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除了伴随和促进人类文明的进步， 人类以及其他生物的生命活动在很大程度上其实也是碳元素在自然界与生命体之间交换、循环流动的过程。
碳元素在无机自然界中主要以二氧化碳、碳酸钙等无机物的形式存在，植物通过光合作用将空气中的二氧化碳转化为糖类等有机物质，例如纤维素、淀粉等， 光合作用的本质就是让二氧化碳分子中的碳原子相互建立化学键，将太阳能转化储存在碳—碳化学键中，变成化学能。 这一步能量转化成为一切生命体能量的基础来源，也让大自然中的无机碳变成有机碳进入生命体中。
以人类为例，人类通过吃粮食来直接获得淀粉等糖类物质，然后通过体内的氧化作用反向将淀粉中的碳—碳键打断，从而释放蕴含在碳—碳键中的化学能，变为人类生命活动所需要的能量。释放了能量的碳元素又从有机碳变回了二氧化碳这种无机碳，最终借助人体的呼吸过程还给了大自然。而人体内用不完的糖类则会通过体内化学作用转化为脂肪储存起来。脂肪拥有比糖类物质更高的能量密度，从而提升了能量的储存效率。随着脂肪的形成和堆积，人也就变胖了。
碳元素除了担负着能量传递的功能，还是 人体内几乎所有功能物质的骨架元素 。碳元素是蛋白质的骨架，形成了人体的肌肉、毛发以及体内的各种酶；碳元素是遗传物质DNA分子的骨架，实现了人体遗传物质的复制传递；碳元素是玻尿酸、内啡肽、多巴胺、肝素等人体功能性物质的骨架，维持着新陈代谢以及所有生命活动。碳元素对生命如此重要，因此地球上的生命也被称为 碳基生命 ，而这些以碳元素为“骨架”的物质，则被称为 有机物 。
