本文的内容
1.碳基生物是人吗?陕西省教委什么时候改为教育厅的?2.碳基生命和硅基生命的区别。3.我们都是碳基生命吗?4.人类是碳基生命。
因为一个碳原子有四个自由电子,所以失去电子的能力(还原性)等于获得电子的能力(氧化),又因为一个碳原子只有两个电子层,所以它的活性比硅、锗、锡、铅等同族元素强。
碳链的长度可以从两个到几千个不等,这使得碳骨架成为多种有机化合物的基础,因此可以形成复杂多样的大分子有机物(如DNA分子),为生命的形成提供物质基础,使自然选择成为可能。
科学家把以硅为基础的有机体想象成有机物。在构成碳基生物的氨基酸中,碳连接氨基和羧基,硅连接氨基和羧基。因为硅和碳属于同一家族,化学性质相似,所以硅基生物理论上是有可能存在的。
说到碳基生命以外的生命形式,对这方面稍有了解的人首先想到的是硅基生命。然而硅基生命的概念是什么时候产生的呢?大概没几个人知道,说出来能让人惊喜。原来这个概念早在19世纪就出现了。
1891年,波茨坦大学的天体物理学家朱利叶斯谢纳在他的一篇文章中讨论了硅基生命的可能性。他可能是第一个提到硅基生命的人。
英国化学家詹姆斯爱默生雷诺兹接受了这个概念。1893年,他在英国科学促进会的一次演讲中指出,硅化合物的热稳定性使得基于它们的生命能够在高温下存活。
00-1010简介:碳基生命是指以碳为基础的生命,而地球上所有生物包括人类都是碳基生命。碳是非常复杂多变的,碳原子本身只有四个自由电子,但最后形成一些复杂的大分子有机物如DNA,化学反应极快。对于生命来说,新陈代谢和繁殖都是通过化学反应来进行的。我们来了解一下。
碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语意为碳离子,意思是& quot煤、木炭& quot。碳是一种非常常见的元素,以各种形式广泛存在于大气、地壳和生物体内。单质碳的认识和利用由来已久,碳的一系列化合物,——有机物,是生命的基础。它是碳生铁、熟铁和钢的成分之一。碳可以自身化学结合形成大量化合物,这些化合物是生物学和商业上重要的分子。生物体中的大多数分子都含有碳。
碳的化学符号:元素c原子量:12.011质子数:6原子序数:6周期:2族:IVA
天然碳由三种同位素组成:12C和13C是稳定同位素,而14C是放射性的,半衰期约为5730年。碳是从古至今发现的为数不多的元素之一,是构成碳基生物的最基本元素。
同素异形是指由同一种单一化学元素组成的简单物质,因其排列方式不同而具有不同的性质。同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质和化学性质上。
碳有三种同素异形体,即金刚石、石墨和无定形碳。无定形碳包括炭黑、木炭、焦炭、骨炭、活性炭等。它们统称为黑碳。这些同素异形体的物理性质差别很大,但在氧气中燃烧的产物都是二氧化碳。
1.金刚石的晶体结构
钻石是一种典型的原子晶体。这种晶体的基本结构粒子是碳原子。每个碳原子与sp3杂化轨道中的四个碳原子形成共价单键,形成正四面体。每个碳原子位于正四面体的中心,周围的四个碳原子位于四个顶点,在空间形成连续牢固的骨架结构。价电子都参与共价键的形成,所以晶体中没有自由电子。因此,钻石是自然界中最坚硬的固体,熔点为3 550。
2.石墨的晶体结构
石墨中的碳原子通过sp2杂化轨道以键与三个相邻碳原子键合,形成规则的六边形蜂窝状平面层状结构,每个碳原子都有一个2p轨道,其中有一个2p电子。这些p轨道相互平行,垂直于碳原子sp2杂化轨道形成的平面,形成大键。所以这些电子可以在碳原子的整个平面上运动。它类似于金属键的性质。然而,平面结构的层通过分子间力(范德华力)结合形成石墨晶体。由于层间的分子间作用力较弱,石墨晶体的层间容易滑动。石墨在工业上被用作固体润滑剂。
3.无定形碳
只有碳原子六角环面形成的层状结构杂乱无章,晶体形成有缺陷,晶粒细小,含有少量杂质。
无定形碳包括:
炭黑、木炭、活性炭、骨炭、糖炭
将无定形碳与少量沙子和氧化铁催化剂混合,在3500左右加热,使生成的碳蒸气冷凝,从而得到人造石墨。
碳同位素的所有原子都有6个质子,但中子的数量不同(从2到16)。碳有两个天然存在的稳定共位。
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1.98739×10−21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.
碳是什么颜色的,黑色的,人类火化之后是什么颜色的,黑色。所以人类是碳基生命。开个玩笑,以上纯属抖个机灵。其实想要知道理论为何而来,我们就应该知道地球上所有的我们目前知道的生命是什么组成的。然后地球生命最初出现的时候又是靠着什么样的能量。
人类与碳
地球最初产生生命应用的能量叫做糖,糖其实也是碳水化合物。而我们知道的生物包括人类也都是由碳氢氧所组成的。人类的细胞结构离不开碳这种成分。其实人体内的成分挺多的,而之所以碳成为了最重要的选择,是一件蛮复杂的事情。说的太复杂容易绕晕,我们可以这样想。氧元素有两个钩子,它只能勾住前后或者左右两个别的元素来组成人类,但是人类不能这样,人类需要四个元素才能组成,那么只有碳元素有四个爪子,可以牢牢的抓住周围的别的元素,人类的身体就稳定很多了,不会走着走着就散架了。
人类不能是非碳基生命吗
之前看过很多有趣的理论,比如说人类进化之后会成为硅基生物。可是目前来说这种是不可能的。硅元素硬伤太多了,结构不稳定,容易断裂。相比什么都能抓住的碳元素来说,硅基生物的可能性不大。当然也不能否认在外太空存在硅基生物组成的外星人。美国也的确有一位叫做卡尔萨根的科学家提出了假定型生物化学。学术自由是一方面,但是这个学说明显不成立。
总的来说,人类是碳基生命的理论得益于科学家们的研究。得益于地球上几乎所有生命形态只能来源于二十五种化学元素。而这25种一个个排除下来,就只剩下最厉害的碳了。至于未来会不会有什么理论推翻现在的理论,当然也未可知了。
是,人类是典型的碳基生物。碳基生物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。
是,人类是典型的碳基生物。碳基生物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。
除了碳基生物以外,一些科学家推测宇宙中还可能存在硅基生物,这种生物虽然和人体的组成成分不同,但是也具有生命。除此之外,还没有推测会出现其他的种类生物,羰基生物也没有存在的推论。
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