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地球上的一切生物体都含有碳元素吗地球上一切生命(有机物)都含有碳元素,一氧化碳、二氧化碳也含有碳元素 。但在别的星球,不一定非得是碳系生命,硅和碳的性质很相近,别的星球也可能承载着硅系生命 。
为什么地球上都是碳基生命?对于为什么地球上都是碳基生命呢之话题,我个人观点认为,地球上都是碳基生命能说明两点,一是活性生命物质都来自于同一样的自然定体物质;二是所有生命都是同缘异性的生物 。为什么会这样说呢?
先来说说活性生命物质都来自于同一样的自然定体物质之观点,所谓自然定体物质,是泛指太阳持续核聚变燃烧过程所释放出来的尘粒流物质,太阳系太空间所有卫体物质(各类行星天体)都是由太阳尘粒流物质聚集而形成的阶段性表现结果,都是由尘粒流物质含有的化学成分所构成的,主要是由二氧化碳、氮、水(氢氧)和有毒化学物质四种基本元素所构成,可统称为:自然定体物质 。
在地球形成稳定液态水体(海洋)特定环境状态下,会使无机的自然定体物质向有机的活性生命物质转变,而持续会诞生出碳水化合物之活性生命物质的自然现象 。再来谈谈所有生物都是同缘异型的生物之观点,地球上最原始的碳水化合物之活性生命物质,统称为单细胞,目前,地球上生物圈的形成都来自于同一个原始的祖先——单细胞 。
由于地球特殊的生态环境,所有的生命都是以“水”为基础 。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 。
碳元素是所有元素中化合物种类最多的,目前已知的纯有机化合物就有近1000万种 。
相对于其他元素,碳基的稳定性更好,更容易进化出生命 。
不管是植物、动物和真菌都是细胞的组织结构,是由诸多不同功能的细胞群体所构成起不同功能作用的细胞组织之生理现象,虽然,生物在生存模式和生态类型上各有不同,但他们都属于同缘异型的生物,都是碳水化合物的化学成分 。由此可见,地球上所有的生命体,都是碳基生命的体现 。不知这样的回答是否准确?
所有生物都是碳基的吗?是否存在硅基,磷基等生物地球生物都是碳基的,没有硅基的,更没有磷基的 。
虽然在地球生命中,有些生物能够以硅构成骨架(如硅藻),磷也是生物中不可或缺的元素,但所有地球生物细胞中的核酸、糖、脂肪、蛋白质等生物大分子,都是由碳元素形成的链式化合物为基础的,都是碳基生物 。
为什么都说地球生物是碳基生命人类的好奇心无穷无尽,对地外生命的推测从未停止过 。为了了解是否有其他生命存在,我们发射了几艘星际无人探测器,探索浩瀚外太空中的其他地方 。如果外星生命真的存在,它们会是怎样的存在呢?
从地球生命来看,我们都是碳基生命 。然而,美国天文学家卡尔?萨根把这种狭隘的观点称为“碳沙文主义”,他认为我们不应该限制我们的想象力,做出外星生命会类似于地球生命的愚蠢假设 。
尽管如此,由于碳在地球上的绝对优势,这仍然是我们最佳猜测 。那么,碳为何如此特殊?
想象中的硅基生命
每一种生命形式,无论是植物还是动物,都体现了复杂性 。第一个自我复制的生物体通过融合越来越多分子的复杂性,进化出愈加复杂的生物功能 。这里的复杂性指的是促进形成数百万复杂的化学键和反应,这些都是维持更高生命形式的必要条件 。诸如变形虫这样原始的生命形式,它们发展出的分子复杂性远远小于更高等的哺乳动物 。
分子的复杂性使得一些高级功能可以出现,如呼吸、排泄、消化,最重要的是,繁殖 。如果没有碳元素,这一切都不可能实现 。如果没有碳,就不会有DNA、蛋白质、脂质、糖类、脂肪、肌肉组织或任何其他构成生命的东西 。
目前,人类已经发现了118种元素,奇怪的是为什么只有几种元素被用来构成有机生命 。当然,其中最常见的是碳元素 。由于碳的特殊热力学和化学性质,使它比其他元素更为优越 。
元素周期表
一个碳原子由四个价电子组成,使它可形成四根单键(比如甲烷),两根双键(比如二氧化碳)和一根三键(比如乙炔) 。然而,碳的主导地位并不是因为它形成这些复杂化学键的能力,而是它形成这些键时非常容易和灵活 。事实上,元素周期表中与碳同族的元素都有4个价电子,但是它们所形成的键的稳定性无法与碳相比 。
在元素周期表中,6号元素碳的正下方是14号元素硅 。这种元素也能形成无数的分子,但是双键的硅分子不像双键的碳分子那样稳定,它们只能短暂存在,它们的不稳定性最终迫使其转变为单键 。碳分子,如碳氢化合物,是维持生命的最关键分子种类之一,它们既不会太活泼而导致容易分解,也不会太稳定而妨碍可塑性和适应性,这使得酶能够很容易地操纵碳分子 。
DNA双螺旋结构的4种碱基对片段
因此,硅基生命很难能在地球上生存 。硅比碳更为亲氧,在相对较低的温度下,它也会与氧气发生剧烈反应 。这意味着硅链或硅烷无法在我们的大气层中存在 。如果生物体直接将能量储存为碳氢化合物,那碳基生命也无法生存,因为烷烃本身就很易燃(比如汽油和煤油) 。但碳基生物是将能量储存为如糖、脂质、醇类以及其他具有非常不同化学性质的碳氢化合物 。
所有这些性质都可以解释为:碳是拥有4个价电子的最小原子 。它的大小合适,可以形成各种化学键 。如果大自然缺乏这种原材料,生命是不可能产生的 。又由于地球上的碳很丰富,所以大自然就利用碳的特性开始构建生命,使得所有的地球生命都是碳基生命 。至于宇宙中是否存在诸如硅基生命这样不同基质的生命,还需进一步研究才知道 。
地球上所有的生命都是碳基吗?地球上都是碳基生命能说明两点,一是活性生命物质都来自于同一样的自然定体物质;二是所有生命都是同缘异性的生物 。目前发现的地球生物,全部是碳基生命,或许有些生命形式比较简单,但仍是由蛋白或者核酸这样的碳基生物大分子构成 。
地球生命十分多样,天上地下、海底地底物种数量和种类十分惊人,有些生命能够承受极端的环境,比如承受100来℃的高温,在pH0.2的酸性水溶液中,在国际空间站的外表面,都曾发现有地球生命,说明地球生命的适应性也是很强的 。环境造就了生物,环境的多样性也使得生物种类和形式多样 。但至今似乎还没有发现有那种生物不是碳基生命 。
地球生命的结构从简单到复杂,有的仅有一团蛋白质构成,像朊病毒,有的仅有一团核酸,像某些RNA,生下的基本都是核酸大分子加蛋白质大分子构成生命的基础 。生物生活的方式也多种多样,有的生物可以利用海底火山的化学能,有的利用可见光进行光合作用合成,有的和其他生物构成共生的系统,互相攻击对方所需的物质 。所有这些都是为了让核酸的延续,即让种群得以延续 。
有些科学家提出硅基生命等生命形态,那也是因为硅和碳都能形成稳定牢固的化学键,并且都可能形成空间结构复杂的大分子 。地球碳基生命中的碳,使得一个大分子的空间构象多种多样,空间结构和其功能又有关系,例如蛋白质要想发挥作用,就需要经过细胞加工,添加甲基等改变空间构象 。
不管是植物、动物和真菌都是细胞的组织结构,是由诸多不同功能的细胞群体所构成起不同功能作用的细胞组织之生理现象,虽然,生物在生存模式和生态类型上各有不同,但他们都属于同缘异型的生物,都是碳水化合物的化学成分 。由此可见,地球上所有的生命体,都是碳基生命的体现 。
众所周知,地球都是碳基生物,那么世界上有没有可能存在“铁基生物”?目前为止,没有“铁基生物” 。
碳基生物是指以碳元素为有机物质基础的生物 。在构成碳基生物的氨基酸中,连接氨基与羧基的是碳元素,所以称作碳基生物 。目前地球上已知的所有生物都属于碳基生物 。
【浙江范围内的旅游景点 浙江以内的旅游景点】由于碳原子有四个自由电子,其电子失去的能力(还原性)和得到电子的能力(氧化性)相当,又由于碳原子只有两个电子层,所以活泼性又比同族的硅、锗、锡、铅要强,碳链的长度可以由2个至数千个不等,这使得碳骨架成为了许许多多种有机化合物的基础,因此能够形成复杂多样的高分子有机物(比如DNA分子),为生命的形成提供物质基础,并为自然选择提供可能 。