花不结果
C.哺乳动物血液中Ca2+盐含量太低会抽搐
D.人体内Mn的含量过高会导致运动失调
点拨：本题考查微量元素的定义。题中提到微量元素只有“B”、“Mn”符合，而D项不能说明该微量元素是否为人体生命活动所必需。
答案：B
总结：对生物体内的元素种类及构成，不仅考虑其在生物体内的含量，而且还要考虑其在生物体内的作用。称之为微量元素的标准是在生物体内含量少，但作用重要的元素。大量元素和微量元素是按照该元素在生物体内的含量来确定的。主要元素、基本元素等是按照该元素对生物体的作用区分的。自然界组成元素与生物体组成元素的关系可以用右图表示。
考点二：细胞中的元素及其重要作用
（一）组成化合物
（二）影响生命活动
①Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。
②K+可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成和运输。
③B+可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺少B会造成“花而不实”。
④K+在动物细胞中多分布在细胞质里，对神经的兴奋传导和肌肉收缩有重要作用。在植物中以无机盐溶液的离子状态存在，与光合作用过程中糖类的运输有关。Mg是叶绿素的组成成分，一切绿色植物光合作用不可缺少的。
⑤Zn2+有助于人体细胞的分裂，促进生长发育、大脑发育和性成熟。
典例2.下列对化学元素硼的描述，不正确的是（ ）。
A.硼属于微量元素B.柱头和花柱中积累大量硼时，有利于受精作用
C.缺硼时花粉发育不良，花药和花丝萎缩D.能够促进雄蕊的萌发
点拨：化学元素硼（B）是生物生长所必需的，但需要量却很少，是维持生物正常生命活动不可缺少的微量元素。硼对生命活动的影响：能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长，当柱头和花柱积累了大量硼时，有利于受精作用的顺利进行。在缺少硼时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。如油菜缺硼时，会出现“花而不实”现象。雄蕊的萌发和花粉的萌发是两个概念，不能混淆。
篇2
一、人体健康与化学元素的关系
人体中含有大量的化学元素。在这些元素中，除碳、氢、氧、氮能形成各种体内的有机物质以外，其他元素都各以一定的化学形态和结构形成各种生物配合体、功能蛋白质、酶等存在于人体组织中，或作为组成人体结构的材料。或作为血氧运输的载体、或作为酶的激活剂、或作为体液中电解质平衡的调节剂，或作为人体细胞间的信息传递的通讯员，这些元素协同作用，共同完成人体的新陈代谢功能。
但是，由于人类在长期进化过程中，并没有形成对现代社会环境中，无论在数量、还是在质量方面的巨大变化的元素的生态适应机制，环境中有些元素对于人体是必需的，有些是非必需的，不是可有可无的。而人体中任何一种化学元素超过一定的标准都会成为对人体的有害元素。例如，铁是人体必需的元素，具有造血、组成血红蛋白、传递电子和氧，维持器官功能的作用，但人体摄人过量的铁，就会损伤胰腺和性腺，甚至引起心衰、糖尿病和肝硬化。氟也是人体的必需元素，氟对防龋齿、促进牙的生长有积极作用，氟还参与人体内各种氧化还原反应和钙、磷代谢。但是，过量的氟会引起氟斑牙、氟骨症和骨质增生。其他很多元素也如此。
现代人与古代人人体中的微量元素的变化是由环境污染而造成的。随着人类新技术的发展和对地球资源的开发利用，现代环境中的很多元素大大超过了古代环境。因此，现代人人体中各微量元素的含量水平也大大超过了古代人.
现代人体内大多数元素的含量高于古代人，而其中许多元素对人体的健康构成危害。它们在人体中有隐性，当高于某一阈值时，人体便发生中毒，甚至死亡。例如，铜的过量摄人曾导致了轰动世界的日本富山痛痛病，患者长期食用含铜量很高的米，全身自然骨折达72处之多，呼天叫地，痛不欲生。铅也是一个潜在的危害，目前它的主要来源是汽油中的防爆剂——四乙基铅。在汽油时代开始以前，古代罗马人已经开始大量使用铅了。古罗马人用铅制成贮存糖浆和果酒的容器，贵族妇女痴醉于铅做的化妆品。有的历史学家认为，铅中毒引起的死胎、自然流产和不孕症是罗马帝国上层阶级出生率低，从而导致古罗马最终衰亡的原因。随着铅的开采和汽油的使用，环境中的铅越来越多。铅中毒引起人体寿命缩短，情绪低沉、疲倦、贫血，甚至影响儿童的智力。二、人体对污染物的富集
人类利用自己的智能得到的物质越多，“潘多拉魔盒”效应也越明显。据统计，已有96000种化学品进入了人类环境。这些化学品在给人类生活带来巨大利益的同时，也带来了大量的环境问题。100年前，“滴滴涕”的发明者（瑞士人缀勒）由于发明了“滴滴涕”而获得诺贝尔奖，而现在许多国家因其对环境和人体造成危害，已将“滴滴涕”列为禁用品。
科学家发现，人体对环境中某些元素具有惊人的富集效应。美国的科学家在长岛河口区做过这样的实验，大气中“滴滴涕”浓度很低，但经过食物链放大，进入人体的“滴滴涕”浓度可达大气“滴滴涕”浓度的1000万倍以上：大气“滴滴涕”（富集1.3万倍）浮游生物（富集14.3万倍）小鱼（富集57.2万倍）大鱼（富集85.8万倍）水鸟（富集1000万倍）人体。
现代科学证明，人体对有毒物质的富集放大是惊人的。世界上有名的公害事件，包括日本水侯县受汞毒害的水俟病，富山县的痛痛病及农药的污染，研究表明，工业厂矿的废水、废气、废渣排放到环境中造成环境镉污染，从而使当地居民种植的水稻等农作物含镉量超标，居民长期食用被镉污染的粮食、蔬菜等，导致体内镉负荷逐渐增高，镉在体内的生物半衰期长达10－30年，为已知的最易在体内蓄积的有毒物质。镉的不断累积，可使接触者产生各种病变。急性或长期吸入含镉烟尘可引起肺部炎症、支气管炎、肺气肿、肺纤维化乃至肺癌。长期、低剂量接触镉污染主要产生的肾脏病变，表现为肾小管吸收功能降低，尿中低分子蛋白含量增高。镉中毒时，肾脏对钙、磷的吸收率下降，对维生素D的代谢异常，长此以往，可导致镉接触者的骨质疏松或骨质软化。镉还可引起肺、前列腺和的肿瘤。都是由于食物链和生物富集放大的结果。著名物理学家牛顿在1692年由于患严重的失眠、消化不良、健忘、忧虑及妄想等症状而与世长辞。100多年后，人们分析了这位大物理学家的头发样品，发现牛顿死于铅、砷、镉中毒。这些元素都是牛顿用金属做炼丹实验时，从“潘多拉魔盒”中跑出来的。牛顿当年万万不会想到，自己的身体吸收了他的炼丹元素，并因此而丧生。
三、环境污染物进入人体的途径及危害
对人体健康有影响的环境污染物主要来自工业生产过程中形成的废水、废气、废渣，包括城市垃圾等。环境污染物影响人体健康的特点，一是影响范围大，因为所有的污染物都会随生物地球化学循环而流动，并且对所有的接触者都有影响；二是作用时间长，因为许多有毒物质在环境中及人体内的降解较慢。
环境污染物进入人体的主要途径是呼吸道和消化道，也可经皮肤和其他途径进入。气态污染物一般是经过呼吸道进入人体的。由于呼吸道各个部位的结构不同，对污染物的吸收速率也不同。人体肺泡面积达90平方米，毒物由肺部吸收速度极快，仅次于静脉注射。进入肺泡的污染物直径一般不超过3μm，而直径大于10μm的颗粒物质，大部分被粘附在呼吸道、气管和支气管粘膜上。水溶性较大的气态物质，如氯气、二氧化硫，往往被上呼吸道粘膜溶解而刺激上呼吸道，极少进入肺泡；而水溶性较小的气态毒物（如二氧化氮等），大部分能到达肺泡。污染物进入人体后，由血液输送到人体各组织。不同的有毒物质在人体各组织的分布状况不同。一般来说，重金属往往分布在人体的骨骼内，而“滴滴涕”等有机农药则往往分布在脂肪组织内。毒物长期隐藏在组织内，并能在组织内富集，造成机体的潜在危险。除很少一部分水溶性强、相对分子质量极小的污染物可以原报排出体外，绝大部分都要经过某些酶的代谢或转化，从而改变其毒性，增强其水溶性而易于排泄。人体的肝、肾、胃肠等器官对污染物都有一定的生物转化作用。其中以肝脏最为重要。污染物在体内的代谢过程可分为两步，第一步是氧化还原和水解，这一代谢过程主要与混合功能氧化酶系有关；第二步是结合反应，一般经过一步或两步反应，原属活性的有毒物质就可能转化为惰性物质而起解毒作用。但也有增大活性的现象，如农药1605在体内氧化为1600，其毒性更大。
各种污染物在体内经生物转化后，经肾、消化管和呼吸道排出体外，少量经汗液、乳汁、唾液等各种分泌液排出，也有的通过皮肤的新陈代谢到达毛发而离开机体。
人体除了通过上述蓄积、代谢和排泄三种方式来改变污染物的毒性外，机体还有一系列的适应和耐受机制，但机体的耐受是很有限的，超过一定的限度，人体就会出现中毒症状，甚至死亡。影响环境污染物对人体作用的因素主要有：剂量、作用时间、反应条件和个体敏感性等。总的来说，不同的污染物对机体危害的临界浓度和临界时间都是不同的，只有当环境污染物在体内蓄积达到中毒阈值时，才会发生危害。
环境污染对人体健康往往造成急性危害、慢性危害和远期危害。当污染物在短期内大量侵入人体，常会造成急性危害。历史上的公害事件，都是急性危害的例子。当污染物长期以低浓度持续不断地进入人体，则会产生慢性危害和远期危害。例如，大气低浓度污染引起的慢性鼻炎、慢性咽炎，以及低剂量重金属铅引起的贫血、末梢神经炎、神经麻痹、幼儿脑受危害而引起学习和注意力涣散等智力障碍等。环境污染物对人体的远期危害主要是致癌、致畸、致突变作用。资料表明，人类癌症由病毒生物因素引起的不超过5％，由放射性物理因素引起的也在5％以下，由化学物质引起的约占90％。而致癌的化学物质中，有相当一部分是环境污染物。例如，砷化物、石棉纤维、煤烟中的苯类、二氧化硫、农药等。如位于包钢北部偏西约20公里的沙德格苏木，许多牧民都患有腰背部及四肢关节疼痛，部分人出现骨骼变形，据包头医学院在该地区的调查，儿童牙齿斑釉率为97.63％，成人为89.57％，严重的氟污染不仅损害了沙德格百姓的健康，而且给当地的畜牧业带来危机。20世纪70年代末，一个大队有万余头羊，后来只活了不过4000头，牧民们生活极端困苦，纷纷洒泪离乡，逃荒到达茂旗等地。对此，国家环保总局很重视，指派太原环境医学研究所去调查核实，结果情况基本属实。
篇3
1.化学元素与人体健康
例1化学元素与人体健康息息相关,在C、N、H、O、Ca、Zn等元素中,属于人体必需的微量元素是
,若要补充含该元素的药剂,一定要遵照医嘱,不能少服也不能多服,其原因是 。缺钙会引起佝偻病,下列物质可用于人体补钙的是。
A.CaOB.Ca(OH)2C.CaCO3
解析:人体必需的微量元素有铁、锌、硒、碘、氟等;补充这些元素应该适量,因为摄入不足或摄入过量均不利于人体健康;CaO能与水反应放出大量的热,生成的Ca(OH)2具有强烈的腐蚀性,可用于补钙的是CaCO3。
答案:Zn,摄入不足或摄入过量均不利于人体健康,C。
2.营养素与人体健康
例2为了确保人体健康,需要吃些粗粮。玉米是营养成分丰富的优质粗粮,玉米中的主要成分见下表。
(1)上表中含有人体所需的营养素有类。
(2)玉米初加工可得到淀粉,淀粉属于(填序号,下同)。
①无机物 ②糖类 ③有机合成材料 ④高分子化合物
解析:人体所需的六大营养素是蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水。在玉米的主要成分中,阅读表格可知,含有蛋白质、油脂、糖类、水和维生素B族5类;糖类包含淀粉、纤维素和葡萄糖,所以淀粉属于糖类,而且是高分子化合物。
答案:(1)5;(2)②④。
3.食品安全与人体健康
例3《食品安全法》从2009年6月1日起正式实施。某些奶粉中因为含有大量的三聚氰胺,对婴幼儿身体造成极大伤害,国家已明令禁止生产和销售。下列关于三聚氰胺(化学式为C3H6N6)的说法正确的是()。
A.三聚氰胺中含有氮分子
B.三聚氰胺中C、H、N三元素质量比为1∶2∶2
C.三聚氰胺由3个C原子、6个N原子、6个H原子构成
D.三聚氰胺由C、N、H三种元素组成
解析:三聚氰胺分子中含有氮原子,不可能含有氮分子;三聚氰胺中C、H、N三种元素的原子个数比为1∶2∶2,质量比为6∶1∶14。
答案:D。
二、化学与能源
1.化学反应与能量变化
例4电能是人们生产和生活中必不可少的能量,在①水力发电 ②风力发电③燃煤发电④太阳能电池⑤垃圾焚烧发电等5种获得电能的方式中,由化学能转变得到的是 和 (填序号)。
解析:由化学能转变得到电能,一定要发生化学变化。在5种获得电能的方式中,只有燃煤发电、垃圾焚烧发电的过程中发生了化学变化,是由化学能转变得到电能的。
答案:③,⑤。
2.化学反应与能源
例5“嫦娥一号”卫星使用的燃料是液氢,助燃剂是液氧。氧气从淡蓝色液体变成无色气体发生了变化,氢气燃烧的化学方程式为。液态氢作燃料除燃烧时产生较大的推动力外,另一个优点是
。对于目前全世界出现的能源危机,以及燃烧对环境的影响,我们应该合理开发利用的新能源有(至少填两种)。
解析:氧气从淡蓝色液体变成无色气体,并没有生成新物质,是物理变化;氢气作为燃料不仅能够产生大量的热,而且由于生成物是水,所以对环境无污染;应该合理开发的新能源有太阳能、风能等。
答案:物理,2H2+O2 2H2O,无污染,太阳能、风能等。
三、化学与环境
1.pH与酸雨
例6某环保监测站取刚降下的雨水,每隔一段时间测定其pH,数据如下表,下列有关说法不正确的是()。
A.雨水酸性逐渐减弱
B.雨水的酸性一段时间后趋于稳定
C.酸雨会腐蚀机械设备和建筑物
D.硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要因素
解析:0~2分钟时,pH由4.8减至4.5,2~5分钟时,pH维持在4.5不变。pH越小,酸性越强,所以0~2分钟时雨水酸性逐渐增强;2分钟后,雨水的酸性趋于稳定;酸雨主要由硫和氮的氧化物引起,会腐蚀机械设备和建筑物等。
答案:A。
2.化学知识与水污染
例7水是生命之源,保护水资源、防止水污染是每个公民和全社会的责任。下列做法有利于防止水资源污染的是()。
①在农业生产中合理使用农药和化肥②工业废水和生活污水处理达标后再排放③不用含磷洗衣粉④将海水淡化
A.①②④ B.②③④ C.①②③ D.①②③④
解析:保护水资源,人人有责。“将海水淡化”属于水的利用,与防止水污染没有关系。
答案:C。
3.化学知识与温室效应
例8温室效应被列为21世纪人类面临的最大威胁之一,二氧化碳是大气中的主要温室气体。为了减缓二氧化碳使全球变暖的趋势,有科学家设想,将排放到空气中的二氧化碳压缩使其液化,然后将其压入到冰冷的深海中。但也有科学家担心海水中富含二氧化碳后酸度会增加,可能会杀死一些海洋生物,甚至会溶解掉部分海床,从而造成灾难性的后果。
(1)为减少二氧化碳这种温室气体的排放,我们可以采取的措施有、 (两种即可)。
(2)二氧化碳气体转变为液体时将会能量(填“释放”或“消耗”)。
(3)二氧化碳使海水酸度增加的原理用化学方程式表示为。
(4)二氧化碳在深海中的溶解度比在通常状况下的水中的溶解度,理由是 。
解析:通过开发新能源或减少化石燃料的使用等措施可减少二氧化碳的排放;气体液化时放热;二氧化碳会与水反应生成碳酸,增加了海水的酸性;气体的溶解度随压强的增大、温度的降低而增大,而深海中与通常状况相比,压强大、温度低,所以二氧化碳在深海中的溶解度会变大。
答案:(1)开发新能源、减少化石燃料的使用或提高燃料的利用率。
(2)释放。
篇4
【关键词】初中化学 兴趣培养 化学实验
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.04.041
初中化学是学生首次接触化学这门古老课程的重要途径，初中化学包含的基本化学知识概念对于学生更好地了解化学这一门课程有着很大的启示作用，如果初中化学教师能够培养学生学习化学的兴趣，对于学生以后高中、大学的化学学习是极其有帮助的。因此，初中化学教师需要关注学生的化学学习兴趣，调动学生学习化学的积极性，通过培养学生的化学学习兴趣来提高学生的化学学习水平。
一、理论联系生活实际
化学作为初中阶段的一门重要课程，它包含的概念比较多，学生接触后容易因为不熟悉而产生抗拒心理，但是初中化学对于高中化学的学习有着重要的影响作用，为了帮助学生克服畏难情绪，促使学生更好地学习初中化学这门课程，初中化学教师需要注重对学生学习兴趣的培养。众所周知，化学与生活实际的联系非常紧密，因此，初中化学教师需要将化学理论与生活实际联系起来，以期达到培养学生化学学习兴趣的目的。 理论联系生活实际，需要初中化学教师在课堂教学中将课本中的化学基础知识概念与生活实际联系起来进行讲解，这种理论与生活实际相结合的教学方式，有利于培养学生的学习兴趣，促使学生善于观察生活，善于联系生活实际，最终帮助学生更好地学习化学。
例如，初中化学教师在讲解《化学与生活》这一部分内容时，可以采用设置问题的方式引入课题，吸引学生的兴趣，从而更好地调动学生的学习积极性。在学到化学元素与人体这部分内容时，初中化学教师可以让学生先自己思考或者小组讨论我们人类身体中究竟含有哪些化学元素？而这些化学元素在我们的身体中又起着怎么样的作用呢？ 在听取了学生的回答后，教师需要循序渐进的将化学元素在人体中的作用加以分析。例如钙是人们骨头中不可缺少的部分，大量的钙是在人们的骨头和牙齿中的，如果人体中钙这种元素过多的话，人们就容易产生结石，并且容易骨骼变粗。如果含钙量较少的话，青少年容易患佝偻病，并且容易发育不良，因此初中教师要鼓励学生在这个阶段补足钙的吸收。通过这种紧密结合生活实际的教学方式进行化学讲解，学生容易对化学这门课程产生兴趣，继而更加积极的参与到课堂中去，从而专心的学习化学。
理论联系实际来培养学生化学学习的兴趣，还需要教师鼓励学生善于观察。学生容易对自己生活中的周围的事物产生兴趣，而化学是与生活紧密相连的一门学科，例如在学习有关水这部分内容时，教师可以让学生观察水的各种形态，水可能是液体，也可能是固体，还可能是气体。学生观察到水的这些形态时，会对其化学元素的构成产生兴趣，教师在这种情况下进行授课，效率就会得到提高。因此，理论联系实际，还需要初中化学教师通过鼓励学生观察的方式来培养学生的学习兴趣。
二、关注化学实验的作用
初中化学的学习兴趣培养，除了要求教师注重理论联系生活实际来促进学生学习兴趣的提高外，还需要教师关注化学实验的作用。初中化学是一门理论与实验并重的学科，实验是化学进步的重要条件，化学实验的教学有助于促进学生化学学习兴趣的提高，帮助学生更好地理解初中化学这门课程的特殊性与重要性。关注化学实验，也就是要求初中化学教师要注重实验教学。初中化学有许多的实验课题，这些实验具有相当大的趣味性，可以有效地培养学生对于化学这门课程的学习兴趣，因此，教师需要注重化学的实验教学。
例如在讲解有关燃烧的化学知识时，教师可以让学生分小组进行实验。在实验前，教师需要对学生进行安全操作的讲解，在学生了解了实验步骤后，再让学生进行小组的化学实验。燃烧本身需要可燃物、温度、氧气这三个条件，缺一不可，为了加深学生的印象，让学生更好地了解燃烧所需要的条件，初中化学教师在将学生分为小组后，可以让不同的小组进行对比实验。让一个小组用石头放在酒精灯上烧，一组用小木条，最后发现小木条燃烧，石头无法燃烧，这证明了达成燃烧这一结果需要可燃物；以此类推，初中化学教师可让两组学生分别用浸水的纸条和干燥的纸条放在酒精灯上燃烧，以此证明燃烧需要温度这一条件；最后，教师可以点燃两盏酒精灯，一盏酒精灯处于密闭的条件，一盏在空气中，以此证明了燃烧需要氧气。
通过这种让学生亲自动手参与的化学实验的教学，学生对于燃烧所必需的三个条件会印象深刻并且理解会更为透彻，化学实验本身所具有的趣味性对于初中化学教师培养学生的化学学习兴趣也是非常有益的。
三、教师自身的职业素养
初中化学教师除了通过理论联系实际，注重化学实验教学的作用来培养学生的化学学习兴趣之外，还可以通过加强自身职业素养这种方式来激发学生学习化学的兴趣。
初中化学本身包含的内容较多，学生学习起来容易产生困难，从而学习兴趣减弱，为了减少这种情况的发生，初中化学教师需要提升自己的专业素养。所谓专业素养既包括了教师本身教学所需要的化学专业知识，也包括了初中化学教师教学所需要的教师技能，如自如的谈吐、良好的教学姿态、本身所具有的优秀的人格魅力等等，对于这些职业素养，教师需要通过不断充电学习的方式来给予加强。例如，如果初中化学教师讲课把握不住重点，学生听起来就容易有一种雾里看花，水中望月的模糊感觉，因为听不懂而放弃这节课的学习，最终形成恶性循环。因此，教师需要锻炼自身讲课的技巧，善于抓住重点，授课时要条理分明，帮助学生更好地产生学习兴趣，调动学生的学习积极性。
篇5
【关键词】 大麦草;微量元素;火焰原子吸收法
Measurement and analysis of Trifling Elements in Barley Plants
HUI Qiu-sha,LI Tian-lei.
【Abstract】 Objective The nutrition of barley plants at the vigorous tillering stage were analyzed.The paper analysis of some elements such as Fe,K,Cu,Mg,Ca,Mn,Zn,Se in Barley plants method of atomspectrum determine analysis.Results The Barley Plants are full of micro elements which human body need.Conclusion
It provides new scientific foundation for further study and general application of Barley Plants by this experiment.
【Key words】Barley Plants; Micro element; Atom spectrum method
作者单位:250014济南,山东中医药大学
大麦草(Barley Plants)即大麦青苗,《本草纲目》中记载:麦苗,辛、寒、无毒,捣烂绞汁,饮之,消酒毒暴热,酒疸黄目;煮汁滤服,解蛊毒;藏器,除烦闷,解时疾狂热,退胸隔热,利小肠;做食,甚益颜色。近代的研究表明,麦苗中含有大量对生命肌体活动有益的营养物质,经常食用麦苗制品可增强人体免疫能力,防病抗病,抗衰老[1]。本实验从微量元素的角度进一步探索了大麦草营养保健的化学元素基础并为大麦草营养保健品的深度研究和综合利用提供了新的科学依据,并从微量元素营养学的角度探讨八种微量元素对人体的营养作用进一步证明大麦草是非常合适的功能保健食品。
1 实验材料
1.1 仪器设备 WFX-1D型原子吸收分光光度计; 400型电沙浴;FA1104型电子分析天平;SX4-10型马弗炉;电炉;研钵。
1.2 材料及试剂 硝酸、高氯酸为优级纯;Fe、K、Cu、Mg、Ca、Mn、Zn、Se标准溶液为光谱纯基准试剂;大麦草压片(系华堂科技开发有限公司出品委托黑龙江地王药业股份有限公司加工)。
2 样品前处理
2.1 样品处理 将厂家提供的大麦草压片取适量 在研钵中研成细粉,备用。
2.2 消化
2.2.1 干法 精密称取处理好的大麦草细粉0.1948 g,分别放入坩埚中在通风橱内置电炉上炭化,再置于马弗炉中500℃高温灰化,用0.4%稀硝酸定容10 ml。
2.2.2 湿法 精密称取处理好的大麦草细粉0.2585 g,放入锥形瓶中,加入少量混酸(硝酸:高氯酸=10:0.3),置电沙浴上消化,用去离子水定容至10 ml。
2.2.3 空白实验 与上述各步完全相同,干法、湿法分别做平行空白实验。
3 含量测定
3.1 设备条件,见表1。
表1
各微量元素的测定条件
微量元素波长(nm)灯电流(mA)狭缝(nm)
Fe248.320.2
K766.520.2
Cu324.720.2
Mg285.220.2
Ca422.720.2
Mn279.520.2
Zn213.920.2
Se532.320.2
3.2 制备标准曲线
3.2.1 铁标准曲线的测定,见表2。
表2
铁标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
100
20.50.059
31.00.116
42.00.224
铁的标准曲线
3.2.2 钾标准曲线的测定,见表3。
表3
钾标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
100
21.00.088
32.00.171
43.00.340
钾的标准曲线
3.2.3 铜标准曲线的测定,见表4。
表4
铜标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
100
20.50.057
31.00.114
42.00.220
铜的标准曲线及线性方程
3.2.4 镁标准曲线的测定,见表5。
表5
镁标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
100
20.50.067
31.00.133
42.00.253
镁的标准曲线及线性方程
3.2.5 钙标准曲线的测定,见表6。
表6
钙标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
100
2100.051
3200.099
4400.191
钙的标准曲线及线性方程
3.2.6 锰标准曲线的测定,见表7。
表7
锰标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
100
20.50.025
31.00.055
42.00.110
锰的标准曲线及线性方程
3.2.7 锌标准曲线的测定,见表8。
表8
锌标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
100
20.10.063
30.30.181
40.50.272
锌的标准曲线及线性方程
3.2.8 硒标准曲线的测定,见表9。
表9
硒标准曲线的测定数据
实验编号C(mg/L)A(吸光度)
1541.5
21083.9
320185.3
450496.0
5100962.1
硒的标准曲线及线性方程
3.3 样品测定 Fe:按国标法GB/T5009.90-2003 食品中铁的测定方法进行测定;K:按国标法 GB/T5009.91-2003食品中钾的测定方法进行测定;Cu:按国标法 GB/T5009.90-2003食品中钾的测定方法进行测定;Mg:按国标法GB/T5009.90-2003食品中钾的测定方法进行测定;Ca:按国标法GB/T5009.92-2003食品中钾的测定方法进行测定;Mn:按国标法GB/T5009.90-2003食品中钾的测定方法进行测定;Zn:按国标法GB/T5009.14-2003食品中钾的测定方法进行测定;Se:按国标法GB/T5009.93-2003食品中钾的测定方法进行测定。
在3.1条件下测定吸收度,扣除空白植,由标准曲线法计算出每千克样品中的微量元素含量(mg/kg),见表10。
表10
大麦草微量元素的含量(mg/100 g)
微量元素含量(mg/100 g)
Fe2.922
K4975.340
Cu0.720
Mg584.650
Ca868.790
Mn0.518
Zn2.053
Se2.640
4 回收率的测定
为了验证上述结果的可靠性,对以上8种元素进行回收实验,测试数据见表11。
表11
八种微量元素含量回收率测定数据
元素回收率(%)
Fe94-103
K92-102
Cu95-102
Mg96-104
Ca93-102
Mn91-102
Zn95-101
Se96-104
通过回收率的测定说明实验方法的稳定性。
5 微量元素营养学分析
5.1 微量元素的主要生理功能 微量元素多数是酶的活性中心或酶的激动剂,酶在体内具有独特的催化作用,能加速体内的生化反应和促进体内的代谢。
运输载体,人体99%的宏量元素通过微量元素运送到全身各个细胞。
激素的组成部分,例如甲状腺分泌甲状腺激素,碘是甲状腺激素的组分。
参与核酸代谢,如矾、锰、铬、铁、钴、镍、铜、锌等微量元素都能影响核酸的合成和代谢。
5.2 微量元素的共同特点 含量低,生理功能大,具有双侧阈浓度的特点,即每种微量元素在人体内都一个安全和适宜的摄入范围,只有在此范围内,通过体内稳态平衡的作用,使组织浓度和功能维持在最佳状态,一旦超过安全和适宜范围,就具有潜在毒性,具有扩大功能的能力。
专一性和特效性,其在体内存在的化学形式有:金属酶,金属蛋白质,金属激活酶,形成离子对或盐的形式等。
人体所需的微量元素必须由外界获得。
5.3 八种微量元素的生理功能和营养作用 钙(Ca):钙是人体必需的常量元素,约占人体总重量的1.5%~2%。钙以羟基林灰石[3Ca3(PO4).Ca(OH)2]的形式构成骨骼和牙齿,它是血液凝结,心脏和肌肉的收缩和弛缓、神经兴奋与传递,细胞膜通透性的维持,多种酶的激活及体内酸碱成平衡等不可缺少的物质。人体长期缺钙就会导致骨骼、牙齿发育不良,血液不正常,甲状腺机能减退,我国目前食物中钙的摄取量普遍偏低,缺钙已成为全球性危害人类健康的营养问题,不仅婴幼儿明显缺钙,妇女与老人的缺钙也是比较严重。
铁(Fe):铁是人体营养极为重要的必需微量元素,成人含量约4.5 g,73%存在于血红蛋白中,3.3%存在于肌红蛋白中,铁蛋白和血铁黄素中贮存有6.3%,体内铁都与蛋白质结合,无游离状态。红细胞内的血红蛋白是由一种叫卟啉的物质与铁构成血红素,血红素再于珠蛋白结合成血红蛋白,因此铁是血红蛋白合成的重要原料之一。若某些原因使机体对铁的需要量增加,而摄入量不足丢失过多,可以造成缺铁,就会影响红细胞内血红蛋白的合成,从而引起缺铁性的贫血。
锌(Zn):锌存在于人体所有组织中,具有多种生理功能和营养作用,成人体内含锌约1.4~2.3 g,主要分布在肝脏、肌肉、骨骼和皮肤中,通常皮肤、头发指甲中的锌水平可以反映营养状况。在抗衰老及毛发美化方面起着重要作用,有人认为锌低是免疫低下的表现。锌是人体中很多金属酶的组成成分或酶激活剂,在组织呼吸和物质代谢中起重要作用,锌与DNA和RNA,蛋白质的生物合成密切相关,能促进机体生长发育,并能加速创伤组织的愈合。锌不但影响味觉和食欲,还 与性机能有关,锌参与胰岛素合成及功能,并影响促肾上腺及皮质激素,锌还具有能使细胞膜或机体膜稳定化的重要作用,锌与心血管疾病和癌肿都有一定关系。
硒(Se):硒是目前研究最活跃的一种人体必需微量元素,成人体内含硒14~21 mg,多分布于指甲、头发、肾脏和肝脏[14-15]。硒和生物活性形式为含硒酶和蛋白(GPx等),硒是谷胱甘肽过氧化物(SOD)活性中心的必需成分,SOD可破坏机体正常代谢过程中形成的有害过氧化物,保护细胞膜,能清除体内自由基具有抗衰老的功能。硒能促进淋巴细胞产生抗体,提高肺泡中谷胱甘肽过氧物酶的活性,促进吞噬细胞功能,硒缺乏时体液免疫功能下降,降低细胞免疫功能和吞噬细胞杀菌功能,硒能使血中免疫球蛋白水平增高,增强人体免疫系统功能。我国目前食物中硒供给量一般不足。
铜(Cu): 人体各器官均含有铜,以肝、脑、心、肾较多,肝是铜贮存的仓库,可以调节血中铜量,成人体内含铜总量约为80 μg。铜是人体许多金属酶的组成成分,它们都是氧化酶,在生物氧化过程和代谢过程中有重要作用。铜能促进铁的吸收,缺铜时血红蛋白合成减少,可以导致贫血。每日膳食中铜的安全和适宜摄入量对成人为2~3 mg,铜的摄入过多,也同样会引起中毒,如肝豆状核变性。
钾(K):细胞内液中主要的阳离子,维持体内的水平衡,渗透压及酸碱平衡。增强肌肉兴奋性,维持心跳规律,参与蛋白质,糖类和热能代谢。对心血管系统的作用,主要是参与细胞膜静息电位的形成,传导神经冲动,维持细胞内渗透压,维持神经肌肉的兴奋性,参与细胞的能量代谢。
镁(Mg):细胞内液中重要的阳离子,激活体内多种酶,维持核酸结构的稳定性,抑制神经的兴奋性,参与体内蛋白质合成,肌肉收缩和体温调节作用。Mg对人体心血管系统的作用是参与酶和能量的代谢,抑制房室传导,降低心肌兴奋性。
锰(Mn):锰盐难溶,不易吸收,是活化硫酸软骨素合成酶系统,促进生长和正常的成骨作用,缺乏时生长迟缓,生殖机能受阻,锰还参与造血过程,各种贫血患者血锰量多有降低。锰对心血管亦是有益的元素,能促进细胞内脂肪的氧化作用,降低肝脏内脂肪的含量。
6 讨论
由实验结果可知大麦草中含量最多的微量元素主要是K(4975.34 mg/100 g)、Ca(868.79 mg/100 g)、Mg(584.65 mg/100 g),其次是Fe(2.922 mg/100 g)、Se(2.64 mg/100 g)、Zn(2.053 mg/100 g),最少量的为Cu(0.7195 mg/100 g)、Mn(0.5175 mg/100 g)。根据微量元素双侧阀浓度的特点和科学安全适宜的摄入范围[2-4],大麦草中八种微量元素根据微量元素在人体的最适浓度范围刚好呈一种递推关系,对于人体需求量很大的微量元素钙(Ca)、钾(K)在大麦草中含量很大并其含量在人体安全摄入范围内,含量特别少的铜(Cu)、锰(Mn),人体的本身摄入量本就不能太大,如果过大会造成毒副作用的出现,而这两种元素的含量也是很合理的[5,6]。硒是一种高活性的微量元素,人们都在试图努力开发富硒食品,在大麦草中测到的含量是比较高的,而高硒饮食人群患癌的几率远小于缺硒少硒人群。对于钙、硒、锌的含量对中国人群有特别的营养学意义,人类的缺钙现象比较普遍,而中国人的缺钙现象尤其严重,而硒是抗癌主要微量元素,锌称之为生命元素[7-13]。
本实验研究为大麦草的利用开发提供了一定的理论参考,特别是从无机元素营养学的角度更进一步证明了大麦草的作用元素基础。相信随着功能保健食品的发展,在麦草的研究回全面的探讨。
参 考 文 献
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篇6
关键词：鹿蹄草；生物学；化学成分；生物活性
Abstract：Pyrola calliantha H.Andres is China's traditional Chinese medicinal materials， which commonly used in all kinds of rheumatism bone disease syndrome.In recent years， many studies were carried out and new discovery was made in chemical composition and biological activity by scholars at home and abroad. Now we reviewed about its original plant morphology， ecological distribution， medicinal part morphological and biological characteristics such as the structure， the main medicinal components of phenol， quinone， glucoside， amino acids and their biological activities. Provide a reference for future research and development and utilization.
Keywords：Pyrola calliantha H.；biologiy；chemical constituents；biological activities
中药鹿蹄草为鹿蹄草科（Pyrolaceae）鹿蹄草属（Pyrola L.） 合瓣花亚纲杜鹃花目[1]的鹿蹄草（Pyrola calliantha H.Andres）或普通鹿蹄草（Pyrola decorate H.Andres）的干燥全草[2]。鹿蹄草的药用记载最早见于《滇南本草》，其别名鹿安茶、紫背金牛草、冬绿和鹿寿草等[3]，俗名鹿衔草、鹿含草、破血丹等[4]。《中国药典》（2010年版一部）记载其味甘、苦，性温，归肝、肾经，具有祛风湿、强筋骨、止血、止咳的作用，用于风湿关节痛，肾虚腰痛，腰膝无力，虚劳咳嗽。宋立人等 [5] 报道鹿蹄草还可用于崩漏，白带，外伤出血，痈肿疮毒，蛇咬伤等。目前，对中国产的鹿蹄草属植物研究甚少。为此，本文就其生物学特性、主要药用成分及生物活性的研究报道予以综述为中药鹿蹄草的进一步研究和开发提供理论依据。
1 生物学特性
1.1原植物形态特征：《中国药典》（2010年版一部）记载鹿蹄草为多年生常绿草本，根茎细长，茎圆柱形或具纵棱，长10-30cm。根状茎长而横生。叶基生，长卵圆形或近圆形，长2-8cm，暗绿色或紫褐色，全缘或有小锯齿，边缘略反卷，上表面有时沿脉具白色斑纹，下表面有时具白粉。总状花序，有花4-10余多；花半下垂，萼片5，舌形或卵状长圆形；花瓣5，早落，雄蕊10，花药基部有小角，顶孔开裂；花柱外露，有环状突起的柱头盘。蒴果扁球形，直径7-10mm，5纵裂，裂瓣边缘有蛛丝状毛。
1.2 原植物的分类：鹿蹄草属（Pyrola L.）植物全世界约有30余种，我国为有27种3变种。该属植物鹿蹄草和普通鹿蹄草是历版《中华人民共和国药典》收载的中药鹿衔草项下的两种原植物，均为中国特有种[6]。各地使用的鹿蹄草的种类很多，有圆叶鹿蹄草、长叶鹿蹄草、肾叶鹿蹄草等。此外，根据地域的不同，鹿蹄草还分为四川鹿蹄草、云南鹿蹄草等[1]。
1.3 分布和生长环境：鹿蹄草科科鹿蹄草属植物原产我国，广泛分布于华东、华南和西南等20多个省市区。生于海拔700-4100米山地针叶林、针阔叶混交林或阔叶林下。此外还分布在北半球的温带和寒温带地区，如亚洲的中国、朝鲜、韩国、日本、蒙古等， 北美的美国、加拿大，欧洲的俄罗斯、波兰、挪威、瑞典、芬兰等[2]。
1.4 药材显微结构特征：本品叶横切面，上、下表皮细胞类方形，外被角质层。下表皮可见气孔，内方具厚角细胞5-7列。下表皮内方有厚角细胞1-3列。栅栏细胞不明显，海绵细胞类圆形。主脉维管束外韧型，木质部呈新月形，韧皮部窄。薄壁细胞含棕红色或棕黄色物[2]。茎横切面类圆形，具1-3梭，导管多为孔纹，直径粗者可见有网状孔纹，纤维梭形，纹孔明显[2]。
2 化学成分研究
鹿蹄草有多种种群系统，已形成不同的生态地理群[8]。不同的生态地理群之间其化学成分和含量都存在一定的区别。文献报道从中分离得到的化合物主要有黄酮类、酚苷类和醌类等化合物[9-11]。
2.1 酚、醌类：
鹿蹄草素为氢醌类化合物，的化学名为2 - 甲基 - 1，4 - 苯二酚（ 2- Methyl- 1，4- Benzenediol） ， 又名邻甲基对苯二酚、甲基氢醌， 别名为六茜素。鹿蹄草素的化学式为C7H8O2，分子量为 124[12]。梅笠草素[8]，化学名为3，7-二甲基-1， 4-萘醌，英文名Chimaphilin？。它为鹿蹄草植物所特有的次生代谢物。此外，鹿蹄草中还含有2种萘醌和萘酮衍生物 [12]。
2.2 苷类：王西发[13]对鹿蹄草亚种化学成分进行研究，认为鹿蹄草的化学成分含有高熊果苷和熊果苷。
2.3 氨基酸：罗定强等[6]报道测定紫背鹿蹄草中有16种氨基酸，罗文谦等报道其中有7种人体必需的氨基酸，还含有两种人体半必需氨基酸：组氨酸（His）和精氨酸（Arg） [14-15]。
2.4 微量元素：刘存海等[16]报道鹿蹄草中含有14种人体所必需的化学元素，主要包括Mg、 Fe、K、Ca、P、Zn、Sr、Na、Li、Cu、Mn、 Ni、Co、Se。
2.5 其他：除了以上介绍的活性成分以外，还含有没食子酸、乌苏酸、齐墩果酸、原儿茶酸等有机酸、儿茶素、槲皮素、苦杏仁酶、蔗糖、挥发油、苦味物质及鞣质[18]和儿茶素[19]等多种成分。
3 生物活性
3.1 抗菌、消炎作用：通过动物体外药效学实验，表明鹿蹄草素是一种光谱抗菌药，其水煎液有较好的抗菌、消炎作用。田玉先 [20]报道鹿蹄草水对金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、志贺氏菌、福式痢疾杆菌等正固紫色染色阳性及阴性菌都有较强的抑制与抗菌效果。
3.2 对心、脑血管的作用：王树梓[21]报道鹿蹄草注射液具有明显扩张兔脑血管等动脉管的作用。此外，马树德[22]用电磁流量计直接测定，结果显示，鹿蹄草注射液能显著扩张脑血管，增加脑血流量，降低脑血管阻力。
鹿蹄草浸剂能扩张家兔、蛙的离体器官的动脉血管，同时可以增强心肌收缩力，降低心肌耗氧量等作用[20]。鹿蹄草提取液可增加小鼠或麻醉犬、兔等动物冠脉血流量、心肌营养血流量及肝、肾、脑、脾等组织和四肢的血流量，降低脑血管阻力[22-23]。
3.3 增强免疫力：鹿蹄草5%提取液有提高机体内活性E -玫瑰花结形成作用，对淋巴细胞转化率有明显促进作用。 [13、24]。
3.4 镇咳作用：鹿蹄草中的熊果甙还可选择性的抑制小鼠咳嗽中枢，而发挥较强的镇咳效果[18]。
3.5 其它作用：除上述的生物学活性外，鹿蹄草的提取液还可抑制小白鼠的自主活动，并对抗中枢神经兴奋剂，具有较好的安眠效果 [18]。用鹿蹄草制备的注射剂还具有一定的护肾作用。
4 结语
以上研究报道表明，中药鹿蹄草的药用成分复杂，生物活性多样，具有很好的药用价值，同时在食品业还可作为添加剂，在工业领域也发现了一些新用途[8]。随着对鹿蹄草素应用面的不断扩大，相关功能性产品也在不断增加，。为此，今后有必要开展鹿蹄草的结构、生长发育、生态环境与药用成分积累的关系研究，阐明机理，保证药材质量。目前，该药材大多为野生，对其生物学特性尚缺乏系统研究，所以为保证药材的产量和质量应开展人工栽培试验，为今后深入研究，扩大其临床用途和其他行业的应用提供重要的资源。
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篇7
穿线成珠法
〔中图分类号〕 G633.91〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004―0463（2008）09（A）―0054―02
复习课与新课有着很大的区别，因为复习的是已知知识，学生的学习兴趣比学习新知识要来得低；再者复习时方法简单，学生很容易产生疲倦感，复习效果自然较低。因此教师在准备复习课时应尽量争取在形式和方法上的多样化，并科学合理地整合与组织教材，以使学生的大脑皮层始终处于兴奋之中，大幅度提高复习效率。
一、图示法
在复习“构成细胞与生物体的化学元素组成”时，由于涉及到最基本元素、基本元素以及植物必需矿质元素、组成植物的大量元素等概念，这些概念既有联系，又有区别，如果采用图示法，将其相互比较、辨析，它们之间的差别也就一目了然，利于学生轻松掌握了。
需要指出的是，一个知识结构图并不是内容越多、结构越复杂越好，而应当是一表能突出一个中心最好。教师在指导学生复习时，应在学生分别掌握的基础上，再将各表有机结合，这样从易到难地逐渐推进，条理清楚，逻辑相关性强，可以有效地降低学生掌握知识的难度，有利于学生轻松记忆，便于学生对知识的内化和能力的提高。
二、表格法
一些联系较为密切，在结构、功能或原理上有相似、相近之处的知识点，还可通过归类比较，制成表格让学生学习掌握。在设计表格时，第一列通常是比较项目，从大的方面说应至少包括两项内容，也就是相同点与不同点。当然，每一项也可细分为很多子项目。第二列及以后多列则是需进行比较的概念、规律、生理活动等。这样，所比较项目的异同点就清清楚楚，便于学生轻松掌握了。例如，在学习《呼吸作用》一节的内容时，我们可将无氧呼吸与有氧呼吸列一表格进行比较：
三、坐标法
另外，发挥学生的数学特长与优势，利用数学公式、坐标系等，也有利于其学习生物活动过程中物质、结构等前后动态的变化与联系，帮助他们准确理解变化过程中的细节和关键点。随着近年来高考对学生识图能力考查的加强，进行这样的训练就显得尤为重要了。例如，复习有丝分裂时必须注意这样一些细节：①间期DNA分子含量变化是缓慢增加还是瞬时加倍？②DNA分子加倍后就进入前期了吗？③染色体数、染色单体数在间期量的变化与DNA分子同步吗？帮助学生把这些困惑解决了，毫无疑问就能准确指导他们绘制出有丝分裂的过程。
还有很多知识点，也都可以通过这种方法来训练学生掌握。像光合作用中的光照强度变化、CO2浓度变化、温度变化与光合速率的关系，温度变化对酶活性的影响，呼吸过程中消耗O2量与产生CO2量之间的关系，动物胚胎发育过程中细胞体积、有机物含量、胚胎体积变化与时间的关系等等。
四、核心辐射法
核心辐射法即抓住一个核心的知识内容，然后围绕这个核心知识进行多方位、多角度的联系，使之形成由点到面的知识结构。这个核心内容可以是一个概念、一个原理、一个图解，也可以是一个实例。例如，光合作用的相关内容，就可抓住课本中光合作用过程的图解来构建：
1. 光合作用主要吸收的是什么光？怎么设计实验证明？光对光合作用的影响体现在哪些方面？应如何设计实验证明不同光谱的光对光合作用的影响？
2. 如何设计实验证明二氧化碳是光合作用的原料？
3. 怎么证明光合作用产生了氧气？光合作用放出的氧气来自于原料中的何种物质？又有什么办法进行证明？
4. 光合作用的产物有哪些？如果光合作用合成了淀粉，如何证明？
5. 叶绿体是光合作用的场所，叶绿体的结构是怎样的？成分包括哪些？有什么特点？这些成分在分布上有什么特点？这种分布与功能怎么联系？只有叶绿体才能进行光合作用吗？
6. 叶绿素是光合作用中的重要色素，哪些因素会影响到叶绿素的合成与分解？
7. 光合作用过程中的物质变化途径是怎样的？如果将一植物从光下突然移到暗处，ATP、[H]、C3、C5会发生什么变化？如果突然停止二氧化碳的供给呢？
8. 光合作用过程中能量变化的具体过程是怎样的？
9. 环境条件对光合作用的效率有什么影响？
10. C3植物和C4植物在叶的结构以及在光合作用的过程中有什么不同？
11. 光反应与暗反应、光合作用与呼吸作用分别有什么区别和联系？
五、穿线成珠法
我们还可用穿线成珠法将所学的知识系统化。即以某一生理过程或现象为线，把相关的知识串联起来，形成知识链，这也是形成知识结构的一种重要方法。例如，N是生物体中蛋白质的重要成分，可以“大气中的氮气植物体中的氮人体中的氮尿素排出体外”为线索，贯穿、联结以下内容：
1. 大气中的氮气被转化为植物体可以吸收的氮的过程有哪些？
2. 什么是生物固氮？哪些微生物具有固氮作用？配置什么样的培养基可以将固氮微生物从其他微生物中分离出来？固氮微生物的氮源、碳源、能源各是什么？
3.为什么有些植物能利用大气中的氮气，而有些却不能呢？从理论上有没有办法让小麦、水稻等不具有固氮功能的作物具有固氮能力呢？
4. 植物能吸收土壤中哪些形式的氮？它们又通过怎样的途径被运输？
5. 怎样证明氮是植物必需的矿质元素？氮在植物体内能否移动？如果缺氮首先会伤害到什么结构呢？
6. 植物体内合成蛋白质的场所在哪儿？过程是怎样的？合成什么样的蛋白质受哪些因素控制？
7. 人体消化蛋白质的过程是怎么样的？消化产物是什么？通过什么途径被吸收？
8.人体吸收的氨基酸在人体内有哪些变化过程？最终以什么途径形成尿素？形成的尿素是通过什么途径被排出体外的？又是通过哪些途径返回大气中去的？
9. 如果人体蛋白质摄入不足会对健康产生什么影响？
篇8
摘 要：文章以师生访谈和幼师生化学学习兴趣的问卷调查作为研究方式，比较分析实验班和对照班同学的化学学习兴趣，提出激发幼师生化学学习兴趣的一些有效方法。实践证明，实施化学实验教学，将化学跟生活中的应用联系起来，对激发幼师生的化学学习兴趣具有明显的促进作用。
关键词：幼师生；化学教学；学习兴趣；能力培养
中图分类号：G442；G658.1 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2017）19-0090-02
一、研究背景
幼儿教师是教师队伍中一支重要力量，主要以女性橹鳎负责教育学龄前儿童。幼儿教师担负着幼儿的启蒙教育工作，帮助幼儿获得有益的学习经验，促进其身心全面和谐发展。幼儿教师在教育过程中的角色不仅仅是知识的传递者，更是幼儿学习活动的支持者、合作者和引导者。从本校幼师生入学时的成绩来看，化学成绩相对较低。在课余时间与学生进行交流，发现他们对化学学习兴趣不高。学生对化学学习不感兴趣的主要原因是：认为化学课堂学习枯燥乏味、化学元素符号和化学概念特别难记。根据“最近发展区”理论、“人本主义需要层次”理论和“建构主义学习”理论的观点，幼师生的化学学习兴趣是指在遵循幼师生的化学基础和认知发展规律的基础上，满足他们合理的情感需求，并能够将所学化学知识、技能和方法应用于今后的工作中，从而更好地指导幼师生生活的一种心理倾向。
如何提高幼师生的化学学习兴趣呢？应从幼师生对化学学习兴趣的调查着手，分析影响幼师生化学学习兴趣的因素。从整合教学内容、改变教学方式、开展实验教学等方面入手，能够提高幼师生学习化学的兴趣，提升幼师生化学素养，为幼师生胜任幼儿园科学教育工作奠定基础。
二、研究方法与问卷编制
1. 研究方法
主要方法：实验法、调查研究法。选取平行班级的幼师生，将其分为实验班和对照班，通过课程设计后的学习兴趣和化学素养进行调查、数据整理和统计分析，再比较得出结论。幼师生班级是采取随机分班制，学生入校的化学平均成绩没有太大差异。因学校课程设置的原因，二年级才开设化学课程，因此，学生的化学学习基础几乎没有差异。为了进行比较，教师对所任教的班级采取了两种不同的授课方式，一种是采用传统的以教师讲解为主的教学方式，依据教材照本宣科；另一种是采用探究式的教学方式，并对教材内容进行了整合。
2. 问卷的编制
结合研究目的和研究假设，通过查阅文献，参照刘知新、王建成主编的《化学教学测量与评价》中制定的“化学学习兴趣和态度调查问卷”，还结合其他文献和网络学习兴趣的调查问卷，教师编制成幼师生化学学习兴趣调查问卷，并以该调查问卷作为资料收集的工具，进行问卷调查，以了解幼师生实验班和对照班的化学学习兴趣。调查结果用专业统计软件SPSS19.0进行统计处理。本问卷的题目包括：第一部分共20道单选题。1至6题调查幼师生的课堂状态，了解他们在化学课堂上的学习情况；7至10题调查幼师生的化学实验，了解幼师生对化学实验的认识；11至14题调查幼师生的学习内容，了解幼师生对化学学习内容的看法和建议；15至20题调查幼师生的化学应用，了解幼师生对化学知识在生活和生产中应用的重要作用的认识。第二部分是4道选择题，主要了解幼师生对化学学习喜欢和不喜欢的原因。
3. 培养学习兴趣的课程设计
在实际教学中，教师应以提高幼师生的化学科学素养为最终目标，根据学生的现状和学习特点，以激发幼师生学习化学的兴趣为出发点，从教学目标、教学内容、教学方法和教学评价四个方面，进行课堂教学实践和探索。
（1）教学目标的定位。《幼儿园教师专业标准》明确提出：幼儿教师要具备一定的自然科学和人文社会科学知识，能够有效指导儿童进行科学探索，要扮演四种教学角色：促进者、激发者、咨询者、榜样示范者。因此，准确定位幼师化学教学目标，能够激发幼师生的化学学习兴趣，提高幼师生的科学素养。本研究主要确定化学科学知识的探究能力、学生的自主学习能力、知识和能力的延伸拓展及学生对化学知识的应用能力这四个方面为教学的基本目标。在这样的前提下，开展幼师生的化学教学实践。
（2）教学内容的整合。传统的化学教学基本按教材呈现的内容进行教学，为了提高学生学习兴趣，教师可根据教学实践，对教学内容进行整合。幼师生化学教学在内容选择上体现出以下三个原则：一是突出化学核心概念，渗透科学方法。比如物质的组成与分类，可结合幼儿园的室内布置，让幼师生真实体验到学科方法的应用就在身边，提高幼师生学习的兴趣和信心。二是体现专业特点，拓展知识的广度。要通过对《幼儿园教师专业标准》及《3-6岁儿童学习与发展指南》等文件的学习，提高幼师生的思想认识。在化学教学中，教师应尽量让学生将所学的化学知识与生活实际进行联系，拓展幼师生的知识广度。可将化学知识和幼儿园科学活动设计相结合，引导学生进行趣味实验，如自制汽水和对食物中的淀粉进行测定等。三是关注科技发展，密切联系实际。通过对教材内容的合理选择，化学教学要更加贴近幼师专业的特点。比如学完元素及其化合物相关知识后，教师可整合一节关于“人体所必需的化学元素”的知识学习，让学生了解人体所必需的元素及其作用，知道这些元素的缺乏对幼儿产生的不良影响，体现化学与幼教以及生活的联系。
（3）幼师化学的教学方法。经过一年多的化学教学，发现传统教学方法难以有效激发幼师生学习兴趣，于是采取了一些新的教学方法，主要表现在以下几个方面。其一，课堂实验教学。在研究过程中，在确保安全的前提下，教师选取了几个部分的化学知识让学生进行了分组实验。（1）金属钠与水反应的实验，实验目的：培养学生的动手能力、观察能力和分析问题的能力，体验化学的乐趣。（2）金属铝及其化合物的性质实验，实验目的：培养学生的观察能力和分析问题的能力，感受铝制品在生活中应用的广泛性及应注意的事项；（3）金属铁及其化合物的性质实验，实验目的：培养学生分析问题的能力，体会补铁试剂中的亚铁离子的存在和鉴别方法，体会化学知识在生活中的运用。其二，课外兴趣实验。根据学校教学安排，组建了有30名幼师生参加的课外兴趣实验小组。经过半学期的尝试，设计了十个趣味实验。在实验中，学校提供实验药品，学生自己动手实验，教师做适当的引导和指导工作。从幼师生的实验成果及幼师生的课后建议和感受来看，趣味实验对激发幼师生的化学学习兴趣有非常明显的促进作用。从调查访谈中，也能感受到学生对化学趣味实验的浓厚兴趣。趣味实验项目有：自来水酸碱性及氯含量的检测、指纹实验、自制彩色温度计、自制汽水、水中花园、水果电池、叶脉书签、喷雾作画和用火作画等。其三，尝试开放性的课堂模式。鉴于幼师生今后的职业定向，在“人体中营养物质”这一章，为了培养学生的合作学习意识和展示学生的个性潜能，教师设计了一系列教学环节，通过自愿结组、选题、查阅资料、推选同学上台讲课，充分体现了合作学习意识和以学生为主体的教学理念。在开放性的课堂模式中，学生体会到了教师备课的艰辛，上台展示的胆量得到很好的锻炼。学生撰写的心得体会表明，这样的课堂让他们学到了很多。
三、调查的结果与分析
对本研究的实验数据，采用统计与测量的专业统计软件SPSS19.0进行统计处理。
1. 实验班和对照班化学学习兴趣四个维度的比较
对实验班和对照班的化学学习兴趣四个维度进行独立样本t检验，结果显示实验班在化学学习兴趣方面与对照班差异明显。主要表现在化学实验、化学应用两个方面，说明教学策略中的实验教学和课堂中注重化学在生活中的应用能够激发幼师生对化学学习的兴趣（见表。注：1代表实验班，195人；2代表对照班，170人。）
2. 幼师生对化学的喜欢及兴趣程度
从实验班与对照班学生对化学喜欢程度的统计分析发现（如图），大部分的幼师生对化学喜欢程度一般，比较喜欢化学的W生不到30%，55.9%的幼师生对化学的喜欢程度一般，很不喜欢的学生极少，对照班人数多一些。
3. 幼师生喜欢化学与不喜欢化学的原因分析
调查显示（篇幅所限，图略），关于化学比较容易学的原因，实验班和对照班的学生比例几乎相同，说明真正喜欢化学的人数差不多。实验班学生喜欢化学的主要原因是因为化学实验有趣，占60.5%，明显多于对照班的20.7%；认为化学与实际生活紧密联系，实验班和对照班分别为56.9%和48.4%，说明幼师生在学习化学的过程中认识到化学对生活的重要作用，进而产生对化学学习的热情；认为化学作为一门必修课，必须要及格才行，实验班和对照班的比例分别为54.4%和42.2%；认为今后的幼教工作会用到化学知识，实验班和对照班的比例分别为44.1%和45.3%。从这几个方面来看，幼师生能意识到化学学习的重要性，这与访谈的结果是一致的。在访谈的过程中，大部分幼师生都能意识到化学素养对今后从事的幼教职业是有帮助的，但在实际学习过程中有些还是比较功利的，求及格不挂科。认为教师讲课生动有趣和其他看法方面，对照班明显高于实验班。从这些数据可以看出，幼师生对化学的兴趣主要集中在实验的趣味上，说明实验教学策略能够激发学生学习化学的热情和兴趣。有近半数的幼师生意识到今后的幼教职业会与化学知识相关，教师在今后的教学中要让学生深刻认识化学学习的重要性，进一步调动他们学习的积极性和主动性。
四、结束语
本研究通过问卷调查和访谈，初步了解了实施实验教学对幼师生化学学习兴趣的影响。调查结果显示：通过教学干预措施的实施，特别是在实验教学方面采取分组实验和趣味实验的教学策略，能明显激发幼师生的化学学习兴趣。另外，研究还表明，在教学过程中注重化学知识在生活和生产中的应用，也能激发幼师生的化学学习兴趣。激发学生化学学习兴趣是一项系统工程，不是单凭一项研究、一个教师的努力就能做到的。这些问题需要一线教师和教育理论工作者在教学实践过程中不断探索，进一步研究，才能逐步解决。
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一、享受太阳的光辉
日光疗法，即利用太阳光照人体以促进身心疾病康复的方法。古代称作“晒疗”，现代则称“日光浴”。
1、日光浴的益处
日光照射人体可产生各种生物效应。光被人体组织吸收后，其长波部分由于单个光子的能量较低，光能主要转变为热能而产生热效应，其短波部分除一部分转变为热运动的能量外，还可发生光化学反应和光电效应，此外还可产生心理效应，不同波长的光对人体的效应和作用不同，其应用的范围也不同。日光热辐射中红外线对人体具有强烈的热效应，机体组织吸收辐射转变为热量，可加强组织内氧化过程，增加抗感染的能力，细菌及其分泌毒素在热环境中被破坏，增加局部血液循环，使局部组织血管扩张，血液及淋巴液的循环和组织代谢，有利于代谢产物的清除，代谢作用增强，从而获得保健和治疗的功效。
日光紫外线部分由于其波长短，光量子的能量比可见光大，所以紫外线的光化学反应比可见光强得多。1、紫外线有较强的杀菌作用。紫外线照射后，病毒等蛋白质分解变性，核酸被破坏，细菌、病毒等就不能生长，达到了杀菌的目的。2、紫外线照射皮肤后，可使皮肤中的7－脱氢胆固醇变为维生素D，维生素D进入血液后，可以改善钙磷代谢，使血液中的钙磷浓度增高，并使血液中的氮排泄量减少，有利蛋白质的充分使用。钙磷和蛋白质是人体骨骼生长所必需的重要物质。3、紫外线照射后还可以增加记忆力，使人的注意力集中， 不易疲劳，工作效率提高。4、紫外线照射皮肤后，能使网状内皮系统功能加强，白细胞吞噬能力活跃，同时能使血液凝集和血清补体发生变化，从而提高了机体的免疫能力。5、紫外线照射后，体内的糖、脂肪，蛋白质三大代谢物质发生明显的变化，血糖测定明显降低，有利于预防糖尿病和治疗糖尿病。6、在脂代谢方面，使体内的胆固醇含量降低，有利于预防动脉硬化的发生。还能分解某些致癌物质，然而紫外线照射后，能使黄曲霉素分解。花生，大豆及其所榨的油，经紫外线照射后，黄曲霉素被破坏，致癌因素就被消除。
2、日光浴的方法
日光浴是根据不同季节和地区选择日光浴的剂量，对人体皮肤能引起红斑反应的生物剂量做为剂量单位标准。上午9～11时和下午2～4时较为适宜，在春、秋季以上午11～12时较适宜。实施日光浴应选择适宜的地点，一般以江湖海滨、特别建筑的日光浴场为佳，楼顶，旷地，阳台，山区等也可选用，应以光照充足，空气清爽，安静清洁为准。
在日光浴时，要戴草帽、墨镜、以防止紫外线对面部皮肤及眼的损害。并可播放优美的音乐以减少烦闷感。在江湖海滨日光浴者，可配合游泳锻炼，亦可配合沙浴进行。每次日光浴的时间为1小时左右，或以觉温暖和畅为度。夏日阳光强烈，注意不要晒伤皮肤，必要时可涂一些防晒霜。
3、日光浴的宜忌
日光浴适应于因先天禀赋不足或后天失养而致阳虚寒盛的各种病证：营养不良、贫血、痛风、神经官能症、神经炎、神经痛、心脏病心功能代偿期、高血压病、糖尿病、肥胖病、佝偻病、骨关节结核、关节与肌肉疼痛、外伤性肌炎、骨髓炎、骨折、外伤后遗症、手术后恢复期、湿疹、汗腺炎、足癣、慢性盆腔炎等。对于中老年人而言，阳虚气弱而导致的畏寒肢冷、虚损、久咳、肾亏腰痛、风寒湿痹、跌打损伤等慢性病，以及一些急、重病恢复期的患者亦均可采用。即便是无病的中老年人做一做日光浴，享受大自然的阳光普照亦有益于身心健康。
浸润性肺结核、动脉硬化，胸膜炎，结核性腹膜炎，心脏病失代偿期，心动过速，甲状腺功能亢进等为日光浴的禁忌症。
二、在大海母亲的摇篮中
根据达尔文的进化理论，远古生物大部分出自海洋。海洋是生灵之母，回归大海，就象回到母亲的怀抱，母亲能为我们抚平身体的创伤。
1、海水浴的作用机理
海水对人体的作用机理主要是通过温度作用、机械作用及化学作用实现的。
海水能影响人体的产热过程和散热过程，激发酶促反应，促进物质代谢和能量交换，提高人体对环境温度变化的适应能力。人体刚接触海水数分钟后，皮肤苍白，血管收缩，人体感到寒冷，甚至出现鸡皮样反应，同时还伴有心跳减慢，血压短时升高。这一期又称为初发性寒冷阶段。经短时间后，皮肤呈红色，血管扩张，皮肤有热感，人体自觉舒适温暖，精神愉快，血压恢复正常。因机体素质不同，这个阶段的长短不等，一般为20～30分钟。如果人在海水中时间过长，能再次出现寒战感，口唇青紫，皮肤呈紫红色，可再次出现鸡皮样反应。
上述三期反应，是海水温度作用于人体的生物学效应。在生物的进化过程中，人类形成了一个完善的体温调节系统，通过对机体内产热过程和散热过程的调节，保持机体内环境温度的相对稳定。
海水的机械作用包括静水压力、水流的冲击和浮力作用：
（1）静水压力作用：静水压是指周围的水对在水平面以下的人体所施加的压力。据测定，在l米深的海水中静水压为0．1个大气压，水深每增加l米，压力就增加0．1个大气压。这种静水压作用可以影响体液的分布，促进人体与外界的气体交换，对心血管系统、呼吸系统都是有益的。
（2）水流的冲击作用：海水是一种流体，因此，海水的流动产生了海水的摩擦力。人体浸浴海水后，海水的摩擦力作为一种机械刺激，作用于体表，能引起神经系统的兴奋，刺激信号由向心神经传到中枢神经，调节大脑皮质功能，进而能对全身各系统发生影响。
（3）浮力作用：根据阿基米德定律，人体沉入水中，将受到一个向上的浮力，浮力的大小等于人体所排出同体积水的重量。
在海水中，由于浮力的作用，肌肉、骨骼负荷很轻，使肌张力降低，能解除肌肉疲劳，还使全身大部分的关节处于放松状态，能屈伸自如，可进行各种水中体操活动，使身体匀称发展，形体更加健美，同时，可使肌糖元和肌红蛋白储备量增多，使萎缩的肌纤维增粗，肌力增强。同理，在医疗方面，由于肢体的重量变轻，使骨骼、肌肉得到松弛，对于某些运动系统疾患，如慢性关节炎、腰腿痛、局限性肌僵直等，有利于功能的恢复。
海水的化学作用主要是海水中所含化学元素对人体的作用。近来，应用各种放射性同位素研究的结果证明，海水中的元素有的可附着于体表，通过对皮肤的刺激发挥作用，有的能通过皮肤进入体内，并证实进入体内的量取决于元素的性质、离子浓度及作用时间。例如，氯化物、重碳酸盐和铁、铜、锌、镁、锰、钡、钴、碘、砷等，以及氡、二氧化碳等，均能通过皮肤进入体内。
2、海水浴的方法和注意事项
凡进行海水浴者，事前均需全面准备，严格掌握海水浴的适应症与禁忌症。对有海水过敏史的患者，禁用海水浴疗法。
首先选择适合做海水浴的场地，海水温度应达20℃以上，风速在4米／每小时以下，当日的气温又高于水温2℃以上时，方可进行海水浴疗法。
其次控制好进行海水浴的时间，空腹或饱腹时不易进行海水浴，餐后1小时后再入浴为好。
入浴前应做准备活动，以使机体有利于适应海水的作用，如果体表多汗，应拭干后再入浴。入浴后，应先在浅水中用手舀水冲洗头部、颈部、胸部和腹部，然后再到深水处进行全身浴或游泳。
3、海水浴的宜忌
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关键词：农业土壤；镉；危害；污染途径
中图分类号：S156 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.12.023
Analysis of Cadmium Pollution in Agricultural Soils and Analysis of its Aay of Pollution
PANG Rongli， WANG Ruiping， XIE Hanzhong， GUO Linlin， LI Jun
（1. Institute of Zhengzhou Pomology， CAAS/ Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Fruit（Zhengzhou）， Ministry of Agriculture， Zhengzhou， Henan 450009， China）
Abstract： The rapid development of industry and agriculture of our country， caused different degrees of pollution on soil environment， especially the problem of cadmium pollution has attracted global attention. The article analyzed the current status of soil cadmium pollution and the harm of cadmium pollution in soil， and pointed out the evaluation indexes of cadmium in soil environment， and summarized the main ways of cadmium pollution in soil， and put forward the suggestions for reducing cadmium pollution in soil. This will better promote the development of soil remediation and treatment technology of cadmium contaminated soil.
Key words： agricultural soils； cadmium； harm； pollution way
土壤是生态环境的重要组成部分，也是人类赖以生存的物质基础。然而，随着我国工农业的快速发展，矿产资源的不合理开采，以及农业生产中污水灌溉、化肥的不合理使用、畜禽养殖等，导致了土壤重金属的污染逐步加剧。镉是环境中毒性最强的5毒（汞、铅、镉、砷、铬）元素之一，同时由于镉在土壤中不易迁移，镉对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，土壤一旦受到镉污染就很难恢复，对镉污染土壤及修复的研究目前是土壤环境研究的热点[1-2]。
本研究拟从土壤镉污染现状及评价指标、土壤镉污染的危害及我国对植物性食品中镉的规定、土壤中镉污染的主要途径等方面着手，全面分析农业土壤中镉污染来源及其危害性，并对减少土壤中镉污染途径提出建议，以期为更好地推动重金属镉污染土壤的修复与治理技术研究提供参考依据。
1 我国土壤镉污染现状及评价指标
1.1 土壤镉背景值
土壤背景值是指在未受或受人类活动影响小的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。自然土壤中的镉主要来源于成土母质，全世界土壤中镉的含量一般在0.010～2.000 mg・kg-1，中值为0.35 mg・kg-1。由于我国不同区域地球化学条件差异显著，在我国各区域土壤中镉背景值差异较大，土壤中镉背景范围为0.001～13.400 mg・kg-1，中值为0.079 mg・kg-1，算术平均值为0.097 mg・kg-1，低于日本（0.413 mg・kg-1）和英国（0.62 mg・kg-1），95%置信度的置信区间为0.017～0.330 mg・kg-1 [3]。
1.2 土壤镉污染现状
现代农业技术的快速发展以及含重金属的化肥、农药等的大量使用，导致土壤重金属污染日益严重，这不仅使土壤肥力、农产品产量和品质下降，而且重金属元素通过在农作物中的富集而影响农产品食品安全，从而间接危害人体健康。据统计，我国镉污染农田超过1.3万 hm2，涉及11个省市的25个地区[4]，并且部分地区的镉污染已相当严重。2014年4月17日环境保护部和国土资源部联合公布了全国土壤污染调查公报，公布了我国首次全国土壤污染状况调查结果。公报指出，我国土壤环境状况令人堪忧，镉等重金属污染问题相对比较突出，从污染分布情况看，南方土壤污染较重，北方土壤污染相对较轻，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大，长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题也较为突出。镉含量分布呈现出从东北到西南、从西北到东南方向逐渐升高的态势，镉点位超标率为7.0%，其中，轻微污染、轻度污染、中度污染、重度污染的比例分别为5.2%，0.8%，0.5%，0.5%。我国地质调查局的《中国耕地地球化学调查报告（2015）》显示，我国有232万hm2重金属中重度污染或超标耕地。
1.3 土壤镉评价指标
评价指标的选择是土壤环境质量评价的关键，现行《土壤环境质量标准》（GB 15618―1995）将土壤各污染物限量值分为三级：一级标准是为保护区域自然生态，维持自然背景而设置，镉限量值为0.2 mg・kg-1；二级标准是为保障农业生产，维护人体健康而设置，镉限量值在pH值7.5时为0.6 mg・kg-1；三级标准是为保障农林生产和植物正常生长而设置的土壤临界值，镉限量值为1.0 mg・kg-1（pH值>6.5）。此外，我国农业行业标准《无公害农产品 种植业产地环境条件》（NY/T 5010―2016）规定，土壤污染物镉为基本指标，具体限量值应符合国家标准GB 15618的要求；《绿色食品 产地环境质量》（NY/T 391―2013）规定，镉限量值均为0.30 mg・kg-1（pH值≤7.5）和0.40 mg・kg-1（pH值>7.5）。
2 土壤镉污染的危害及我国对植物性食品中镉的规定
2.1 土壤镉污染对植物生长的危害
镉在土壤中具有移动性差、毒性强的特点，因而，重金属污染土壤之后，就有可能导致重金属等有害物质在农作物体内富集[5-6]。镉不是植物生长所必需的营养元素，当镉进入植物体内并积累到一定程度时，就会通过影响植物的生长发育、抑制植物的呼吸作用和光合作用、减弱植物体中的酶活性[7-8]、降低植物可溶性蛋白和可溶性糖的含量等途径来影响植物的产量、品质和安全，从而间接地危害人类的健康[9-10]。
2.2 土壤镉污染对人体的毒害作用
镉不是人体所必需的元素，主要通过影响人体的心血管系统而使人体免疫力下降。镉属于肺癌的致癌物之一，同时其还是典型的环境激素类物质，对人类生殖系统造成损伤，对胚胎发育也有一定的毒性。
2.3 我国农产品中镉的限制
我国国家标准《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762―2012）中规定了和土壤相关的植物性食品中污染物镉的限量指标。
3 土壤中镉污染的主要途径
土壤中镉的自然来源主要是岩石和土壤的本底，人为来源主要是人类工农业生产活动造成的污染。
3.1 交通运输
公路源重金属对公路旁植物污染来说是主要的污染源，通过对路边重金属沉降种类相关分析表明，路边的交通造成的污染主要有铅、镉、锌等重金属。铁路旁镉、铅污染主要归结于货物运输（包括冶炼物质、煤炭、石油、建材、矿建等各种大宗工业物资）、火车轮轴以及车辆部件的磨损、牵引机车的废气排放等[11]。公路、铁路两侧土壤中的镉污染程度与距离路基的距离、交通流量、通车时间长短等有一定的相关性。全国土壤污染调查公报（2014年）显示，在调查的267条干线公路两侧的1 578个土壤点位中，超标点位占20.3%，主要污染物为铅、锌、砷、镉和多环芳烃，一般集中在公路两侧150 m范围内。符燕[12]2007年研究表明，在陇海铁路郑商段路两侧300 m范围内，表层土壤中重金属含量明显高于我国潮土中镉背景值，综合污染指数为重污染，基本与距铁路的距离呈负相关，离铁路越近，污染指数越大。罗娅君等[13]2014年对成绵高速公路特征路段两侧土壤重金属污染特征及分布规律进行研究时发现，在分析路段范围内Cd单项污染指数介于2.2～4.35，平均为3.18，污染等级为重度污染。陈黎萍等[14]研究表明，在川中丘陵区铁路沿线附近土壤中，镉总量较高，其化学形态主要以酸可交换态和可还原态为主，残渣态含量很低，说明在铁路沿线附近土壤中镉的生物活性和可迁移性较强。
3.2 农业投入品的使用
含镉肥料主要指磷肥以及一些可以用于农业生产的含镉生活垃圾为原料生产的肥料，大量长期施用会造成不同程度的农田镉污染。生产磷肥的原料是磷矿石，磷矿石中除了含有一些营养元素外，同时也含有较高含量的镉。资料显示，磷肥中的镉含量因原料产地不同而有很大差异，加拿大为2.1～9.3 mg・kg-1，瑞典为2～30 mg・kg-1，荷兰为9～60 mg・kg-1，澳大利亚的磷肥镉含量高达18～91 mg・kg-1，美国为734～159 mg・kg-1，我国的磷矿含镉大多较低，所以磷肥的镉含量也较低，如广州市施用的磷肥镉含量为2～3 mg・kg-1 [15]。王美等[16]对肥料中重金属含量研究结果表明，过磷酸钙中镉含量高于钙镁磷肥，这与生产原料、生产工艺等有关，这些磷肥的大量长期施用必将导致土壤镉含量的积累。马耀华[17]1998年研究结果显示，上海地区的一些菜园土施肥前土壤中Cd的含量为0.134 mg・kg-1，施肥后上升到0.316 mg・kg-1。美国某橘园土壤Cd含量为0.07 mg・kg-1，连续施用磷肥36年后，土壤Cd含量高达1.0 mg・kg-1。由于长期施用含镉磷肥而导致了土壤中Cd的积累，同时增加了植物中Cd的质量分数[18]。因此，含镉磷肥被认为是农田镉污染的重要来源。
以畜禽粪便等为原料堆制成的有机肥中也含有较高的镉等重金属，长期连续施用也将造成土壤镉污染[19]。潘霞等[20]研究了畜禽有机肥对典型蔬果地土壤剖面重金属分布状况，指出施用猪粪、羊粪、鸡粪3种畜禽有机肥均可使重金属在土壤剖面呈现表聚现象，以设施菜地最为突出，Cd和Zn积累较为明显。叶必雄等[21]研究结果表明，牛粪集中施用区土壤剖面中Cd，Ni，Cu，Pb，Cr等重金属存在较为明显的淋溶下移性，长期施用不同畜禽粪便的不同土壤剖面Cd，Pb，Cr，Ni等含量变化差异明显。董志新等[22]在分析沼气肥养分物质和重金属含量差异时指出，沼渣有机质和养分含量较高，是营养元素种类齐全的优质有机肥料，但沼气肥中也含有一些重金属元素，农业利用有可能因植物富集而影响农产品食品安全。
农用塑料薄膜在生产过程中用到热稳定剂，而热稳定剂中又含有重金属镉，因而，随着塑料大棚和地膜覆盖技术的大量应用，在对低温季节和干燥地区的农业生产起到极大促进作用的同时，也可能使农用土壤中的镉积累，造成土壤质量下降。陈慧等[23]研究结果表明，覆膜种植方式下莴苣根际土壤中的重金属明显高于不覆膜种植方式，地膜覆盖能有效地降低重金属向地上部分转移。于立红等[24]在地膜中重金属对土壤―大豆系统污染的试验研究中指出，大豆各生育时期，高倍地膜残留量土壤和植株中Cd和Pb含量高于低倍残留，各生育时期各处理土壤中Cd含量为0.7～2.4 mg・kg-1，Cd含量均超过《土壤环境质量标准》GB 15618―1995的Ⅱ级标准。
3.3 污水灌溉
使用污水灌溉农田，在一定程度上解决了农业用水资源短缺的问题，但由于污水中可能会含有重金属等污染物，长期施用势必也会造成土壤中重金属含量的增加[25-26]。全国土壤污染调查公报（2014年）显示，在调查的55个污水灌溉区中，有39个存在土壤污染，在1 378个土壤点位中，超标点位占26.4%，主要污染物为镉、砷和多环芳烃。长沙市郊引用化工区污水灌溉，土壤的重金属污染极其严重，环保部门在某铅锌矿区监测分析结果显示，该矿水系沿岸耕地所产的稻米Cd含量为2.24 mg・kg-1，是对照点的3.7倍，属于“镉米”[27]。张萌等[28]在对太原市污灌区土壤镉存在形态与生物可利用性研究时发现，与太原市土壤背景值相比，污灌区土壤中重金属镉含量已达太原市土壤背景值的3倍，镉在土壤表层含量明显高于其他分层，表明表层土壤有明显的镉累积，并且镉在表层土壤含量最高，随深度增加镉含量逐渐降低。艾建超等[29]研究结果表明，污灌区土壤镉含量超标，并且污灌区土壤耕作层中Cd的形态特征为可交换态>铁锰氧化态>碳酸盐结合态或有机结合态>残渣态。
3.4 污泥施肥
城市污泥中含有多种能够促进植物生长的营养物质和微量元素（如B，Mo等），但是污泥中也可能含有大量的重金属元素，主要来源于不同类的工业废水中，镉主要来源于矿业废水、钢铁冶炼废水等，长期污泥施肥也可导致土壤中镉含量的增加。黄游等[30]研究结果表明，污泥进入土壤后，土壤中镉和锌的生物活性与污泥的施加量成正比。有研究表明，不同区域城市污泥Cd含量从大到小依次为华南、西南、华中、华东、西北、华北、东北，这可能与工业密集程度、矿区类型及分布等有关[31]。徐兴华等[32]在污泥和水溶性重金属盐的植物有效性比较研究时指出，污泥中含有较高的锌、镉等重金属。
3.5 工况企业活动
镉往往与铅锌矿伴生，工矿活动可造成不同程度的镉污染。在冶炼废渣和矿渣堆放或处理的过程中，由于日晒、雨淋、水洗重金属极易迁移，以废弃堆为中心向四周及两侧扩散。全国土壤污染调查公报（2014年）显示，在调查的70个矿区的1672个土壤点位中，超标点位占33.4%，主要污染物为镉、铅、砷和多环芳烃。姬艳芳等[33]在2008研究凤凰矿区耕地土壤和稻米中重金属时发现，土壤中Cd含量高达10.70 mg・kg-1，大大超过了国家土壤环境质量的二级标准，稻米中Cd含量也严重超标。周建民等[34]2004年在研究广东省大宝山矿区的尾矿和周边的土壤重金属时发现，尾矿附近的稻田土壤Cd平均浓度高达2.453 mg・kg-1。尹伟等[35]2009年调查佛山某矿区周边菜地结果表明，在研究区域内有20%的土壤不同程度地受到镉污染。
4 控制土壤重金属镉污染的建议
由以上分析可知，人类活动对全球土壤镉的输入量已大大超过自然释放量，同时被镉污染的土壤很难修复。因而，应严格控制土壤镉的来源，尤其是严格要求农业投入品的质量。做到不用未经处理的污水进行灌溉，不用污泥进行施肥，少用农用薄膜，杜绝不合格化学肥料或有机肥料，远离工厂企业和交通要道，严格控制土壤中重金属镉的输入，改善土壤环境，提高农产品质量安全，保护人类健康。
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