书城科普读物探索未知-趣说无机化学
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第9章 铜有毒吗

古代人所用的许多食具如水壶、汤鼎等,都是铜制品,可见古代人并不以为铜是有毒的物质。到了19世纪,化学家开始研究铜和一些有机化合物的反应,他们发现铜盐跟生物体内某些物质如氨基酸、蛋白质等会发生化学反应,生成蓝色的沉淀或络合物。这些沉淀或络合物,往往不能为生物所同化,于是,就认为铜对人体有毒害。从此,铜作为食具几乎在生活中绝迹了。

然而到了20世纪60年代,日本有几个年轻的化学家,对铜有毒这个看法是否正确表示怀疑,他们研究了古代书籍,认为古代人类使用铜器为食具,已有悠久的历史了,从未发现古书中有关铜中毒的记载,而且迄今出土的所有木乃伊,没有一具能侦查到铜中毒的现象。因此,他们认为铜应该是无毒的。此后,许多科学家又做了不少生物实验,一致证明铜不但无毒,而且是动植物、微生物以至人类的必需微量元素。

铜是植物体所必需元素,被植物学家戏称为“植物维生素”。植物缺铜就会发育不良,叶片枯萎,失去传宗接代的能力。现代化学技术证明,铜在植物体内有两大作用:一是植物在制造叶绿索时,必须用铜作催化剂;二是铜能影响植物细胞膜的通透性,没有铜,植物细胞就不可能和外界正常地交换物质。

铜是微生物的命根子,它好比《红楼梦》中贾宝玉脖子上的“通灵宝玉”,是万万不可缺少的。微生物的繁殖主要靠体内的核酸复制或由核酸为模板,合成蛋白质。在这些过程中,都离不开铜元素的帮助。实验证明,微生物细胞中DNA双螺旋拆开时,必须依靠铜才能使碱基A、G、C、T正确地相应配对,否则,它就会杂乱无章,不能繁衍后代。

铜也是动物和人类不可缺少的物质。大家知道,血红蛋白是哺乳动物和人类血液的主要成分,它是动物和人类运输氧气的“列车”,实验证明,动物和人类必须有铜的存在,才能源源不断地合成出血红蛋白来。

新陈代谢是动物和人体内千万个化学变化的总称。在这么多的化学变化中,氧化还原反应占很大部分,某些反应必须有铜存在才能顺利完成。例如在人类的体温下,氧和氢结合成水,如果没有铜的帮助,电子传递就会出问题——氢和氧会发生爆炸。此外,铜元素对动物和人类的生育起着重要作用,一句话,如果没有铜,就不会生育。

有趣的是,在人体中有一种专门的酶来管理人体内的铜代谢,使人体含铜量维持在一个正常水平,如果少了会生病,多了也会坏事,实验证明铜如果多了,也会导致人患肝硬化和精神病等严重疾病。

铜虽无毒,它在人体和生物中的化学机制还是一个大家关心的谜。