生命的起源,生命的起源

2022-03-31 03:38:46 字數 5965 閱讀 2726

1樓:匿名使用者

宇宙的演化為生命的起源建立了先決條件

生命起源的先決條件無非是物質與能量。物質與能量是宇宙一開始就存在,其自身必然具備的,只是當初這種物質與能量的形式還不足以產生生命而已。

在大約150億年前的一個特定瞬間,集中在比一個角金屬幣還小的區域內的,我們能夠觀測到的所有物質以難以置信的高速度開始膨脹(即所謂的大**),同時溫度也開始下降。這就是宇宙的初始狀態,時間很短,只有大約10-12秒。當溫度下降到1015度時,我們可以用現代物理學的理論來描述當時的物質與能量的狀態了。

此時,宇宙理應充滿了由高能核物理學已知的各種型別的粒子和它們的反粒子一起組成的氣體,如有電子與反電子、夸克與反夸克等。它們在一個能量海中自由地漫遊。這些粒子與反粒子在碰撞中不斷被湮滅與創生。

隨著宇宙繼續擴充套件與降溫,創生變得比湮滅慢,並且幾乎所有粒子與反粒子都消失了。如果在數量上電子沒有稍微超過反電子,夸克沒有超過反夸克,那麼今天在宇宙中實際上就不會有電子與夸克這樣的普通粒子存在。正是這種早期物質超過反物質的量,估計大約為1010分之一,它殘存下來在1分鐘後形成輕的原子核。

這是當宇宙膨脹到如今太陽系大小範圍時,自由夸克就開始約束到中子和質子內,出現了質量較顯著的粒子。在宇宙再增大1000倍後,質子和中子又結合成原子核。1個質子是氫原子核,1個質子結合1箇中子是氘原子核,2個質子結合2箇中子是氦原子核。

到這一步,環境溫度仍然很高,原子核還不能捕獲電子。中性原子只是到膨脹就已經歷了一個很長的時間,約30萬年,宇宙擴大到目前宇宙的千分之一之後,才大量出現。中性原子開始聚結成氣體雲。

在原子核階段,各種原子核與基本粒子就開始組成的原始湯中(後來就是原子),萬有引力的作用造成了特別稠密的區域,從而形成各個星系,在星系內部,稠密的氣體雲又產生出大量的恆星。

這些恆星內部溫度仍然很高,核反應還在繼續進行。週期表上各種元素還會不斷地生成。不僅生成了星體本身的各種各樣元素的原子,而且還進一步生成了各種各樣的分子。

也正是由於恆星生命期間不斷髮生的核反應(核聚變)保證了能量在幾十億年期間的連續**,才使生命和智慧有時間發育出來。恆星是它自身引力向內吸引和內部熾熱氣體向外壓力之間達到精巧平衡的氣體球。在恆星球心附近,溫度和密度最高。

在那裡,儘管有著質子之間的電力排斥,它們還是被緊密地推擠在一起,以致強核力和弱核力能夠發生作用。氫核(質子)聚變成氦核(兩個質子加兩個中子),同時發射出兩個正電子、兩個中微子和能量。因此,氦不僅在大**中產生,在星核中也會產生。

長期穩定的氫聚變導致了氦在星核中的積累,由此使恆星本身發生了急劇的變化。每個氦核要鎖定4個核子,星核就收縮和加熱(恆星中心溫度可達1500萬k),溫度和密度的增大就維持了壓力的平衡。恆星作為整體就變得不那麼均一了。

星核變得越來越小,其外層相對來說就擴大了好幾十倍。不僅如此,元素的合成也不僅僅侷限到氦為止。接著發生各種核反應。

例如:氦核+氦核→鈹核(質子數4)

鈹核+氦核→碳核(質子數6)

碳核+氦核→氧核(質子數8)

有氫核參加時就能生成鋰核、硼核、氮核(質子數分別為3、5、7)。總之,大**中產生了氫核與氦核,它們在星核中不僅聚變成更多的氦核,而且繼續發生核反應生產週期表中各種元素原子的核。但各種反應的速率是不一樣的,因而宇宙中各種元素(可看作是原子,原子核捕獲電子後就成原子)的相對丰度是不一樣的,見圖1。

注意圖中丰度是以對數表示的,不能直接以高度來作比較,每增1單位高度,丰度就增加10倍。圖中可以看出,h與he丰度特高,li、be、b就很小,以後各元素都是一高一低,較輕元素中以c、o為最高。後面較重元素中以fe為最高,zn以下的元素丰度就較稀少了。

恆星在生成各種元素的同時,大量能量被輻射出來,其本身溫度就會變冷。這時,一顆像太陽那樣大小的恆星就變冷變成紅巨星,但仍會發光,會再持續幾億年(在宇宙演化史中,這是個不算大的數)。紅巨星會丟擲它的一些外層,形成所謂行星狀星雲。

這就是行星的**。行星核內仍可有較高的溫度和壓力,但它輻射出來的能量就幾乎沒有了。行星由於萬有引力的作用繞著原來的恆星轉。

行星四周還會有衛星。我們地球存在的太陽系就是這樣形成的。

恆星最後所有的燃料都用光了,紅巨星就凝結成白矮星,這顆星就「死亡」了。當然,它仍存在於宇宙中。

鐵核在核物理中佔據一個特殊的位置。廣而言之,在宇宙的成分中也佔據一個特殊的位置。鐵核是一個最緊密約束的原子核。

比鐵核輕的原子核當其在一起聚變時要釋放出能量。然而要形成比鐵核重的原子核則要消耗能量。一旦恆星形成了一個鐵質量核,它就不可能通過聚變產生能量。

恆星最終也能作為超新星而爆發,比鐵重的核在這種爆發中形成。

宇宙中有了元素的原子,進一步就會生成分子。氫原子會生成氫分子(h2),同時還有氧分子(o2)、氮分子(n2)等,氫與氧、碳、氮作用生成水(h2o)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)、氨(nh3)等。在星際雲中已發現有100多種分子。

2023年yanfi miao,yi-jehng khan就報道了在銀河系中心附近的正在形成恆星的雲(叫人馬座b2)中發現了最簡單的氨基酸——甘氨酸。這一發現是非常引人興趣的,因為生命物質就可能由此而產生。關於化學分子的生成與演化我們將在本書的第二篇第9章中再繼續討論。

總的來說,宇宙在演化中為生命的出現建立了先決條件。從物質上說,在宇宙中有了元素及其化合物,尤其是c、o、h、n、s、p等元素。從能量上說,溫度必須溫和,有利於生命體的發生與進化,也必須有使生命前有機物起化學反應生成有生命活力的物質。

2樓:已走過的路

樓上那位不要抄人家答案好不?

這問題書上講過:

地球上原本無生物的,但在打雷,紫外線,閃電等自然因素下,氨氣,二氧化碳等氣體產生了有機小分子.然後在原始海洋這個生命的搖籃中形成了單細胞海藻.後大氣成分逐漸改善,隨後產生了生物,經過自然選擇發展到現在.

3樓:謇籟風米琪

1萬年的新人類,```製造的舊人類遊戲```

4樓:夜雪的夢境

打雷和閃電所製造出來的化學元素是不能形成生命的,它只是生命起源地其中一個條件,生命出現的機緣是隕星撞擊地球,原因是地球上沒有生命的組成物氨基酸,而隕星上剛好存在氨基酸,劇烈的撞擊,不但沒有破壞氨基酸,反而使得它們轉化成了生命所必需的8種氨基酸,於是最原始的單細胞生命體產生

同時阻擋了紫外線的海洋成了生命的樂土,生命開始了發展,多細胞生命體產生,此時的陸地還是一片混沌,火山噴發出的s,n混合氣體充滿著整個地球,當這種情況還在繼續時,海洋中已經出現了最初的植物,生命的發展使得植物競爭日益激烈,為了尋求發展,在競爭中獲勝,其中的一株植物發生了變異,它在吸收s,n後方出一種毒氣--氧氣,之所以這樣說是因為在當時的厭養氧植物群中,氧氣無疑是致命的,就這樣第一株使用光合作用的植物出現

有了氧氣後,經過雷電的加工,臭氧出現了,陸地終於擺脫了紫外線的控制,而此時的海洋已經出現了更高階的動物,他們是兩棲類動物的祖先,這種動物開始向陸地進發

值得一提的是寒武紀大爆發,它是在三葉蟲時代之後的時間,在寒武紀,相比較地球的歷史,就像是一夜之間,地球上現今所有的動物門科幾乎是突然出現,這其中的原因直到現今仍是一個未解的謎團

至此,生命匯入了正軌,開始了適者生存的挑戰,最終哺乳動物代替了爬行動物成為了地球生命的代表,但我們能走多久還是個謎,終有一天哺乳動物也會淡出地球的歷史舞臺,那時地球又會是什麼樣的呢

生命的起源到底是什麼?

5樓:科學雜刊

生命的起源究竟是什麼?會是傳言中的地球第一個生命「盧卡」嗎?

6樓:匿名使用者

蛋白質,先有蛋白質才有單細胞生物

生命的起源是什麼?

7樓:匿名使用者

神祕的生命起源 從古至今,有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創世說,中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀,伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世,生物科學發生了前所未有的大變革,同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光,這就是現代的化學進化論。

生命起源的化學進化論首先在2023年首先得到了一位美國的學者米勒的證實,米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢?那就是在早期,地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈,比如說甲烷、氨氣、水、氫氣,還有原始的海洋,當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸,而這多種氨基酸,在常溫常壓下,它可能在區域性濃縮,再進一步演化成蛋白質和其他的多糖類、以及高分子脂類,在一定的時候有可能孕發成生命,這就是米勒描述的生命進化的過程。

關於生命起源的問題,很早就有各種不同的解釋。近幾十年來,人們根據現代自然科學的新成 就,對於生命起源的問題進行了綜合研究,取得了很大的進展。

根據科學的推算,地球從誕生到現在,大約有46億年的歷史。早期的地球是熾熱的,地球上的一切元素都呈氣體狀態,那時候是絕對不會有生命存在的。最初的生命是在地球溫度下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其複雜的化學過程,一步一步地演變而成的。

目前,這種關於生命起源是通過化學進化過程的說法已經為廣大學者所承認,並認為這個化學進化過程可以分為下列四個階段。

從無機小分子物質生成有機小分子物質 根據推測,生命起源的化學進化過程是在原始地球條件下開始進行的。當時,地球表面溫度已經降低,但內部溫度仍然很高,火山活動極為頻繁,從火山內部噴出的氣體,形成了原始大氣(下圖)。一般認為,原始大氣的主要成分有甲烷(ch4)、氨 原始地球的想象圖

(左)原始大氣(右)有機物形成

(nh3)、水蒸氣(h2o)、氫(h2),此外還有硫化氫(h2s)和氰化氫(hcn)。這些氣體在大自然不斷產生的宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下,就可能自然合成氨基酸、核苷酸、單糖等一系列比較簡單的有機小分子物質。後來,地球的溫度進一步降低,這些有機小分子物質又隨著雨水,流經湖泊和河流,最後彙集在原始海洋中。

關於這方面的推測,已經得到了科學實驗的證實。2023年,美國學者米勒等人,設計了一套密閉裝置(下圖)。他們將裝置內的空氣抽出,然後模擬原始地球上的大氣成分,通入甲烷、氨、氫、水 米勒實驗的裝置

蒸氣等氣體,並模擬原始地球條件下的閃電,連續進行火花放電。最後,在u型管內檢驗出有氨基酸生成。氨基酸是組成蛋白質的基本單位,因此,探索氨基酸在地球上的產生是有重要意義的。

此外,還有一些學者模擬原始地球的大氣成分,在實驗室裡製成了另一些有機物,如嘌識、嘧啶、核糖,脫氧核糖,脂肪酸等。這些研究表明:在生命的起源中,從無機物合成有機物的化學過程,是完全可能的。

從有機小分子物質形成的有機高分子物質 蛋白質、核酸等有機高分子物質,是怎樣在原始地球條件下形成的呢?有些學者認為,在原始海洋中,氨基酸、核苷酸等有機小分子物質,經過長期積累,相互作用,在適當條件下(如吸附在粘土上),通過縮合作用或聚合作用,就形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。

現在,已經有人模擬原始地球的條件,製造出了類似蛋白質和核酸的物質。雖然這些物質與現在的蛋白質和核酸相比,還有一定差別 ,並且原始地球上的蛋白質和核酸的形成過程是否如此,還不能肯定,但是,這已經為人們研究生命的起源提供了一些線索;在原始地球條件下,產生這些有機高分子的物質是可能的。

從有機高分子物質組成多分子體系 根據推測,蛋白質和核酸等有機高分子物質,在海洋裡越積越多,濃度不斷增加,由於種種原因(如水分的蒸發,粘土的吸附作用),這些有機高分子物質經過濃縮而分離出來,它們相互作用,凝聚成小滴。這些小滴漂浮在原始海洋中,外面包有最原始的界膜,與周圍的原始海洋環境分隔開,從而構成一個獨立的體系,即多分子體系。這種多分子體系已經能夠與外界環境進行原始的物質交換活動了。

從多分子體系演變為原始生命 從多分子體系演變為原始生命,過是生命起源過程中最複雜和最有決定意義的階段,它直接涉及到原始生命的發生。目前,人們還不能在實驗室裡驗證這一過程。不過,我們可以推測,有些多分子體系經過長期不斷地演變,特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用,終於形成具有原始新陳代謝作用和能夠進行繁殖的原始生命。

以後,由生命起源的化學進化階段進入到生命出現之後的生物進化階段。

關於生命起源的化學進化過程的研究,雖然進行了大量的模擬實驗,但是絕大多數實驗只是集中在第一階段,有些階段還僅僅限於假說和推測。因此,在對於生命起源,問題還必須繼續進行研究和**。

蛋白質和核酸是生物體內最重要的物質。沒有蛋白質和核酸,就沒有生命。2023年,我國科學工作者人工合成了結晶牛胰島素(一種含有51個氨基酸的蛋白質)。

2023年,我國科學工作者又用人工的方法合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸(核糖核酸的一種)。這些工作反映了我國在探索生命起源問題上的重大成就。

參考資料

達爾文.物種起源.北京:北京步印文化,1895

人類的生命起源是什麼,生命的起源是什麼?

第一集 人類的起源到底是什麼 生命的起源是什麼?這個問題存在著多種臆測和假說,並有很多爭議,是現代自然科學正在努力解決的重大問題。現在學術界普遍接受的是由 物種起源 和米勒實驗為理論基礎的化學起源說。隨著認識的不斷深入和各種不同的證據的發現,人們對生命起源的問題將會有更深入的研究。創造論 或神造說 ...

關於生命的起源問題

生命的起源。在物質科學與無生源論中,生命起源的研究物件主要是關於地球上的生命,如何經歷約39到41億年的演變,從無生物 或死物 成為生物。地球誕生時的面貌和現在不同,包圍在地球外表的水汽雖以凝結成海洋,但溫度還是很高,那時火山遍佈地表,不時噴出火山灰和岩漿 大氣很稀薄,氫 一氧化碳等,各種氣體於空中...

地球生命起源是什麼

地球生命起源是最早有機細胞的形成。米勒 miller,1953 最早模擬地球早期排氣大氣圈條件,以h2和ch4或h20 c02 n2和co的混合溶液,通過火花激發或紫外線輻身 形成氨基酸 hcn和甲醛。然而它們如何結合成像核糖核酸分子一樣的複雜分子,進而演化成活的細胞,卻是尚未解決的問題。核糖核酸研...