Question

急急急. . .

血液里面含有二价铁离子，而二价铁离子被氧化后呈绿色，那为什么人体的血液呈红色？

Answer 1

动物血液的颜色到底是由什么决定的呢？有人认为血液的颜色取决于所含某种离子的颜色，如认为脊椎动物和蚯蚓等的血液呈红色是由于铁离子的存在；蓝色血液是由于铜离子的存在等[事实上Fe2+在水溶液中为浅绿色，Fe3+一般为黄色；Cu2+只有在Cu(H2O)2+4状态呈蓝色，其余均为无色]。笔者认为，诸如这些说法都是不正确的，因为这些离子一方面并不显示该种动物血液的颜色，否则像脊椎动物的动脉血为鲜红色而静脉血为暗红色的这种颜色的变化就无法解释了，因为动脉血和静脉血中铁离子并没有发生化合价的变化。另一方面，这些离子在血液中并不是孤立存在的，如Fe2+存在于血红蛋白的辅基--血红素中，原卟啉与Fe2+形成四配位体螯合的络合物，其外围被血红素分子的珠蛋白链的氨基酸残基包围着以提供飞机型低介电的环境保护Fe2+不被氧化为Fe3+。同样，有些动物血液中的Cu2+也是和蛋白质结合在一起的，所以动物血液的颜色不一定就呈现某种离子的颜色。
动物血液呈现什么颜色，要看血液中生色物质所吸收的光是哪些可见光，如果吸收的某种或某些可见光，则显示出的颜色就是这些颜色的互补色，或者说对哪种光不吸收或吸收的较少则显示出该种颜色，正如叶绿素对绿色光几乎不吸收而使其呈现绿色一样。血红蛋白的血红素分子有11个双键，共轭双键所吸收的可见光使得血红蛋白呈红色。然而，血红蛋白在氧合状态和脱氧状态下由于构象的变化使得它们的吸收光谱也有所不同。所以，氧合血红蛋白最终呈现的颜色是红色，脱氧血红蛋白的颜色是紫蓝色。因此，脊椎动物血液中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白所占的比例就决定了动脉血和静脉血的颜色。在一些无脊椎动物中，多数动物的血液不含血红蛋白，如软体动物（头足动物和石鳖属等）以及节肢动物（虾、蟹及肢口纲的鲎）所含的是血蓝蛋白。血蓝蛋白分子由Cu2+和1个约200个以上氨基酸的肽链结合而成，和血红蛋白一样，该呼吸色素的颜色也与其状态有关，在氧和状态下为蓝色，在非氧和状态下则为无色或白色。有些多毛虫（如帚毛虫科、绿血虫科）的血液中含有血绿蛋白，钙蛋白也含有铁离子，化学性质与血红蛋白相似，氧合时呈红色，而非氧和状态下却呈绿色；另外，像星虫、多毛虫纲的长沙蚕属及腕足动物中的血液中也有一种含
铁的蛋白叫血褐蛋白，该蛋白不含卟啉结构，氧和状态下显紫红色，而非氧和状态下为褐色。
值得一提的是昆虫的血液，昆虫的血液其实一个运送营养物质和代谢废物的内部介质，所以又称血淋巴，由血浆和血细胞组成，因呼吸作用在气管中进行，故昆虫的血液无呼吸色素。昆虫的血液也常有各种颜色，常见的有黄色、橙红色、蓝绿色和绿色等，它们血液中所含的色素物质使得其血液呈现出特定的颜色，如大天蚕蛾中有α-胡萝卜素、核黄素和黄素-核苷酸；家蚕中的黄酮、荧光素和叶酸；菜粉蝶的幼虫血液的绿色是因为黄色蛋白（其辅基为β-胡萝卜素和叶黄素）和一种蓝色蛋白（其辅基为胆绿素）共同存在的结果。在散居型飞蝗绿色血液中也有类似的成分，但是，一种绿色蝽的绿色血液是由于一种β-胡萝卜素-蛋白复合体和一种近似花青素存在的结果。昆虫血液中的这些色素一般认为是从食物中获得的。另外，昆虫血液的颜色有的还与性别有关，如菜粉蝶的幼虫、蛹和成虫的血液，雌的为绿色，雄的则为黄色或无色。

追问

三价铁离子被氧化后呈红色，人体血液里只含有二价铁离子，但是血液如果含有三价铁离子的话人体就会中毒啊，这不符合血液呈红色的条件。

追答

到底是什么成分构成了血的红色呢？
如果我们把从人体中采出的血液加入抗凝剂后，再应用离心分离器，可以很容易地将血液分离成红色的固体成分和黄褐色的液体成分（称为血浆）。显然，红色成分是存在于固体成分之中的。
当我们把这种固体成分放在显微镜下来观蔡时，可以发现它是由三种不同的细胞混合在一起的。它们分别被称为红细胞、白细胞和血小板。在1立方毫米的血液中，它们存在的浓度分别为450～500万个、6000～8000个和30～50万个。我们还可以根据这些血细胞成分比重之间的差异，采用精密离心分离法做进一步的分离，这时就可以看出红色成分是存在于红细胞中的。这就是我们所说的血红细胞。如果在沉降下来的红细胞中加入蒸馏水，则由于被红细胞膜隔开的细胞内外渗透压等，而使水分渗入细胞血球内部。随着细胞内部压力增大，最后导致膜的破裂，这时细胞内的物质就溶出到外液中（称溶血现象）。再把这种液体用离心分离器分离处理，就得到红色透明的上清液（称溶血液）和极少量的沉淀物。沉淀物是红细胞膜的残骸，由于把它用食盐水洗涤时颜色变浅，因此所提到的红色成分的问题，最后归结为溶血液中溶解的是什么物质的问题。
将溶血液再用半透膜进行透析时，红色成分并不渗向外液。由此可知红色成分是一种高分子物质。使用盐析法。色谱法等分离方法分离溶血液中的离分子物质时，得到的主要是红色的蛋白质，另外还得到微量与红细胞代谢有关的酶等。红色的蛋白质称为血红蛋白（以下用Hb表示），它就是我们所要寻找的血液中的红色成分。
在细胞中，Hb存在的浓度高达35％，而就血液整体而言，它约占15％的浓度。众所周知，Hb在体内除担负着输送氧气的作用而外，对于二氧化碳气的输送也扮演着重要角色。
氧合血红蛋白为红色，脱氧血红蛋白为紫红色。动脉血和静脉血的颜色，就是这种颜色的反映。由这种Hb的颜色所染成的红色血液，在所有脊椎动物体内不断地循环着。
Hb是由叫做珠蛋白的蛋白质和叫做血红素的低分子铁络化合物所形成的复合物，氧与中心铁原子相结合，这种血红素是血液颜色的来源。通过血红素分子中的卟啉环上的一电子和铁离子的d电子体系对于电磁波的吸收，使它在可见光区域出现几个特征吸收谱带，尤其在415～430纳米的位置上，存在着分子吸光度为1．3X105摩尔－17厘米－1左右的强吸收带，称为索雷特带。
老化了的红细胞由肺脏等加以破坏，Hb也被分解。作为血红素分解产物的尿胆素原和尿胆素，则成为粪便的成分被排泻到体外。