國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系
蘇 明 德 教 授
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「碳」在地殼中的含量雖僅有0.09%,且「碳」的存在量在地殼上排列第15名,並在全宇宙中存在量排列第4名,名列在氫(H)、氦(He)、氧(O)之後,但是「碳」卻是地球上與生命關係最為密切的元素。正由於「碳」元素非常充沛,再加上「碳」在地球環境中所產生的化合物種類繁多。如果檢測組成植物和動物的成分,不難發現幾乎所有這些生命體分子中都含有「碳」元素,因此「碳」可說是地球上所有生物的化學根本元素。
事實上,在構成人體的元素中,「碳」就占了18%,也就是說拿掉水分後,剩下的體重超過一半都是「碳」。當然不只是人,從小病毒到大恐龍,所有生物的基礎構成都是由「碳」所擔負的。因此有人這麼說:「把自然界中各種型式的『碳』集合起來所形成的東西, 就叫『生命』。」
化學的一個完整分支,並且基本上是以「碳」化合物為主的學科,就是〝有機化學〞,目前有紀錄的有機化合物總數近3千萬種。「碳」之所以能在有機化合物中占有主要中心地位,是因為「碳」原子間能夠相互連接形成長鏈,這種長鏈有直鏈也有支鏈。「碳」鏈起骨架作用,其它元素的原子連接在「碳」鏈上,進而形成無數的含「碳」化合物分子。像是:〝去氧核醣核酸〞(DNA)就是一種這樣的長鏈分子,它存在於所有生物體的遺傳物質裏。DNA儲存大量蛋白質的結構訊息,這些蛋白質由動植物細胞合成,它可以自我複製。DNA也存在於動植物細胞的細胞核中,是生物組織再造的基礎。