1.研究概述
铁是人体生理过程中必需的元索，是血红蛋白的主要原料之一。 铁元素在人体中具有造血功能,参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成，促进生长；铁还在血液中起运输氧和营养物质的作用；人的颜面泛出红润之美，离不开铁元素。人体缺铁会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱；如果铁质不足可导致缺铁性贫血，使人的脸色萎黄，皮肤也会失去了美的光泽。
2.研究背景
Fe2+ 、Fe3+的性质、检验和相互转化知识出现在鲁科版必修一第二章第三节，在教材中是对氧化还原反应知识的应用提高，在日常生活中与我们联系密切，针对这一情况，通过对常见补铁药物化合价的探究，让学生应用所学的氧化还原知识Fe2+ 和Fe3+的性质、检验和相互转化知识，全程参与补铁药物中铁元素价态的探究，解决一系列实际问题，起到巩固所学知识、提升能力、延伸课堂教学、紧密联系生活（落实从生活→化学→生活的理念）的作用。
3.研究的理论与实践意义
课题实验探究，既有利于学生了解铁元素与人类生活、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铁元素，缺铁性贫血如何来应对，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铁元素的发展历程、生活中的铁元素存在形态，加强同学对化学学习的热情。了解生活中的铁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
生活中的铁元素作用、存在形式、如何正确对待生活中的铁元素，服用含铁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《生活中的铁元素手册》
剪辑编辑工具
图书资料：《关于生活中的铁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
生活中的铁元素概述：张庆禄
铁元素的存在状态：周凌峰、刘德申
铁与人体健康：董梦宇、董晓宇
缺铁性贫血与生活中的铁元素：、张宪堃
正确对待生活中的铁元素：李嘉伟
平时资料的查找： 王茁
报告的审核：宿文馨
课件制作：张庆禄
课件展示：张庆禄
结题报告（收获与感悟）： 全体
12.论文整合
生活中的铁元素
铁是人体生理过程中必需的元索，是血红蛋白的主要原料之一。 铁元素在人体中具有造血功能,参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成，促进生长；铁还在血液中起运输氧和营养物质的作用；人的颜面泛出红润之美，离不开铁元素。人体缺铁会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱；如果铁质不足可导致缺铁性贫血，使人的脸色萎黄，皮肤也会失去了美的光泽。
一、铁元素的概述
铁元素的临床研究：临床可见的铁缺乏可能是一种功能性缺乏，因为在创伤过程中体内的总铁含量并不下降，这可能是浓度升高的铁蛋白将循环中的铁转移至细胞内所至，经研究发现，危重病患者血中含铁的抗氧化剂活性与疾病的严重程度呈负相关，而转铁蛋白的饱和百分率与疾病的严重程度呈正相关;在这种情况下补铁将加重转铁蛋白的负担，增加游离铁的含量，使自由基增多。既往许多研究也显示补铁与感染之间存在矛盾，认为游离的铁离子对细菌生长有利。但也有个别研究发现在危重病患者中补铁，并未发现不成比例的血清铁和转铁蛋白饱和百分率的增加
还有研究提示，在损伤中发生的转铁蛋白饱和百分率的下降可危害机体对促红细胞生成素的反应。而在用促红细胞生成素刺激骨髓造血，以纠正危重病患者的贫血症状时，机体对铁的需要量明显增加，易出现铁缺乏。
近来的研究发现，对于存在贫血的危重病患者，应尽量减少异体输血，控制失血和刺激骨髓造血成为更有益的治疗措施，这可能提示了补充造血原料铁剂的重要性。
体内代谢：铁是亚铁血红蛋白的组成成分，参与氧的运输，对维持其他携氧蛋白如亚铁血红蛋白酶、肌红蛋白、细胞色素的正常功能也必不可少，同时它也是许多参与能量代谢酶的重要成份，如过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶和一系列脱氢酶，但游离铁，特别是游离的亚铁离子能增加氧自由基的生成而对机体不利。贫血是危重病时的常见症状，多是因失血引起，在炎症反应中也可因细胞因子作用引起缺铁性贫血，其他如吸收不良以及铜和维生素的缺乏也可导致缺铁的发生。
铁元素在人体内的作用是很重要的，所以，检查发现体内缺乏铁元素时，要及时补充，一般通过食疗的方式补充，日常多食用含铁量丰富的菠菜，动物内脏等，用铁锅烹饪，还可以选用一些安全无副作用的铁剂：铁之缘，含有人体较易吸收的乳酸亚铁，以给机体补足所需的铁质。
二.铁的功能：
1.铁与酶的关系 铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶及触酶的合成，并激活旈基脱氢酶、黄嘌呤氧化酶等活性。红细胞的功能是输送氧，每个红细胞含2.8亿个血红蛋白，每个血红蛋白分子又含四个铁离子，正是这些亚铁血红素中的铁离子，才是真正携带和输送氧的重要成分。肌红蛋白是肌肉贮存氧的地方，每个肌红蛋白含有一个亚铁血红素，当肌肉运动时，它可以提供和补充血液输氧的不足。近代研究表明急性心肌梗死发作时，血清肌红蛋白显著增加，与上述机制有关。 2.铁参与能量代谢与造血功能 由于铁在人体内存在形式很多，其生理功能也相应广泛，如血红蛋白可输送氧，肌红蛋白可贮存氧，细胞色素可转运电子，结合各种酶又可分解过氧化物、解毒抑制细菌、参与三羧酸循环、释放能量，释放能量的多少与细胞线粒体聚集铁的数量多少有关，线粒体聚集铁越多，释放的能量也就越多。铁影响蛋白质及去氧核糖核酸的合成及造血、维生素代谢。
3.铁与免疫功能 铁在体内参与造血，并形成血红蛋白、肌红蛋白，参与氧的携带和运输。铁还是多种酶的活性中心。实验表明，缺铁时中性白细胞的杀菌能力降低，淋巴细胞功能受损，在补充铁后免疫功能可以得到改善。在中性白细胞中，被吞噬的细菌需要依赖超氧化物酶等杀灭，在缺铁时此酶系统不能发挥其作用。
三.铁缺乏对人体的影响
铁缺乏是一个渐进的过程，长期缺铁使体内血红蛋白量合成减少，最终发展为缺铁性贫血。缺铁性贫血对机体的影响是多方面的： 1.含铁酶功能的降低：铁缺乏使重要的含铁酶如细胞色素类、过氧化物酶、过氧化氢酶等功能降低，这些酶在物质和能量代谢中起重要作用。 2.影响行为和智力发育：铁缺乏的婴幼儿表现为对周围事物不感兴趣，易于烦躁，运用智力解决问题的主动性降低，全神贯注时间变短，学习和记忆力差；青少年表现为学习能力和工作耐力降低；成人表现为冷漠呆板。 3.机体抗感染能力降低：临床研究表明，铁缺乏婴幼儿的腹泻/呼吸道感染患病率高，补铁后下降。由于许多自由基代谢环节需要铁的参与，所以缺乏时白细胞杀菌能力降低，感染性疾病患病率有所增加。 4.影响机体的体温调节：美国营养学家研究发现，铁缺乏的妇女即使在体内血红蛋白值在正常范围内，但她们对冷的抵抗能力下降表现为怕冷、寒战、失眠等。
5.影响机体生长发育：缺铁时体重增长迟缓、骨骼异常，这与胶原蛋白合成需要的铁参与脯氨酸羟化有关。
四.铁过量与疾病
流行病学调查和动物学实验研究都表明，体内铁的贮存过多与许多疾病如心脏病、肿瘤、糖尿病、关节炎、骨质疏松症等有关。
铁与肝脏疾病的关系 肝脏是维护机体内环境稳定的重要器官，是铁贮存的主要部位。因此，肝脏也是铁过多诱导损伤的主要靶器官。肝脏铁过载有两种严重后果，即铁过多引起的肝纤维化和肝细胞肿瘤。肝纤维化可发展为肝硬化，通常发生在严重的遗传性血红蛋白沉着症的男性病人，其最明显的病理特征是在肝细胞内存在有大量的棕褐色含铁血黄素，纤维化主要出现在血管内及其周围，这或许是因为肝脏的这些部位铁过量最严重且时间又长。因为在严重血红蛋白沉着症病人，来自胃肠道的富含铁的血液首先经过门静脉周围的肝细胞。 2.铁与心脏病的关系 铁在冠心病发病中具有多方面的作用。铁直接参与心肌缺血-再灌注损伤过程，影响心脏传导系统，损害心功能。同时，铁又参与了动脉粥样硬化的形成。缺铁性贫血病人不易患心血管疾病，而高铁能使血细胞比容升高，并促进动脉硬化的形成。3.铁与肿瘤的关系 大量的流行病学资料显示，体内铁的贮存过多与肝、结肠、直肠、肺、食管、膀胱等多种器官的肿瘤发生有关。如在注射右旋糖酐铁的部位发生肉瘤，且肉瘤的发生与铁的剂量有关。 机体内铁贮存过多诱发肿瘤的发生和发展的可能机制包括以下两个方面： （1）铁过多诱导的脂质过氧化反应的增强，导致机体氧化和抗氧化平衡失调，直接损伤DNA，诱发突变。 （2）铁可能是肿瘤细胞生长和复制的限制性营养素。体内铁水平高可增加某种肿瘤细胞的生存和生长，成为临床上可检测到的肿瘤。人体内的病原菌的生长和繁殖也是一种限制性营养素。Weinberg对此假设提供了三方面的证据：a.鸡蛋的清蛋白、奶中的乳铁蛋白和人血清中的转铁蛋白所显示出的抑菌作用是因为它们对铁的亲和力高。b.人体对侵入的细菌和肿瘤细胞可通过几种机制来减少铁的生物利用率，即限制小肠的铁吸收，使血浆铁水平降低。c.肿瘤细胞通过改变转铁蛋白与铁的结合能力来提高其在铁利用受限环境中的生存能力。有资料显示，在瑞典经常献血者的肿瘤危险性显著减少。4.铁与肾损伤 铁、氧自由基、肾小管上皮细胞间的相互作用机制正日益受到重视。正常情况下，体内的铁以血红素铁和非血红素铁等形式存在。但在急、慢性肾脏病变，尤其是伴有蛋白尿的临床病人和动物模型中可发现小管液及上皮细胞质内具有催化活性的游离铁显著增加，并且可积聚于肾近曲小管和远曲小管细胞的溶酶体
中，偶见积聚于线粒体内。铁的积聚与蛋白尿、肾小管间质病变、脂质过氧化、次全切除肾的肾小球滤过率、残余肾重量等病损程度直接相关。铁负荷可增加肾缺血损伤的易感性，而肾小管上皮细胞是铁介导的氧自由基损伤的主要部位。小管间质病变又是继发性肾单位毁损和慢性进展性肾功能衰竭的主要决定因素。在肾小管细胞内铁催化的氧自由基反应是缺血性和中毒性肾脏病变发生的重要步骤，其作用机制涉及氧化损伤、缺血损伤和ATP耗竭、溶酶体损伤、尿液中其他蛋白的相互作用、抗氧化酶活性减弱等。 5.铁与中枢神经系统疾患 铁的致氧化损失作用或许与其维持正常活动的功能一样重要。通过过氧化氢和氧反应，游离铁可引发脂质过氧化，引起细胞膜的损伤，最终导致细胞的死亡。帕金森病是以脑中多巴胺能神经系统病变或损伤为主要病理改变，以震颤、肌肉僵直、运动困难、姿势反射为特征的综合症。阿尔茨海默症是以神经元纤维缠结和颗粒泡样变性为病理改变，以思维、语言、记忆、运动障碍为特征的神经系统疾患。脑组织中含有高浓度的不饱和脂肪酸，而自由基清除功能却相对缺乏，某些特殊脑区内铁的含量较高。多巴胺代谢的氧化产物有过氧化氢，在铁离子存在时，过氧化氢转化为危害更大的羟自由基（·OH），导致细胞膜的脂质过氧化。其它一些脱髓鞘疾病如多发性硬化症等也与铁内环境稳态破坏有关。总之，铁对脑行为功能的影响是多方面的。
五、正确对待铁元素
正确补铁， 人体所需铁主要靠食物供给。食物中的铁可分为血红素铁和非血红素铁两类。血红素铁来自动物食品中的血红蛋白和肌红蛋白，主要存在于动物血液及含血液的脏器与肌肉中，属二价铁，可被肠黏膜直接吸收而形成铁蛋白，供人体利用。非血红素铁是指谷类食物、蔬菜、水果、豆类等植物性食品中所含的铁，属三价铁。三价铁只有还原为二价铁的可溶性化合物才较易被吸收。我们在日常生活中应合理膳食，适量摄入身体所需要的铁元素，以保证铁在体内的代谢平衡。 正确减铁 对铁中毒的治疗，医生要对症处置，患者要按医嘱治疗。预防铁中毒，一是在服用硫酸亚铁等铁剂治疗贫血时，务必防止过量，并严防儿童误服，最好是服用现代科技的新产品卟啉铁类补剂，不但吸收率高，而且不易产生副作用；二是不要长时间将酸性食物存放在铁容器内，也不能用铁锅煮山楂等酸性食物，以免在酸性条件下铁大量溶入食物。
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