生命細胞與元素周期係
在自然界存在的90種元素中，人體內約含有60多種，像是一座蘊藏著各種金屬的“礦藏”，它們構成人的健康和生命活動不可缺少的部分。其中鈉、鉀、鈣、鎂、碳、氮、氫、氧、硫、磷、氯等11種屬必需的宏量元素，集中在周期表前頭20個元素之內；已為人們所知的必需微量元素，象鐵、鋅、錳、銅、鈷、釩、鉻、硒等十餘種，多屬於第一長周期的元素。各國科學家雖然做過個別工作，但對它們的總體宏觀研究尚少。此外，對於自然界中的稀有和稀散元素的生化效應，例如第二、三長周期包括鉑係在內的元素，更是所涉不多。就它們對機體的生化和生理效應而言，究竟遵循怎樣的自然規律呢？
在探索生命起源及其奧秘的進軍中，酶、蛋白質、基因遺傳、細胞生物學直至醫學的迅速發展，趨向於用化學語言進行表達，使得當今研究微量元素與生物體的關係，已構成現代生命科學中一個極富活力的領域。難怪諾貝爾獎金獲得者、美國醫學教授A.Kornberg疾呼，要“把生命理解成化學”了。
一、s區和p區元素的縱橫規律
近幾年來，我們研究小組選用一種世界性的淡水纖毛蟲——四膜蟲上海株（Tetrahy-mena，Shanghaiensis）作實驗的生物細胞模型，較係統地探討了周期表中ⅠA、ⅡA、ⅢA。ⅣA、部分ⅤA、ⅥA等主族元素對細胞生長分裂的作用。發現它們對細胞的刺激、促進作用或毒性抑製的強弱，具有如下的變化趨勢（見表1）：
具有較寬的促進生長濃度範圍，表示該元素離子的營養作用較好；抑製生長分裂的濃度低，表示它具有較大的毒性。Ⅲ價以上的主族元素為陰離子形式或類陽離子存在。
由此可見，當主族元素處於一定的化合穩態時，它對生物細胞的營養或毒性作用，主要與元素本身的性質或周期表中的位置有關。根據上述規律性，便可判斷某元素的有益或毒害作用，從而給生物微量元素對機體的作用探討提供重要的參考和預示。Se、As雖也屬人體必需的微量元素，但濃度稍高即顯劇毒。
曾有人提到，某些毒性元素較集中於周期表右下方，這恰符合我們歸納的規律性範圍。
二、d區過渡元素的生物周期關係
我們得到過渡元素對蟲群生長的相對增殖率R與元素離子濃度c的27個係列曲線。圖1中R＞100%的數值為生化促進作用，而R＜100%的數值為毒性抑製作用。按美國科學家Luckey有關藥性的動物試驗分類法，這裏多數過渡元素的R－c曲線呈β型，即低濃藥物顯示一定程度的刺激或促進作用；Rh和W這兩種元素離子，即使在極低濃度下也沒有看到促進作用，它們隻顯示抑製情形，屬α型。
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將R-c係列曲線中各元素離子開始促進蟲群增殖的濃度經濃度單位換算後依原子序數Z作圖，得圖2。這裏值得注意的是，在同一周期裏，並不像主族元素那樣，出現從左至右有規律的變化情形，而是形成了一條峰巒起伏的曲線。這正是過渡元素與四膜蟲細胞作用的特性表征。
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將過渡元素在海水中的豐度（圖3）與圖2對比，由兩條曲線起伏相映的情形可見，過渡元素在海水中的豐度峰值基本上與促進的元素圖相對應。對於豐度較大的元素，因生物細胞在海湖中長期生存進化已適應的關係，其刺激蟲群增殖所需的濃度也較大；對於豐度較小的稀有元素，其刺激蟲群生長分裂所需的濃度相應則低。仔細比較兩圖，個別情形不盡一致，例如Fe峰的相對位置差得懸殊些，可能是它在海水中的豐度屬各離子存在形式（包括Fe2+、Fe3+乃至含Fe的多核聚合物等）的總和，而我們的實驗隻采用了Fe2+離子之故。
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四膜蟲是一種單細胞原生動物，既相當於多細胞生物的一個細胞，又是一個能獨立進行各種生命活動和繁衍後代，並能傳遞遺傳性狀的完整生物體。我們用的是上海四膜蟲，無性繁殖係。以它作細胞模型進行受刺激促進或被抑製的試驗，可顯示或反映生命細胞與自然環境的依存關係。當自然界中脊椎動物由海洋移向海濱時，它們體內那些依賴宏量和微量元素的種種化學係統，已經在長期進化中被穩定了下來。其中各種化學元素量是不同的，因而當生物接受環境中的外加物質時，它的反響係統也將有所差別。以上兩圖（圖2和圖3）相互呼應的情形，反映了有機細胞的進化曆程，從而強力支持生命起源和進化的海洋說。