個人認為的原因:在生物體內,金屬離子通常承擔以下幾種功能:
1、滲透調節,這一點主要由鹼金屬承擔,其它離子不適合
2、酶的變構等調節功能,這一點主要由鈣離子承擔
3、催化活性(酶的輔基等),這種情況又可分類:
(1)、靜電遮蔽,主要由鎂離子承擔
(2)、氧化還原的催化,主要由過渡金屬承擔
4、結構支撐功能,羥基磷灰石和蛋白質一起組成了脊椎動物的骨骼,此外多糖在許多生物中也有顯著的結構性功能
對3(2)鋁離子作為3A主族的元素,僅有一個穩定氧化態,因此無法承擔催化氧化還原反應的功能。對比鐵、銅,其離子均有2個穩定氧化態,故其在許多呼吸相關的酶系中承擔電子轉移,催化氧化還原反應的功能。
對2、3(1),這兩種功能大部分情況下需要金屬離子與氧原子結合,根據軟硬酸鹼理論,鈣鎂離子屬於硬酸,較易親和氧原子,同時也可解離。而鋁離子相比它們,半徑更小,電荷更大,“硬度”更大,在地球化學中稱為親氧元素,其氧化物為原子晶體,可見其氧原子的結合更為緊密,可能會導致其無法解離而造成不可逆的效應(不可逆的結合常常為毒物/藥物的功能),這與生物體的大量功能不符
對4,考慮鋁的各種化合物,易溶的鋁鹽自然不足以承擔結構支撐功能;原子晶體氧化鋁和鋁矽酸鹽類過於穩定,無法被生物代謝,且鋁和鈣相比,缺乏其它生物功能
綜上所述,鋁不適合承擔生物體的各項功能
當然生物學的特例很多,如果將來在生物體中發現鋁的一項功能,我推測可能是4,作為以二氧化矽/矽酸鹽構築外殼(矽藻、玻璃海綿)的組分。也有可能在某種特殊環境中的細菌/古菌中,承擔了鈣/鋅的功能
個人認為的原因:在生物體內,金屬離子通常承擔以下幾種功能:
1、滲透調節,這一點主要由鹼金屬承擔,其它離子不適合
2、酶的變構等調節功能,這一點主要由鈣離子承擔
3、催化活性(酶的輔基等),這種情況又可分類:
(1)、靜電遮蔽,主要由鎂離子承擔
(2)、氧化還原的催化,主要由過渡金屬承擔
4、結構支撐功能,羥基磷灰石和蛋白質一起組成了脊椎動物的骨骼,此外多糖在許多生物中也有顯著的結構性功能
對3(2)鋁離子作為3A主族的元素,僅有一個穩定氧化態,因此無法承擔催化氧化還原反應的功能。對比鐵、銅,其離子均有2個穩定氧化態,故其在許多呼吸相關的酶系中承擔電子轉移,催化氧化還原反應的功能。
對2、3(1),這兩種功能大部分情況下需要金屬離子與氧原子結合,根據軟硬酸鹼理論,鈣鎂離子屬於硬酸,較易親和氧原子,同時也可解離。而鋁離子相比它們,半徑更小,電荷更大,“硬度”更大,在地球化學中稱為親氧元素,其氧化物為原子晶體,可見其氧原子的結合更為緊密,可能會導致其無法解離而造成不可逆的效應(不可逆的結合常常為毒物/藥物的功能),這與生物體的大量功能不符
對4,考慮鋁的各種化合物,易溶的鋁鹽自然不足以承擔結構支撐功能;原子晶體氧化鋁和鋁矽酸鹽類過於穩定,無法被生物代謝,且鋁和鈣相比,缺乏其它生物功能
綜上所述,鋁不適合承擔生物體的各項功能
當然生物學的特例很多,如果將來在生物體中發現鋁的一項功能,我推測可能是4,作為以二氧化矽/矽酸鹽構築外殼(矽藻、玻璃海綿)的組分。也有可能在某種特殊環境中的細菌/古菌中,承擔了鈣/鋅的功能