一、人类和基因

1. 人体的基本营养元素

人类是迄今为止地球上，甚至整个宇宙中唯一的智慧生物，这类特殊的生物以制造和使用工具、劳动及语言等高级活动为最主要特征。在短短几百万年的时间里，人类便成功地成为了地球的统治者。虽然人类的起源和真实的演化过程现在还不得而知，但至少有一点是确定的，那就是我们和同在地球上生存的其他各种生命形态有着千丝万缕的联系。这些联系又让我们不得不相信，地球上所有生命形态都源于共同的祖先，因为地球生命形态都拥有共同的生命密码——脱氧核糖核酸（NDA）。从这一点看，人类也和其它生物一样不那么特殊了，其一切生理活动也同样遵循着自然规律。

就维持人体基本生理功能而言，人体需要的基本营养元素有以下几种：碳水化合物、蛋白质、脂类、矿物质、维生素及水（图4-9）。

 碳水化合物一般由碳氢氧三种元素组成，其中氢元素和氧元素的含量一般为2:1，这一点和水（H₂O）一样，所以被称之为碳水化合物。但有一点必须说明，碳水化合物中的氢和氧绝不是简单地像水那样结合在一起。碳水化合物包含人体可以消化吸收利用的糖类、淀粉等，以及人类因缺乏纤维素酶而不能消化吸收利用的纤维素。碳水化合物进入人体后会被分解为最小单位的糖，即葡萄糖，被人体吸收利用。葡萄糖是大多数生物体的主要能量形式。可以说，碳水化合物是大多数生物体最主要的能量来源，同时也是人体最廉价的能量来源。

蛋白质主要由碳、氢、氧及氮四种元素构成，有时还含有一些如硫、磷、铁、锌及碘等元素。蛋白质是由20种氨基酸按照一定顺序组合而成的。蛋白质进入人体后会被分解成氨基酸而被人体吸收利用，这些氨基酸会被进一步地编码组装成人体自身行使各种功能的蛋白质。人体内不断进行的各种生命代谢活动都少不了蛋白质的参与，蛋白质是生命的物质基础。若单纯按照重量计算，蛋白质占人体重量的16%-20%，可以说没有蛋白质就没有生命。

脂类是由甘油和脂肪酸组成的三酰甘油酯，主要包含油和脂肪，其中常温下为液态的是油，常温下为固态的是脂肪，其主要组成元素有碳、氢、氧，部分还含有氮、磷等元素。脂类中的甘油比较简单，但脂肪酸的种类比较复杂，大体上可分饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸，这些脂肪酸一般由4至24个碳原子组成。自然界中最丰富的是混合的甘油三酯，食物中的脂肪98%属于混合甘油三酯。脂类也是生命的重要组成部分，如磷脂是细胞膜的重要组成部分，油脂是生物体代谢所需能量的重要贮存形式。

矿物质是指人体中除了碳、氧、氢、氮等元素以外其它60多种元素的统称，也被称之为无机盐，如我们摄入的食盐等。各种矿物质也是构成生物体的重要原料，如骨骼、牙齿等含有大量钙、磷及镁等元素。矿物质不能提供能量，其总量（按照总质量计算）也低于5%，但是矿物质是维持生物体酸碱平衡和正常渗透压的必要条件。人体代谢中，矿物质会通过各种途径排出体外，所以我们必须通过饮食补充。

维生素又叫维他命，是人体不可缺少的一种营养素，是维持人体生命活动必须的一类有机物质，也是维持人体健康的重要活性物质。维生素在体内的含量很少，它们也不能在体内合成，必须由食物供给。维生素既不是构成机体组织的原料，也不是体内供能的物质，然而在调节物质代谢、促进生长发育和维持生理功能等方面却发挥着重要作用，所以人们把它称为人体中的黄金。

水是人体构成中含量最多的物质，超过人体的50%。