镍在生物过程中发挥着重要作用
元素家族
镍，元素周期表第28号元素。
公元前3500年，叙利亚人在不经意间将镍元素掺入了青铜。据考证，早在1800年前的西汉，我国就已经懂得用镍和铜来制造“白铜”。
镍的主要用途，是制作各种合金，此外各种不锈钢也都含有镍元素。电镀镍更是比电镀锌更有优势，其耐腐蚀性比镀锌层高20—25%，优良的抛光性能，使其广泛应用于光学仪器镀覆、防护装饰性镀层、铸造结晶器电子元件等。镉—镍电池、镍—氢电池、镍—锰电池是可充电电池里的主打产品。近年来发展迅猛的镍氢电池，其优点是无毒绿色无污染，电池储量比镍镉电池多30%，质量轻，寿命长，缺点是价格贵，比锂电池性能差，主要应用于移动通讯、笔记本、录像机等，也用于军工、国防等领域。
在生物领域里，镍与其元素周期表中的近邻们一样，在生物过程中发挥着极为重要的作用。对于大量微生物而言，镍是不可或缺的，例如，会引起膀胱感染的某些大肠杆菌菌株中就具有镍铁氢化酶，其作用就是催化氢气分子分解为两个质子和两个电子。这一反应是细胞内产能过程的一部分，还能引起胃溃疡的幽门螺杆菌，能够在酸性环境下生存的主要原因就是依赖一种名为脲酶的含镍蛋白。这种蛋白能将尿素分解为氨和二氧化碳，从而能中和胃酸。药物学家们正在考虑，将这些含镍蛋白作为治疗胃溃疡的靶向药物。
镍的另一个大放异彩的角色是出现在全球碳循环里。虽然在我们眼中的一氧化碳、二氧化碳和甲烷是温室气体的主要成分，但是在微生物那里它们可都是其能量的主要来源。科学家们探索出一套由三种含镍酶构成的碳循环：一氧化碳脱氢酶可以让向光厌氧菌“吃”掉一氧化碳，从而产生二氧化碳；乙酰辅酶A合成酶能使某些产乙酸菌的微生物消耗二氧化碳产生乙酸；而甲基辅酶M还原酶则能促进产甲烷菌以乙酸为食从而将乙酸转化为甲烷；最后甲烷通过厌氧降解重新被转化为二氧化碳，完成一次碳循环。这三种酶协同作用每年大约可以从环境中吸收108吨的二氧化碳，并合并成1011吨的乙酸和109吨的甲烷，其中镍元素与碳原子形成共价键的能力，是这种反应发生的关键。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布致癌物清单，镍化合物在一类致癌物清单中。金属镍并没有毒，主要是羰基镍有一定毒性，容易以蒸汽形式迅速被呼吸道吸收，也能由皮肤少量吸收，从而出现镍过敏现象，因此经常与镍元素打交道的人一定要注意做好个人防护。
(作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员), 百拇医药(宋 丹)
镍，元素周期表第28号元素。
公元前3500年，叙利亚人在不经意间将镍元素掺入了青铜。据考证，早在1800年前的西汉，我国就已经懂得用镍和铜来制造“白铜”。
镍的主要用途，是制作各种合金，此外各种不锈钢也都含有镍元素。电镀镍更是比电镀锌更有优势，其耐腐蚀性比镀锌层高20—25%，优良的抛光性能，使其广泛应用于光学仪器镀覆、防护装饰性镀层、铸造结晶器电子元件等。镉—镍电池、镍—氢电池、镍—锰电池是可充电电池里的主打产品。近年来发展迅猛的镍氢电池，其优点是无毒绿色无污染，电池储量比镍镉电池多30%，质量轻，寿命长，缺点是价格贵，比锂电池性能差，主要应用于移动通讯、笔记本、录像机等，也用于军工、国防等领域。
在生物领域里，镍与其元素周期表中的近邻们一样，在生物过程中发挥着极为重要的作用。对于大量微生物而言，镍是不可或缺的，例如，会引起膀胱感染的某些大肠杆菌菌株中就具有镍铁氢化酶，其作用就是催化氢气分子分解为两个质子和两个电子。这一反应是细胞内产能过程的一部分，还能引起胃溃疡的幽门螺杆菌，能够在酸性环境下生存的主要原因就是依赖一种名为脲酶的含镍蛋白。这种蛋白能将尿素分解为氨和二氧化碳，从而能中和胃酸。药物学家们正在考虑，将这些含镍蛋白作为治疗胃溃疡的靶向药物。
镍的另一个大放异彩的角色是出现在全球碳循环里。虽然在我们眼中的一氧化碳、二氧化碳和甲烷是温室气体的主要成分，但是在微生物那里它们可都是其能量的主要来源。科学家们探索出一套由三种含镍酶构成的碳循环：一氧化碳脱氢酶可以让向光厌氧菌“吃”掉一氧化碳，从而产生二氧化碳；乙酰辅酶A合成酶能使某些产乙酸菌的微生物消耗二氧化碳产生乙酸；而甲基辅酶M还原酶则能促进产甲烷菌以乙酸为食从而将乙酸转化为甲烷；最后甲烷通过厌氧降解重新被转化为二氧化碳，完成一次碳循环。这三种酶协同作用每年大约可以从环境中吸收108吨的二氧化碳，并合并成1011吨的乙酸和109吨的甲烷，其中镍元素与碳原子形成共价键的能力，是这种反应发生的关键。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布致癌物清单，镍化合物在一类致癌物清单中。金属镍并没有毒，主要是羰基镍有一定毒性，容易以蒸汽形式迅速被呼吸道吸收，也能由皮肤少量吸收，从而出现镍过敏现象，因此经常与镍元素打交道的人一定要注意做好个人防护。
(作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员), 百拇医药(宋 丹)