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提到生命现象，人们总认为它神秘莫测。即使是关心者，也往往因那些蛋白质、肽链、核糖核酸、基因、遗传密码等等复杂的结构和深奥的功能所苦恼。
诚然，生命现象本身是十分复杂的，因此构成了生命科学的高深。但是，对它直接做元素问题来探讨，那么它将变得简单多了。
新学科的诞生
生物是从低等进化为高等的，今日的复杂生物就是由亿万年前的简单物质发展而来的。元素称得上是生物的基础，它们在生物的生长、发展、衰弱、死亡过程中起着十分重要的作用。
例如磷，近些年来的研究表明，它的某些化合物是人体内部的能源“供应站”。所有的食物在人体经代谢一氧化反应之后，所释放的能量除一部分以热能形式失散于体内之外，其余大部分则被同时发生的吸热反应所利用，并储存于某些特殊的化合物中。这个现象，与我们将电能储于蓄电池的过程十分相似。研究发现，这种蓄电池般的特殊化合物，竟然全是有机磷化物，以三磷酸腺苷为代表，遍及人体各部位。以后各项生命活动所需的能量，再由有机磷化物氧化供应。
又如镁离子，它能激活人体中的许多酶，一旦人体内的镁离子浓度过低，蛋白质的合成就会出差错或中断。某些地区食道癌发病率高，很可能就是那里的土壤缺少镁离子的缘故。即使是植物，它的叶绿素中也含有大量的镁离子，进行光合作用离不开它。为此，人们称镁离子为太阳能的最好转换器。
被誉称为“生命火花”的锌，它包含在许多蛋白质之中，也是大多数酶的必要组分，能激活肠磷酸酶及肝、肾过氧化氢酶，又是合成胰岛素所必需的元素。心脏病、肝脾肿大、性腺功能减退和癌症等，在一定程度上都与锌在人体中的含量不正常有关。体内缺锌的儿童，常表现出食欲不振、味觉不灵敏、身高和体重都差。甚至在眼睛里也含有高达4％的锌，看来它对视觉必有特殊的效用，可惜至今尚未明确。
此外，人们了解到钴是维生素B12的一个必需的组分：维生素B12由细菌生成，且为哺乳动物生长所必需。人体内缺乏钴，肠道细菌便无法合成维生素B12了。其次，有些酶催化反应，也需要维生素B12作为酶的辅因子，例如参与核糖核酸的合成。而核糖核酸与神经纤维的功能有关，因此缺钴时就会引起神经退化。医生们认为，它很有希望成为治疗某些神经系统疾病的基础元素。钴还能防止脂肪在肝中积累。根据研究，青光眼急性发作时，血中钴含量往往会减少，而采用“钴食”疗法能使患者的眼压很快恢复正常。
从以上的事实可以看出，生物体内的元素含量虽少，但它们的作用和功能确实对生命现象有巨大的影响，成为生命科学所不能忽视的一个方面。近年来，这方面的研究，已逐渐形成了一门崭新的学科。因为人们通常都把铁、铜、锌、锰、钴、钼和铬等金属元素的离子及它们所合成的络合物(它们的结合没有像化合物那么紧密，而像是联络在一起的物质)，列为无机化学的研究范畴。所以这一门研究生物体内无机物与生命现象的崭新学科，被称为生物无机化学。
犀利的武器
生物无机化学一般从研究小分子(例如钾、钠、钙、镁等离子)对生物体的作用入手。
例如蛋白质，它是生命现象的物质基础。生物体各种组成部分的自我更新或新陈代谢，归根结底是通过成千上万种化学反应来实现的，而这些化学反应几乎又都是在一类特殊的蛋白质——酶的催化作用下进行的。至于酶，镁、锌、锰、铜等金属元素是它们不可缺少的组成部分。酶作为催化剂，其催化效率高得惊人。例如同样是使过氧化氢分解成为氧气和水，过氧化氢酶的催化效率比一般化工厂中常用的无机催化剂高出1000万倍!其实，这还不算突出的，某些酶的催化效率，甚至比催化相同化学反应的非生物体催化剂高10万亿倍!换句话说，在相同的条件下，用普通催化剂催化需要1年甚至100万年才能完成的化学反应，用酶催化则只要1秒就成了。
只要我们真正弄清金属元素和酶的结构、关系，十分有希望人工合成出高催化效率的酶，使化学工业发生一场根本性的变革。这方面工作，在固氮制肥料的研究中已取得了不少成绩。
不仅如此，如果进一步根据遗传工程学，把固氮基因转移到小麦、水稻、玉米等主要粮食作物根系的细菌中去，就能使它们获得大豆那样的固氮能力，为作物提供氮肥。还有人设想，把固氮基因干脆转移到动物甚至人体的肠道细菌的细胞中去，以实现由肠道细菌利用所固定的氨态氮来制造氨基酸、蛋白质等，达到部分自造营养，减少食量的目的。这并非是天方夜谭，因为白蚁和船蛆就早已具备了这种功能，它们的肠内都有固氮细菌，所以能靠含氮量很低的食物生活。人的肠内也可能有固氮细菌，只是固氮量很少罢了。这方面的设想，现在已有人在蚕丝生产上做努力。如果最终能把产生丝蛋白的基因引入细菌细胞中，使它具备合成丝蛋白的能力，那么就可以在发酵罐中生产蚕丝，大大缩短生产周期，并使整个生产实现工业化。
当前，由于环境受到污染，造成了我们生活环境的恶化，某些化学元素进入人体引起的危害，也是大家熟知的事实。例如汞，它是水俣病的根源；镉积聚在。肾脏、动脉和肝中，则会干扰某些需锌的生物酶的作用。现在，通过生物无机化学的研究，科学家已经找出其中的原因。原来，由于镉和锌的化学性质相似，而镉对某些肾组织比锌有更大的亲和作用，因此它能不可逆地取代锌，从而改变了依靠锌的一切生物化学反应，最终引起尿蛋白症、糖尿病、水肿甚至癌症等病症。此外，像锗中毒，主要是因为它会引起水平衡失调，积存在脾中就会缩短寿命。所以，研究化学元素的作用，将有助于防治因环境污染所引起的各种疾病，做到对症下药，有的放矢。
生物无机化学的研究表明，食盐在人体内的作用主要由钠离子实现，它能调节血液的酸碱度，使其维持恒定，以适合于细胞的新陈代谢。最近，关于食盐的研究更有惊人的发现，利用食盐可以选择婴儿的性别。在加拿大的魁北克省蒙特利尔圣心医院和巴黎皮埃尔·玛丽·居里研究所，分别取得了选择成功率达80％以上的成绩，但在他们的报告中，他们所采用的办法却出奇的简单。其基本原则是，欲生男孩，未来的母亲在怀孕前应多吃一些咸食物，以增加体内的钠和钾的含量；欲生女儿的，就多吃乳酪、牛奶、鸡蛋、未发酵的干酪、甜黄油以及含钙和镁丰富的食物。这些研究者认为，这些食谱能对卵巢产生化学影响，卵巢又将影响到卵子对精子的选择，从而组合成男或女的染色体，最终孕育成男婴或女婴。
根据一些研究报告，食谱法还可用来避免某些遗传病。例如血友病，它只遗传给男孩而不遗传给女孩。某对可能生下血友病婴儿的夫妇，在医生指导下照食谱饮食，最后产下了一个女孩，因此避免了将血友病遗传给后代。
生物无机化学在探索生命现象中所初步显示出来的非凡作用，已引起了科学家的极大关注，它的前景未可限量。
诚然，生命现象本身是十分复杂的，因此构成了生命科学的高深。但是，对它直接做元素问题来探讨，那么它将变得简单多了。
新学科的诞生
生物是从低等进化为高等的，今日的复杂生物就是由亿万年前的简单物质发展而来的。元素称得上是生物的基础，它们在生物的生长、发展、衰弱、死亡过程中起着十分重要的作用。
例如磷，近些年来的研究表明，它的某些化合物是人体内部的能源“供应站”。所有的食物在人体经代谢一氧化反应之后，所释放的能量除一部分以热能形式失散于体内之外，其余大部分则被同时发生的吸热反应所利用，并储存于某些特殊的化合物中。这个现象，与我们将电能储于蓄电池的过程十分相似。研究发现，这种蓄电池般的特殊化合物，竟然全是有机磷化物，以三磷酸腺苷为代表，遍及人体各部位。以后各项生命活动所需的能量，再由有机磷化物氧化供应。
又如镁离子，它能激活人体中的许多酶，一旦人体内的镁离子浓度过低，蛋白质的合成就会出差错或中断。某些地区食道癌发病率高，很可能就是那里的土壤缺少镁离子的缘故。即使是植物，它的叶绿素中也含有大量的镁离子，进行光合作用离不开它。为此，人们称镁离子为太阳能的最好转换器。
被誉称为“生命火花”的锌，它包含在许多蛋白质之中，也是大多数酶的必要组分，能激活肠磷酸酶及肝、肾过氧化氢酶，又是合成胰岛素所必需的元素。心脏病、肝脾肿大、性腺功能减退和癌症等，在一定程度上都与锌在人体中的含量不正常有关。体内缺锌的儿童，常表现出食欲不振、味觉不灵敏、身高和体重都差。甚至在眼睛里也含有高达4％的锌，看来它对视觉必有特殊的效用，可惜至今尚未明确。
此外，人们了解到钴是维生素B12的一个必需的组分：维生素B12由细菌生成，且为哺乳动物生长所必需。人体内缺乏钴，肠道细菌便无法合成维生素B12了。其次，有些酶催化反应，也需要维生素B12作为酶的辅因子，例如参与核糖核酸的合成。而核糖核酸与神经纤维的功能有关，因此缺钴时就会引起神经退化。医生们认为，它很有希望成为治疗某些神经系统疾病的基础元素。钴还能防止脂肪在肝中积累。根据研究，青光眼急性发作时，血中钴含量往往会减少，而采用“钴食”疗法能使患者的眼压很快恢复正常。
从以上的事实可以看出，生物体内的元素含量虽少，但它们的作用和功能确实对生命现象有巨大的影响，成为生命科学所不能忽视的一个方面。近年来，这方面的研究，已逐渐形成了一门崭新的学科。因为人们通常都把铁、铜、锌、锰、钴、钼和铬等金属元素的离子及它们所合成的络合物(它们的结合没有像化合物那么紧密，而像是联络在一起的物质)，列为无机化学的研究范畴。所以这一门研究生物体内无机物与生命现象的崭新学科，被称为生物无机化学。
犀利的武器
生物无机化学一般从研究小分子(例如钾、钠、钙、镁等离子)对生物体的作用入手。
例如蛋白质，它是生命现象的物质基础。生物体各种组成部分的自我更新或新陈代谢，归根结底是通过成千上万种化学反应来实现的，而这些化学反应几乎又都是在一类特殊的蛋白质——酶的催化作用下进行的。至于酶，镁、锌、锰、铜等金属元素是它们不可缺少的组成部分。酶作为催化剂，其催化效率高得惊人。例如同样是使过氧化氢分解成为氧气和水，过氧化氢酶的催化效率比一般化工厂中常用的无机催化剂高出1000万倍!其实，这还不算突出的，某些酶的催化效率，甚至比催化相同化学反应的非生物体催化剂高10万亿倍!换句话说，在相同的条件下，用普通催化剂催化需要1年甚至100万年才能完成的化学反应，用酶催化则只要1秒就成了。
只要我们真正弄清金属元素和酶的结构、关系，十分有希望人工合成出高催化效率的酶，使化学工业发生一场根本性的变革。这方面工作，在固氮制肥料的研究中已取得了不少成绩。
不仅如此，如果进一步根据遗传工程学，把固氮基因转移到小麦、水稻、玉米等主要粮食作物根系的细菌中去，就能使它们获得大豆那样的固氮能力，为作物提供氮肥。还有人设想，把固氮基因干脆转移到动物甚至人体的肠道细菌的细胞中去，以实现由肠道细菌利用所固定的氨态氮来制造氨基酸、蛋白质等，达到部分自造营养，减少食量的目的。这并非是天方夜谭，因为白蚁和船蛆就早已具备了这种功能，它们的肠内都有固氮细菌，所以能靠含氮量很低的食物生活。人的肠内也可能有固氮细菌，只是固氮量很少罢了。这方面的设想，现在已有人在蚕丝生产上做努力。如果最终能把产生丝蛋白的基因引入细菌细胞中，使它具备合成丝蛋白的能力，那么就可以在发酵罐中生产蚕丝，大大缩短生产周期，并使整个生产实现工业化。
当前，由于环境受到污染，造成了我们生活环境的恶化，某些化学元素进入人体引起的危害，也是大家熟知的事实。例如汞，它是水俣病的根源；镉积聚在。肾脏、动脉和肝中，则会干扰某些需锌的生物酶的作用。现在，通过生物无机化学的研究，科学家已经找出其中的原因。原来，由于镉和锌的化学性质相似，而镉对某些肾组织比锌有更大的亲和作用，因此它能不可逆地取代锌，从而改变了依靠锌的一切生物化学反应，最终引起尿蛋白症、糖尿病、水肿甚至癌症等病症。此外，像锗中毒，主要是因为它会引起水平衡失调，积存在脾中就会缩短寿命。所以，研究化学元素的作用，将有助于防治因环境污染所引起的各种疾病，做到对症下药，有的放矢。
生物无机化学的研究表明，食盐在人体内的作用主要由钠离子实现，它能调节血液的酸碱度，使其维持恒定，以适合于细胞的新陈代谢。最近，关于食盐的研究更有惊人的发现，利用食盐可以选择婴儿的性别。在加拿大的魁北克省蒙特利尔圣心医院和巴黎皮埃尔·玛丽·居里研究所，分别取得了选择成功率达80％以上的成绩，但在他们的报告中，他们所采用的办法却出奇的简单。其基本原则是，欲生男孩，未来的母亲在怀孕前应多吃一些咸食物，以增加体内的钠和钾的含量；欲生女儿的，就多吃乳酪、牛奶、鸡蛋、未发酵的干酪、甜黄油以及含钙和镁丰富的食物。这些研究者认为，这些食谱能对卵巢产生化学影响，卵巢又将影响到卵子对精子的选择，从而组合成男或女的染色体，最终孕育成男婴或女婴。
根据一些研究报告，食谱法还可用来避免某些遗传病。例如血友病，它只遗传给男孩而不遗传给女孩。某对可能生下血友病婴儿的夫妇，在医生指导下照食谱饮食，最后产下了一个女孩，因此避免了将血友病遗传给后代。
生物无机化学在探索生命现象中所初步显示出来的非凡作用，已引起了科学家的极大关注，它的前景未可限量。