碳基生命永生研究

什麼是碳基生命

隨著人類對生物學研究的深入,人們發現,一個典型的生物細胞,其主要構成元素有:氧(65%),碳(18%),氫(10%),氨(3%),其他微量元素合計佔4%。既然氧佔有的總質量最多,為什麼我們不是氧基生命,而是碳基生命呢?因為包括人類在內的所有生命中,活體細胞中的氧元素一般是以水(H2O)的形式存在的,主要用於營養及排洩物的輸送,對細胞結構和生命功能起到關鍵作用的卻是另一種元素:碳,所以,我們是碳基生命。

碳基生命永生研究

為何生命都是碳基的?

碳基生命永生研究


隨著人類對化學研究的深入,尤其是分子生物學的快速發展,人們發現,要想形成生命,是非常非常困難的。要想形成生命,主元素必須具備這三個特質:1,原子複雜性,可形成的化合物多樣性。2,易氧化性和易還原性同時兼備。3,化學反應的速度易控。具備這些特質,且表現最優異的元素呼之欲出了,它就是:碳。

原子複雜性


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在微觀粒子尺度下,原子要想構成分子,必須通過化學鍵連接在一起。例如氫(H),與氧氣化學反應,可以形成水,形成水之後的化學鍵模型如下:

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但是,氫的化學鍵太少了,只有一個,能夠構成的化合物也少。而碳不一樣,它的化學鍵有四個。

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有了較多的化學鍵,先天上就大大的增加了構成複雜化合物的可能,最巧妙的是,碳原子的四個化學鍵的空間分佈,它可以上下左右與其他原子結合,構成三維結構,可以創造出千千萬萬種化合物。這就使生命的誕生成為可能。

就像堆積木,碳原子用這種神奇的化學鍵結構,搭建了自然界最偉大的結構,從最簡單的有機物,到各種動物,植物,乃至我們人類。

易氧化性、易還原性

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想形成生命,只具備原子的複雜性可遠遠不夠。縱觀元素表,比碳原子複雜的比比皆是,為啥只有碳原子這麼神奇呢?碳原子具有四個自由電子,它失去電子的能力(還原性)和得到電子的能力(氧化性)相當,

化學反應速度易控

結語:碳基生命永生研究的想法目前還不成熟,而永生的話題一直都是永無止境的,硅基生命的研究還有很遠的路要走。


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