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植物属于碳基生物嘛为什么(什么生物不是碳基生物)

2023-12-13 09:26:45 来源:天下文学 点击:0
我们周围的植物是什么,动物也是什么的

我们周围的植物是什么,动物也是什么的

属于生物,碳基生物,都是以脱氧核糖核酸DNA为遗传物质的生命体.他们最主要的是为我们提供了食物,而植物的光合作用为我们以及其他动物提供氧气,而其他动物除了作为食物外也大大丰富了我们的生活,宠物,动物皮毛,化妆品等.给了人类无限的灵感.比如仿生学,以蜻蜓为原理的飞机,仿造鲨鱼皮的游泳衣等等等等让我们的生活更加美好.

科学家一直在寻找碳基生命,难道生命只有碳基生命吗?

我们为什么会是碳基生命呢?这主要有三个原因:1、碳原子有4个自由电子,这个特性可以使碳原子有很强的得到电子的能力(又称氧化性)和失去电子的能力(又称还原性),因此碳元素非常容易形成复杂的高分子有机物;2、碳元素构成的碳基分子活性非常强,能够进行快速的化学反应,可以让生命可以对环境迅速的做出反应;3、碳的氧化物都是以气体的形态存在,可以让生命的物质非常方便的循环。正是因为碳元素有着这些非常优越的化学特性,才造就了现在地球上丰富多彩的生命形态。

时至今日,我们所知道的宇宙中只有地球上存在着生命,而地球上的所有的生命都是碳基生物。那么,在宇宙中,有没有可能存在不依靠碳的生命呢?关于这个问题,早在1891年德国波茨坦大学的天体物理学家儒略.申纳(Julius Sheiner)就提出了硅基生命存在的可能性,他指出硅和碳的很多化学特性都非常相似,在合适的条件下,硅也可以形成复杂的高分子化合物,并且这些化合物也具有相当高的活性,既然碳的化合物可以支撑生命的活动,那硅也可以。

在他之后,著名作家、生物化学家艾萨克.阿西莫夫(Isaac Asimov)在他的《生命并非我们所知》(Life not as we know it)一书中提出,生命应该是多种多样的,它不应该拘泥于某一种形态,在文中他假想了宇宙中可能存在的六种生命形态:

1、以氟化硅酮为介质的硅基生物

2、以硫为介质的硫基生物

3、以水为介质的碳基生物

4、以氨为介质的氨基生物

5、以甲烷为介质的甲烷生物

6、以氢为介质的氢基生物

这些假想的生物乍一看简直匪夷所思,但细细一想又好像有它的道理。例如第1、2项生物可能出现在高温环境的星球,而第4到6项则可能出现在极度寒冷的星球。虽然经过科学论证,这些生物出现的可能性非常低,但在浩淼的宇宙中存在着数量难以想象的星球,说不定在某一颗特殊环境的星球上,就有它们其中的一员存在。其实我们碳基生物对环境的要求也是很高的,形成碳基生命的众多条件中随便缺少一种,我们便无法生存,在整个太阳系,也只有地球存在着生命。宇宙中有地球这样独特的星球存在,当然也很可能有另一种独特的星球存在了。

在地球上的众多生命中,也有很多令人惊讶的事实,海洋中大量存在的硅藻,它的细胞壁就是硅质的,生活在大洋深处的一种叫“放射虫”的生物,也拥有硅质的骨骼。从南极寒冷的冰层下到海底炽热的岩浆旁,从最干燥的沙漠到上万米的的高空,各种喜氧的、厌氧的生命几乎是无处不在,它们以不同的方式在各自的环境中生生不息。因此,本人认为生命会根据外部环境的情况做出相应的调整,以不同的形态在宇宙中生存。(下图为放射虫)

也许在宇宙中一颗遥远的星球上,会呈现出与地球完全不一样的景象:那里有由高温的液化金属构成的赤红色的海洋,在海岸边生长着很多玻璃状结构的植物,再远一点,有很多闪闪发光的动物在四处活动,它们的血管中流淌着的是熔化的铁水,肌肉主要由某种玻璃纤维构成,而在更远的地方,耸立着一排排高大雄伟的建筑……

为何生命源于碳基?

因为在这个世界上,所有的生物都是碳基生物,碳基构成了生命的基础,控制着生物体内的基本新陈代谢。碳基分子的活性,保证了体内化学反应能够及时进行,也促进了生物的遗传进化与变异。

一、碳基是生命的基础

地球上的生命都是碳基生命,碳基是生命的基础。所谓碳基,就是以碳和水作为基础的原子团,碳连接了氨基和羧基,构成了遗传物质、蛋白质等生物大分子,所以称之为碳基。在这个世界上,包括人类在内的所有生命,都是碳基生命。因为无论是谁,无论是哪种生物,都要以碳和水为基础,没有碳,没有水,生命就无法继续下去。

二、碳基控制着生命的新陈代谢

碳基构成了基本的蛋白质、核酸、嘧啶、嘌呤等物质,在生物体内有不同的作用,控制着人的新陈代谢。生物的任何特征,比如新陈代谢,繁殖,进化等都需要依靠化学反应来进行,例如猎豹追捕猎物,变色龙改变体表的颜色,植物具有向光性。这些反应实际上都是由生物体内化学反应来支撑的,而碳基分子的活性,则对这些化学反应奠定了基础。

三、自然界的所有生物都是碳基生物

自然界的所有生物都是碳基生物,只要是自然界的一种生物,都必须从外界获取能量来维持自身的生存。而碳基生物能量的储存基本化合物就是碳水化合物,在碳水化合物中,由于碳原子得电子和失电子的能力相当,所以能够构成复杂多样的高分子化合物。它们经过一系列的反应,释放出能量,产生水和二氧化碳,维持了生物的基本代谢。

亲爱的读者朋友们,关于碳基生命,你们明白了吗?

明明碳和硅都能构成生命,为何生命形式只能是碳基的?

丰富多彩的地球生物构成了整个地球生物圈,这些生物包括人类都是以碳基为生命基础,也就是我们的生物都是由碳氮氧构成的,主要的是碳结构支持的生物结构,那么明明碳和硅都能构成生命,为何生命形式只能是碳基的?地球的碳含量以及碳结构的可编排性造就了我们地球上的生物是以碳基为主的生命体,让我们来分析分析。

首先我们了解一下什么是碳基以及什么是硅基,所谓的碳基就是我们的生命体是由碳为骨架氮和氧为组成的结构生命体,这样称之为碳基生命体,那么同样就是硅基生命体,这些生命体将会在富含硅的世界里面存活,以硅为基本的生物框架以及细胞结构组成的生命体。我们的地球因为是有二氧化碳和碳基为主的生命圈,因此很多的生物都是以碳碳元素为基础的生命结构。

碳为基础结构的生命体有一个很大的好处那就是我们生物在地球上很多的植物以及微生物都是以碳为基础的细胞结构,以及就是说我们的生命跟碳循环有很紧密的关系,植物进行光合作用让我们有氧气以及植物本体的营养物质提供,这些就逐渐让我们的生物进化趋近于碳循环这样的大环境。如果是以硅为生命基础,我们要考虑到原子的稳定性以及活跃性,虽然碳和硅都是属于中性的元素,既不活泼也不惰性,但是还是有很的区别。

我们的生态系统有着稳定的碳循环,我相信肯定会有其他的星系会有基于硅元素的生命体,这些都是在一定的环境下能产生的可能,硅基的生命体或许和我们碳基的生命体会有很大的区别,可以很确定的说就是碳循环变成了硅循环。

碳基生命

导语:碳基生命是指以碳元素为基础的生命,而地球上所有的生物都是碳基生命包括人类,碳十分的复杂多变,碳原子本身只有四个自由电子,最终却形成了DNA等一些复杂的高分子有机物,而且化学反应速度极快,对于生命来说,新陈代谢和繁殖都是依靠化学反应来进行的,探秘志带大家共同了解下。

碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium,意为“煤,木炭”。碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。 碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内绝大多数分子都含有碳元素。

碳原子(carbon) 化学符号:C 元素原子量:12.011 质子数:6 原子序数:6 周期:2 族:IVA

自然产生的碳由三种同位素组成:12C和13C为稳定同位素,而14C则具放射性,其半衰期约为5,730年。碳是少数几个自远古就被发现的元素之一,是构成碳基生物的最基本元素。

同素异形体是指由同样的单一化学元素组成,因排列方式不同,而具有不同性质的单质。同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异。

碳有三种同素异形体,即金刚石、石墨和无定形碳.无定形碳有炭黑、木炭、焦炭、骨炭、活性炭等.统称黑碳.这三种同素异形体的物理性质差别很大.但在氧气里燃烧后的产物都是二氧化碳.

1.金刚石的晶体结构

金刚石是典型的原子晶体,在这种晶体中的基本结构粒子是碳原子.每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键 ,构成正四面体.每个碳原子位于正四面体的中心,周围四个碳原子位于四个顶点上,在空间构成连续的、坚固的骨架结构.价电子都参与了共价键的形成,使得晶体中没有自由电子,所以金刚石是自然界中最坚硬的固体,熔点高达3 550 ℃,并且不导电.

2.石墨的晶体结构

石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形蜂巢状的平面层状结构,而每个碳原子还有一个2p轨道,其中有一个2p电子.这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面,形成了大π键.因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动,类似金属键的性质.而平面结构的层与层之间则依靠分子间作用力(范德华力)结合起来,形成石墨晶体由于层间的分子间作用力弱,因此石墨晶体的层与层之间容易滑动,工业上用石墨作固体润滑剂.

3.无定形碳

只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱而不规则,晶体形成有缺陷,而且晶粒微小,含有少量杂质.

无定形碳包括:

炭黑 木炭 焦炭 活性炭 骨炭 糖炭

无定形碳跟少量砂子、氧化铁催化剂混合,在约3500℃中加热,使产生的碳蒸气凝聚,可得人造石墨.

所有碳同位素的原子都有6颗质子,但中子数各异(从2到16颗不等)。碳有两个自然存在的稳定同位素:碳-12()占地球上碳的98.93%,而碳-13()则占剩余的1.07%。生物体中同位素的比率更高,因为生物化学反应会选择性地消除。1961年,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)决定以碳-12同位素作为原子量单位的定义标准。核磁共振所探测的就是。

碳-14()是自然产生的放射性同位素,在地球上的丰度为一万亿分之一(0.0000000001%),主要存在于大气层和地表矿藏中,如泥炭及其他有机物质等。碳-14以0.158 MeV能量进行β−衰变,由于半衰期只有5730年,所以该同位素在古老岩石中几乎绝迹,但会在大气高层(低平流层及高对流层)中经宇宙射线和氮间的反应而不断产生。在大气层及生物体中的丰度几乎守恒,但在生物体死亡后有规律地衰减,这就是放射性碳定年法的原理。该定年法可测量年龄在4万年以下的含碳物质。

碳有15种已知同位素,其中存活时间最短的是,它会进行质子发射和α衰变,半衰期为1.98739x10−21秒。同位素有核晕效应,即其半径比密度均匀的正常球体原子核高得多。

碳基生命的特点

1. 复杂多变

大家都知道碳原子有四个自由电子,而电子的还原性和氧化性是相当的,最终形成了DNA等一些比较复杂的高分子有机物,也为生命的形成提供了条件,让自然选择有了更多的可能性。

同时假如外层电子太多的话,可能造成氧化性太强或者惰性太强;外层电子太少或者太多的话又没有办法形成更加复杂的分子。

2. 化学反应速度及时

对于生命来说,不管是新陈代谢又或者是繁殖等,都是需要依靠一些化学反应来进行的。比如一些动物捕猎,眼睛看到刺激性的瞳孔不由收缩等等,这些都是生物的基本本能,当然也是生物体自然的化学反应而来的。

3、硅基生命

只要讲到碳基生命,可能有有人联系到硅基生命。硅元素能不能成为生命的基本组成部分,这也是很多人在不断的探索的点,同时也有科学家进行了相关的设想。

在科学家的想象中,硅基动物主要生活在硅基植物中,它的生物结构可能就像是玻璃纤维丝线联系在一起一样,而中间是张肌件连接在一起的。

这种生物从外表上看是比较漂亮的,甚至于假如可以在自然条件生活的话,很多地球人都是愿意当做宠物来饲养的,另外这种生物不会带着细菌和寄生虫,不管是细菌还是寄生虫对这种生物都是无能为力的。

结语:大家也知道了地球上所有的生物都是碳基生物,包括人类在内,当然也有人提出诸如电磁生命、硼基生命等可能性,不过目前都没有找到其他生命的踪迹。

包括人类在内的所有地球生命,活体细胞中多数的氧元素,其实是以水的形式存在的,含在水分子H2O里了。然而,对细胞结构和功能起关键作用的,却是另外一种元素——这就是碳。所以呢,我们说地球生命都是以碳元素为基础的,于是就叫碳基生命 Carbon-Based Life。

因为人类是以碳元素为有机物质基础的生物。地球上已知的所有生物都是碳基生物,包括人类在内都是以碳和水为基础。碳可以说是人类接触到的最早的元素之一,也是人类利用得最早的元素之一。

从人类在地球上出现以后,就和碳有了接触,由于闪电使木材燃烧后残留下来木炭,动物被烧死以后,便会剩下骨碳,人类在学会了怎样引火以后,碳就成为人类永久的“伙伴”,所以碳在古代就已经是被人知道的元素。

发现碳的精确日期是不可能查清楚的,从拉瓦锡(Lavoisier A L 1743—1794法国)1789年编制的《元素表》中可以看出,碳首先是作为元素出现的。

碳在古代的燃素理论的发展过程中起了重要的作用,根据这种理论,碳在那时不是以一种元素的形式出现的而是一种纯粹的燃素,由于研究煤和其它化学物质的燃烧,拉瓦锡首先指出碳是一种元素。

碳有三种同素异形体,即金刚石、石墨和无定形碳.无定形碳有炭黑、木炭、焦炭、骨炭、活性炭等.统称黑碳.这三种同素异形体的物理性质差别很大.但在氧气里燃烧后的产物都是二氧化碳.

1.金刚石的晶体结构

金刚石是典型的原子晶体,在这种晶体中的基本结构粒子是碳原子.每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键 ,构成正四面体.每个碳原子位于正四面体的中心,周围四个碳原子位于四个顶点上,在空间构成连续的、坚固的骨架结构.价电子都参与了共价键的形成,使得晶体中没有自由电子,所以金刚石是自然界中最坚硬的固体,熔点高达3 550 ℃,并且不导电.

2.石墨的晶体结构

石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形蜂巢状的平面层状结构,而每个碳原子还有一个2p轨道,其中有一个2p电子.这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面,形成了大π键.因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动,类似金属键的性质.而平面结构的层与层之间则依靠分子间作用力(范德华力)结合起来,形成石墨晶体由于层间的分子间作用力弱,因此石墨晶体的层与层之间容易滑动,工业上用石墨作固体润滑剂.

3.无定形碳

只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱而不规则,晶体形成有缺陷,而且晶粒微小,含有少量杂质.

无定形碳包括:

炭黑 木炭 焦炭 活性炭 骨炭 糖炭

无定形碳跟少量砂子、氧化铁催化剂混合,在约3500℃中加热,使产生的碳蒸气凝聚,可得人造石墨.

碳基生命是什么?碳基生命有哪些特点和弱点

碳基生命是指以碳元素为基础的生命,而地球上所有的生物都是碳基生命包括人类,碳十分的复杂多变,碳原子本身只有四个自由电子,最终却形成了DNA等一些复杂的高分子有机物,而且化学反应速度极快,对于生命来说,新陈代谢和繁殖都是依靠化学反应来进行的,本站带大家共同了解下。

碳基生命的特点

1、复杂多变

大家都知道碳原子有四个自由电子,而电子的还原性和氧化性是相当的,最终形成了DNA等一些比较复杂的高分子有机物,也为生命的形成提供了条件,让自然选择有了更多的可能性。

同时假如外层电子太多的话,可能造成氧化性太强或者惰性太强;外层电子太少或者太多的话又没有办法形成更加复杂的分子。

2、化学反应速度及时

对于生命来说,不管是新陈代谢又或者是繁殖等,都是需要依靠一些化学反应来进行的。比如一些动物捕猎,眼睛看到刺激性的瞳孔不由收缩等等,这些都是生物的基本本能,当然也是生物体自然的化学反应而来的。

3、硅基生命

只要讲到碳基生命,可能有有人联系到硅基生命。硅元素能不能成为生命的基本组成部分,这也是很多人在不断的探索的点,同时也有科学家进行了相关的设想。

在科学家的想象中,硅基动物主要生活在硅基植物中,它的生物结构可能就像是玻璃纤维丝线联系在一起一样,而中间是张肌件连接在一起的。

这种生物从外表上看是比较漂亮的,甚至于假如可以在自然条件生活的话,很多地球人都是愿意当做宠物来饲养的,另外这种生物不会带着细菌和寄生虫,不管是细菌还是寄生虫对这种生物都是无能为力的。

大家也知道了地球上所有的生物都是碳基生物,包括人类在内,当然也有人提出诸如电磁生命、硼基生命等可能性,不过目前都没有找到其他生命的踪迹。

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