碳的生理作用和应用价值

碳元素可谓是地球上的“生命之源”，所有的生物，所有的人类食物，其主要构成元素中都有碳元素。它参与植物体内一切大分子物质的代谢过程。碳占生物细胞总量的18%，是构成生物体的最基本元素。一切动植物体中的有机质都是碳的化合物，如蛋白质、油脂、淀粉、糖以及叶绿素、血红素、激素等。大多数科学家认为，地球生命是以碳化学为基础的，因此，把地球生命定义为“碳原子物质”。那么，生命为什么选择了碳作为其结构基础呢?这是因为碳元素广泛存在于自然环境中，虽然原始地球大气层中甲烷的含量非常少(因为在地球形成的前几个时期里这种气体大部分已飞散开)，而碳以石墨及金属碳化物的形式保存在地球上。但当岩石圈形成时，金属碳化物与地球内部的结构水相互作用，二次生成甲烷和其他烃类化合物，它们从岩石圈析出，集储在原始大气中(因为此时的地球引力已能把它们吸住)，所以可以说碳元素在环境中存在，且丰度较高。在生命体的起源和进化过程中碳原子成键的多样性是选择碳化合物作为细胞分子构件的主要因素。其他任何一种化学元素都不可能形成大小和形状具有如此巨大差异及具有如此众多官能团的分子。

所谓的“食物链”，换句话说，就是碳元素的传递链而已。碳水化合物和蛋白质等，这些支持着生命活力的营养物质都是碳的化合物。在生命的每一个细胞、每一条遗传物质DNA链上，也都有碳的存在。我们每天吃的食物也来源于碳水化合物，它是植物由空气中的二氧化碳经光合作用而生成的。在碳元素供应不足的情况下，植物的光合作用受阻，植株生长缓慢，组织不充实。(www.xing528.com)

此外，碳元素是人类最早发现以及应用的元素之一，不同的结构导致其具有不同的物理和化学性质，从最早的石墨、金刚石到现在的碳14(C14)、碳纳米管、碳纤维和石墨烯。人类对碳元素的研究一直都没有中断过，虽然中间经历过许多起起伏伏，但是碳在人类社会中的地位却一直举足轻重。