营养素与进化和遗传
器官的功能与物质代谢与遗传有关，这是在漫长的进化过程中形成的。水是重要的营养素，占人体体重60～70%。缺水就会影响全身组织与细胞的功能，甚至危及生命。为了保证身体不缺水，一方面通过神经肌肉的活动而喝水，另一方面通过垂体后叶（神经垂体）分泌激素作用于泌尿系统，从而增加水分的重吸收。在进化过程中，鱼类、两栖类、爬虫类、鸟类以至哺乳类，逐渐摆动脱了时刻沉浸在水中的生活环境，转移到陆地生活，获得了离开水的自由，这在很大程度上与神经垂体能分泌更有效和更足量的抗利尿激素（antidiuretio hormone,ADH）有关。在脊椎动物非哺乳类，其神经垂体只能分泌精氨酸血管催产素（arginne vasotocin）。这也是由8个氨基酸残基组成的多肽；它与血管加压素（vasopressin）在化学结构上的差别仅仅是在第3个氨基酸以异亮氨酸置换了苯丙氨酸。在硬骨鱼类、两栖类、爬虫类和许多鸟类的神经垂体还分泌催产素。而哺乳类，其中包括人类的神经垂体则分泌催产素和血管加压素。比较一下各种脊椎动物神经垂体分泌抗利尿激素的异同，其对水需要的程度，就说明生物的遗传明显地影响了营养素——水的代谢与需要。
食草类动物胃肠道的消化酶可以将含于草中的复杂的碳水化物分子结构分解，予以利用。人类只能消化淀粉、糖原和双糖，使之成为单糖而吸收。草含蛋白质的量少，故食草动物需有发达的胃肠道才能从草中获取足够的养料。人类食物营养价值高，胃肠道比较不发达。
维生素缺乏的环境因素固属重要，但维生素的代谢过程与其缺乏所致疾病与遗传有密切关系。鱼类不能合成维生素C；两栖类、爬虫类、低级的鸟类和大多数哺乳类能合成维生素C；高级的鸟类和哺肊类中的灵长类、翼翅类和天竺鼠却又失去合成维生素C的维力。人类属于灵长类，一般需要从食物中供给维生素C。但不同的人种和个体对于维生素C的需要量有所不同。诺尔曼人和居于沙漠的部族以熟食为主食，很少吃新鲜蔬菜。虽然他们每天达到的维生素C量少于2mg，但不发生坏血病。另一例证是当Vasco da Gama在1498年率船员在好望角探险时，由于船员长期缺乏含维生素C的食物，在160名船中100人死于坏血病。其他的人生存下来，有些人并无甚症状。以上说明有些人在一定情况下也能合成维生素C，可能仓促保存了生物进化过程中合成维生素C的潜在能力。
葡萄糖转变为丙酮酸之后，进一步进入三羧循环氧化是一个最基本的代谢过程。此代谢过程在生物中普遍存在，并需要硫胺素焦磷酸参与这一代谢过程。许多微生物都能合成维生素B1。但高等运动却必须从食物中获取维生素B1。既然微生物本来能合成维生素B1而这种维生素在生命中又如此重要，何以许多种生物需要B1的补充来维持生命呢？其解释是:B1本来是机体胞质内的组成部分，生物在进化过程中由于基因空变丧失了合成B1的作用。这是一种后退性的进化。
鞭毛原生动物（flagellate protozoa）的眼点已有胡萝卜素。甲壳纲和头足纲动物的眼睛出现维生素A1。脊椎动物淡水鱼开始出现维生素A2。以上是分子结构在进化和遗传上的例证。在低等运物，维生素A只参与视觉功能，而在高等动物维生素A不但保证视觉，而且对于保持皮肤与粘膜的健全，动物的生长和抵抗感染的能力均有关系。比较维生素A在低等动物与高等动物的功能，可以认识到在进化与遗传的过程中由于靶细胞起了变化，维生素A的作用也得到扩展。
综上所述，营养物质的需要、代谢、功能和缺乏所引致的疾病与遗传有关。
