生命科學導論/生物體的元素組成

生命元素

生物體是由多種元素組成的，這些元素的構成了水、無機鹽以及各種有機物，這些物質構建起組織、器官以及整個生命系統。

生命所必需的元素成為生命元素，這些元素具有各自的作用。有些元素構成生物體，如鈣元素構成動物的骨骼；有些元素構成化合物，如碳、氫和氧構成糖類等有機物；有些元素具有特定功能，比如血紅蛋白中的鐵元素能夠運輸氧氣；有些元素能夠調節生命活動，如鈉和鉀。

目前多數科學家比較一致的看法，認為生命必需的元素共有28種或29種。按體內含量的高低可分為大量元素（或宏量元素，常量元素)和微量元素。微量元素占人體總質量的0.03%左右。這些微量元素在體內的含量雖小，但在生命活動過程中的作用是十分重要的。

29種生命必需元素為：氫、硼、碳、氮、氧、氟、鈉、鎂、矽、磷、硫、氯、鉀、鈣、釩、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、溴、鉬、錫、碘。

大量元素

大陸稱大量元素，台灣稱宏量元素，又稱常量元素，指含量占生物體總質量0.01%以上的化學元素。

碳、氫、氧、氮、磷、硫、氯、鉀、鈉、鈣和鎂，這些元素在人體中的含量均在0.04%~62.8%之間，這11種元素共占人體總質量的99.97%。

構成生物體主要化合物的元素成為主要元素。主要元素包括：碳、氫、氧、氮、磷、硫。

構成有機物的必要元素被成為基本元素。基本元素包括：碳、氫、氧、氮。

構成有機物的最基本元素是碳。

微量元素

微量元素指占生物體總質量0.01%以下，且為生物體所必需的一些元素。如鐵、矽、鋅、銅、碘、溴、錫、錳、氯、鉬等。

微量元素為植物體必需但需求量很少的一些元素。這些元素在土壤中缺少或不能被植物利用時，植物生長不良，過多又容易引起中毒。在農業中，常以微量元素作種子處理、根外追肥來提高作物產量。

污染元素

污染元素是指存在於生物體內會阻礙生物機體正常代謝過程和影響生理功能的微量元素。

人體內發現的元素有70多種，遠比生命必需的元素多得多，這是因為隨著自然資源的開發利用和現代大工業的發展，人類對自然環境施加的影響越來越大，環境污染問題變得十分突出。某些元素（如汞、鉛、鎘等）通過大氣、水源和食物等途徑侵入人體，在體內積累而成為人體中的污染元素。

即使是生命必需的元素，它們在體內的含量都有一個最佳的濃度範圍，超過或低於這個範圍，對健康也產生不利影響。例如，硒是重要的生命必需元素，成人每天攝取量以100μg左右為宜，若長期低於50μg可能引起癌症、心肌損害等；若過量攝入，又可能造成腹瀉，神經官能症及缺鐵性貧血等中毒反應，甚至死亡。同時，生命必需元素的存在形式對人體健康也直接有關，如鐵在生物體內不能以游離態存在，只有存在在特定的生物大分子結構（如蛋白質）包圍的封閉狀態之中，才能擔負正常的生理功能，鐵一旦成為自由鐵離子就會催化過氧化反應產生過氧化氫和一些自由基，干擾細胞的代謝和分裂，導致病變。

只有過量時才會干擾生命活動的必須元素不是污染元素。

其他元素

其他元素是指在生物體內含量很少，但又對生物體沒有明顯影響的元素。

從生命元素看生物界

從元素種類來看，組成生命體的生命元素大致相同。雖然含量有差異，大量元素和微量元素的劃分卻非常接近。這體現了生物界的統一性，證明了生命具有共同的起源。

不同生物的元素組成在含量上差異很大。這體現了生物界的差異性，或稱特異性，表現了生命的多樣性進化。