生物元素的概念是什么？ 第1页

生物元素，或曰生命元素，指生命所必需的化学元素。按照过去数百年里的研究，这些元素有各自的作用：

• 有些构成生物体，如钙参与构成动物骨骼；
• 有些构成化合物，如碳、氢、氧、氮参与构成糖类·蛋白质等有机物；
• 有些具有特定功能，如血红蛋白中的铁参与运输氧气；
• 有些调节生命活动，如钠和钾参与渗透压等调节。

目前一般认为地球生命必需的元素共有28~29种，这是随着研究深入一点点增加的，早几年还是27种。

29种生命元素：

氢、硼、碳、氮、氧、

氟、钠、镁、硅、磷、

硫、氯、钾、钙、钒、

钛、铬^[1]、锰^[2]、铁、钴、

镍、铜、锌、砷、硒、

溴、钼、锡、碘。

硼对哺乳动物来说似乎不是无法替代的，但对许多植物和藻类来说必要。

按照元素在体内含量的高低，可以将其分为大量元素（也叫宏量元素、常量元素，每一种占生物体万分之一以上）和微量元素（每一种占生物体不到万分之一）：

• 碳、氢、氧、氮、磷、硫、氯、钾、钠、钙、镁这十一种元素在人体中的含量，按质量通常各自在0.04%到62.8%，共计占人体总质量的99.97%；
• 其它元素共计占人体总质量的万分之三左右，却在生命活动过程中发挥重要的作用。

这之外还有一些矿物质被部分学者建议列为至少部分生物所必需或有益的营养素，其中某些实验数据和常识大相径庭，例如：

铋，铷，锶（在多种生物中代替钙），碲，钨（在一些生物中替代钼），

镧系元素（可互相替代），铝，锗，镉，铅。

……对人有害的镉可能是多种生物必需的元素，惊喜不惊喜。
铝在人的活细胞内没有任何已经确认的功能，多了会有毒。转铁蛋白会和铝结合^[3]。

要注意的是，生命必需元素在体内的含量通常也有一定的浓度范围，过量和缺乏都会对健康产生不利影响乃至造成死亡。

例如硒是重要的生命元素，成人每天摄取量以100微克左右为宜，长期低于50微克可增加癌症发病率、出现心肌损害等；但是过量摄入硒可以造成腹泻、神经官能症、缺铁性贫血等，乃至中毒死亡。

生命必需元素的存在形式也和其效果直接相关。

例如铁在特定生物大分子结构（主要是蛋白质）包围的封闭状态发挥生理功能，而一旦成为自由铁离子，就会催化过氧化反应、产生过氧化氢和自由基去造成细胞损伤。

参考

1. ^ 美国认为铬是必需元素，欧盟不认为
2. ^ https://dx.doi.org/10.1007%2F978-94-007-7500-8_7
3. ^ https://doi.org/10.1107%2FS090744490503266X