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生活中的碘元素---“生活中的碘元素”研究性学习结题报告

[日期:2015-12-14] 来源:  作者: [字体: ]

 1.研究概述

碘是人体(包括所有的动物)的必需微量元素,为卤族元素之一,也就是族元素。碘在卤族元素中化学活性最弱,但仍可与大多数元素直接化合,并以化合物形式广泛存在于自然界。碘微溶于水,水解产生稳定的次碘酸可使棕黄色水溶液呈酸性。碘易溶于乙醇、乙醚、甘油等有机溶剂。碘遇淀粉呈蓝色,据此可以作定性、定量检测。海藻中碘含量最丰富,并为提取纯碘的主要原料。工业上碘亦来源于海藻,主要用于医药、燃料、感光材料化学试剂等。可是,现在中国许多的内陆城市却相当缺碘,例如成都19999.3%6-12岁儿童患甲状腺肿大病。

2.研究背景

     碘是人体生长发育不可缺少的微元素,它在人体中仅有2050毫克,人体用碘制造甲状腺素,调节新陈代谢。若摄入碘量不足,则人会得甲状腺肿大的粗脖子病即地甲病。为防止出现地甲病,我国颁布了《食盐加碘消除碘缺乏病管理条例》等法令,向食盐中加碘就是在食盐中加入一定量的碘酸钾即碘盐。如何鉴别真假碘盐。补碘食物及补碘药品.

3.研究的理论与实践意义

课题实验探究,既有利于学生了解碘元素与人类生活、人类健康的关系,又能更好的利用学科基础知识、基本理论。通过实验探究有利于培养学生的创新精神和实践能力,帮助他们了解社会和现代科技知识,增强环保意识,提高对科教兴国的认识。在活动中,还应培养学生团结合作的精神, 充分发挥他们的聪明才智和个性特长,锻炼学生克服困难的意志,培养他们的科学态度和钻研精神。了解如何更加科学的从生活中的食物摄取碘元素,缺碘性贫血如何来应对,怎样服用效果更好。

4.研究假设

     通过研究可以使同学更好的了解生活中的碘元素的发展历程、生活中的碘元素存在形态,加强同学对化学学习的热情。了解生活中的碘元素食用的注意事项,用化学学科的知识指导人们更健康的生活。

5.研究内容

  生活中的碘元素作用、存在形式、如何正确对待生活中的碘元素,服用含碘元素的药物为何服用Vc

6.研究方法

1)通过互联网查找资料,分工合作

2)查阅图书资料,整合归纳

3)老师指导

4)实验探究

7.活动步骤

1)指定计划

2)资料收集

3)选题准备、实验方案设计、实验探究

4)成果展示

8.活动形式

查阅图书资料、查阅互联网资料、观看相关视频、实验探究、小组整理资料、总结整合、展出作品等

9.活动条件

上网查询《生活中的碘元素手册》

剪辑编辑工具

图书资料:《关于生活中的碘元素你应该知道的事》

音响资料:《健康之路》

10.活动成果

调研报告

展板展出

课件展示

11.成员分工

生活中的碘元素概述:许晶愈

碘元素的存在状态:刘卓群     

碘与人体健康:续程宇、王家胜

缺碘性贫血与生活中的碘元素:苑宁、闫桂晨

正确对待生活中的碘元素:乔棋昌、邓本梁

平时资料的查找:孙艺、李媛媛

报告的审核:高琳

课件制作: 徐晶愈

课件展示:徐晶愈

结题报告(收获与感悟): 全体

12.论文整合

 

生活中的碘元素

碘是人体(包括所有的动物)的必需微量元素,为卤族元素之一,也就是族元素。碘在卤族元素中化学活性最弱,但仍可与大多数元素直接化合,并以化合物形式广泛存在于自然界。碘微溶于水,水解产生稳定的次碘酸可使棕黄色水溶液呈酸性。碘易溶于乙醇、乙醚、甘油等有机溶剂。碘遇淀粉呈蓝色,据此可以作定性、定量检测。海藻中碘含量最丰富,并为提取纯碘的主要原料。工业上碘亦来源于海藻,主要用于医药、燃料、感光材料化学试剂等。可是,现在中国许多的内陆城市却相当缺碘,例如成都19999.3%6-12岁儿童患甲状腺肿大病。

一、碘对人体健康的影响

.碘在人体内的分布和代谢 

碘吸收迅速而完全,进入胃肠道的膳食碘1h内的大部分吸收,3h内完全吸收。进入循环后,碘离子就遍布于细胞外液,并且在一些组织中浓集,如肾脏,唾液腺、胃粘膜、泌乳的乳腺、脉络膜丛和甲状腺。但在这些组织中只有甲状腺能利用碘以合成甲状腺激素。

人体内约含碘2536mg,大部分(约15mg)集中在甲状腺内供合成甲状腺激素之用。

合成甲状腺激素的第一步是通过浓集机理将碘由血液移至甲状腺的滤胞细胞内。随即碘化物通过过氧化物酶的作用,使I-迅速氧化成I0I0又立即与也被过氧化物酶激活的酷氨酸结合,生成一碘酪氨酸与二碘酪氨酸,然后这两种含碘酪氨酸(T3)。从碘的有机结合到耦合反应都发生于甲状腺球蛋白分子。这种蛋白质是大分子的糖蛋白(分子量=670000),只在甲状腺中合成,含有120个酪氨酸残基,其中约有三分之二可被碘化。

以上碘参加T3T4的合成代谢过程,在内环境稳定机制的调节下,T3T4也进行分解代谢。T3T4在肝、肾等组织中,在脱碘酶的催化下脱碘,所脱下的碘随即进入碘库,部分被重新利用,部分通过肾脏排出。此外,T3T4不可在肝内形成甲状腺素葡萄糖酸酯和硫酸酯,随胆汁进入小肠由粪便排出。甲状腺素葡萄糖醛酸酯有一部分经葡萄糖醛酸酯水解酶水解。产生的T4在肠道中重新吸收进入血液。

体内的碘由尿、粪、乳汁等途径排出,其中有近90%随尿排出,近10%随粪便排出,其余极少量则随汗液和呼出气等排出。哺乳的妇女可从乳汁中排出一定量的碘(人乳中的含碘量约为714ug%)。授乳妇女易于发生甲状腺肿可能与此有关。

2.碘的生理功用

碘在人体内主要参加甲状腺素的生成,其生理功用也通过甲状腺素的生理作用显示出来。甲状腺素是人体重要激素,能促进和调节代谢和未成年者的生长和发育。

1)在蛋白质、脂肪、糖代谢中,促进生物氧化并协调氧化磷酸化过程,调节能量的转换。

体内蛋白质、脂肪、糖的最后代谢在细胞内的线粒体中,通过三羧酸循环的生物氧化以彻底释放能量。这些能量的一部分通过与氧化过程偶联的磷酸化过程储存在于三磷酸腺苷,以便提供肌肉活动、合成代谢、腺体分泌及神经活动等所需的自由的能源。另一部分则直接成为不用以作功的热。甲状腺激素在上述生物氧化和磷酸化的过程中起着两种作用:①促进三羧酸循环中的生物氧化;②协调生物氧化和磷酸化的偶联,调节能量的转换。因此,在甲状腺机能减退或甲状腺素的分泌减少时,可出现一系列因生物氧化减退、氧化磷酸化解偶联以及ATP供应不足而引起的症状。如基础代谢降低,体温降低,肌肉无力等。在甲状腺机能亢进或甲状腺激素分泌增加时,则出现一系列因生物氧化增加,氧化磷酸化以另一种方式出现解偶联,ATP仍然供应不足而引起的症状,如基础代谢增高、体温增高、怕热多汗、消瘦无力等。

2)促进蛋白质合成、调节蛋白质合成和分解。甲状腺素有促进蛋白合成的作用。因此,对人体的生长发育有重要生理意义。而甲状腺素对蛋白质代谢的作用则首先因体内甲状腺素是否缺乏而不同,当体内缺乏甲状腺时,甲状腺素有促进蛋白质合成的作用;当体内不缺乏甲状腺素时,过多的甲状腺素反而引起蛋白质分解。其次还因蛋白质的摄入量而不同,当由膳食摄入的蛋白质不足时,甲状素促进蛋白质合成;当由膳食摄入蛋白质充足时,则甲状腺素促进蛋白质分解。因此,甲状腺素有调节蛋白质分解和合成的作用。

3)促进糖和脂肪代谢。在糖和脂肪代谢中,甲状腺素除能促进三羧酸循环中的生物氧化过程外,还有促进糖的吸收、加速肝糖原分解,促进周围组织对糖的利用、通过肾上腺促进脂肪的分解和氧化、调节血清中的胆固醇和磷脂的浓度等作用。因此,人体内糖和脂肪的代谢在甲状腺功能亢进时增强,减退时减弱。

4)调节组织中的水盐的代谢。甲状腺素有促进组织中水盐进入血液并从肾脏排出的作用,缺乏时引起组织内水盐潴留,在组织间隙出现含有大量粘蛋白的组织液,从而使皮肤发生一种称为粘液性水肿的特有症状。

5)促进维生素的吸收和利用。甲状腺素能:①促进尼克酸的吸收和利用;②促进胡萝卜素转为维生素A的过程;③促进核黄素合成核黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。因此,甲状腺素对维生素代谢有促进作用。但在甲状腺素过多时,因其能引起代谢亢进而可使维生素AB1B2B12C的需要量增加。

6)活化许多重要酶,促进物质代谢。甲状腺素活化一百种酶,包括细胞色素酶系、琥珀酸氧化系和碱性磷酸酶等。这些酶对促进生物氧化和物质代谢都有重要的作用。

7)促进生长发育。甲状腺素能促进神经系统的发育、组织的发育和分化、蛋白质合成。这些作用在胚胎发育期和出生后的早期尤其重要。此时如缺乏甲状腺素,对脑的发育造成严重影响,使患者智力下降、聋哑、面容呆笨、骨骼和生殖系统发育障碍而发生呆小病。

.碘缺乏

成人缺碘可引甲状腺肿,胎儿期和新生儿期缺碘可引起呆小病。由于这些病具有地区性特点(多流行于山区和半山区,亦有流行于个别平原地区),故称为地方性甲状腺肿和地方性呆小病等。

对地方性甲状腺肿和呆小病的预防,最简便有效的方法是在流行区采用碘化食盐,在食盐中加入碘化物或碘酸盐。食盐加碘量须根据碘的需要量,该地区居民能从食物和水中得到的碘量和每人每日食盐摄入量而定。一般可控制在120000150000之间。在认真普及碘化食盐的地区,甲状腺肿发病率可迅速下降,呆小病往往不再出现。在不能有效地普及碘化食盐的甲状腺肿流行区,也可用碘化油以预防甲状腺肿,肌肉注射一次可使三年内不致发生碘缺乏。据泛美卫生组织(PAHO)推荐的一次注射剂量,年龄012个月为碘化油0.5ml,含碘量237.5mg14.5岁碘化油1.0ml,含碘量475mg。为切实防止呆小病的发生,应特别注意防止妊娠妇女缺碘。

.碘过量

碘摄入过量通常发生于摄入含碘高的海产品过多,以含碘高的水(某些深井和缺碘地区的地面水和井水)作为饮食用水,以及在治疗甲状腺肿等疾病中使用过量的碘剂等。摄入过多的碘可发生如下病症。

1)碘性甲状腺肿:甲状腺轻度肿大,多呈弥漫型,硬度高于因缺碘引起的。我国河北和日本北海道沿海渔民都有因摄入因摄入过多含碘量高的海产品而发生甲状腺肿的,而在减少海藻的摄食量后,甲状腺肿即渐消散。我国也有因饮用含碘量高的深井水而引起高碘甲状腺肿者。临床上过量使用碘剂,亦可引起碘性甲状腺肿。

2)碘性甲状腺毒症:碘剂一经使用于地方性甲状腺肿的防治,就发现它还有另一种作用——诱发甲状腺机能亢进。出现心率加速(常伴有早搏和房颤)、气短、急躁不安、失眠、腱反射亢进,手、舌、眼睑以到全身震颤,怕热多汗,代谢和食欲亢进等。因其常有眼球凸出,故亦称为凸眼性甲状腺肿。

根据国外观察,以碘化食盐作为地方性甲状腺肿的预防措施,虽然开始的4年内甲状腺机能亢进的发病率增高,但4年后即逐渐恢复至使用碘性甲状腺毒症的问题。因此,可以认为以碘剂预防地方性甲状腺肿至今仍是较适宜的办法。

根据不同的观察(包括流行病学观察、尿碘排出量、碘平衡研究、放射性碘进行代谢研究等),提出了每人每日碘的需要量:其量从4475μg100200μg不等。由于地区和个体的因素能影响碘的需要量,例如不少食物如萝卜、甘兰属蔬菜、黄豆、花生、核桃、木薯、栗子等均含有可引起碘需要量增加的致甲状腺肿物质,由于不同地区膳食中致甲状腺肿物质含量不同,碘的需要量也各异。从而很难提出统一的适宜需要量。但作为一般标准,一些国家已提出作为参考的推荐数字。美国1980年的营养素供应量标准中,提出1150岁以上男女均为每日150μg、孕妇175μg、乳母200μg。西德提出10岁以上包括少年、青年、成年、老年男女均为150μg,孕妇与乳母均为200μg,出生~12月婴儿50μg19岁儿童100μg

  如何补碘
1、人体对碘的需要量
中国营养学会推荐6个月以内婴儿每天需碘40毫克,6个月至150毫克,7岁以前70毫克,以后120毫克,13岁以后至成年(包括老年(老年食品))均为150毫克,但孕妇(孕妇食品)增至175毫克,乳母增至200毫克。美国科学研究委员会和营养委员会的日推荐量与中国相似。
成人含碘2050毫克,20%在甲状腺中,健康(健康食品)成人甲状腺含碘约8毫克。食物和饮水中的碘离子很容易被消化(消化食品)道吸收并转运至血浆。被吸收的一部分碘被甲状腺上皮细胞摄取,数量多少取决于甲状腺活动情况。被摄取的碘离子将被过氧化酶氧化成为元素碘,再由碘化酶作用与甲状腺蛋白结合而后储存。
2、补碘的途径
机体所需要的碘可以从饮水、食物及食盐中取得。人们主要从食盐、海产品、饮水、粮食、蔬菜和周围环境中获取碘。如果饮水、粮食和周围环境中缺乏碘,长期生活在那里的人们就会因碘的摄人不足而产生碘缺乏病;缺碘地区不仅仅是内陆、山区、地高坡陡和地下水位高的地区。
实践的结果表明,面对幅员广大的缺碘地域和庞大的防治对象,实施食盐加碘是最为经济有效、简便易行的预防碘缺乏病的方法。盐是人们生活中的必需品,在食盐中加碘,可以通过一日三餐补碘,既方便,又能保证人们终身摄入足够量的碘。
碘盐的色、味均与普通的食盐完全相同;尽管各人的口味不同,盐的用量不同,但食用碘盐都是安全的。因为食盐含碘量与一般海产品含碘量相似。碘盐要坚持长年食用,在缺碘的地区,如果连续36个月不食用碘盐,就会产生缺碘的危害。
在各类补碘的措施中,食用碘盐是最为经济实惠的群防群治措施。虽然碘是智力元素,但过多食用碘并不能增进人的健康和提高智力水平,反而有害。人体每日都需要碘,但只是微量的。

                                 

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