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硅基生物是指什么1硅基生物是指以硅骨架的生物分子所构成的生命 。硅基生物指硅基生命 , 是相对于碳基生命而言的 。一些人却并不将碳视作生命必然的核心元素 。并由此提出了以硅、硼或磷等而非碳为核心元素的“非碳基生命” 。硅基生命首次于19世纪被提出 。
地球为什么选择了碳基生命 , 而不是硅基生命?硅基生命长什么样?2这是一张让万千初中生痛不欲生的表格 , 从153年前门捷列夫首次制作它至今 , 元素家族的成员数量已经翻了快两倍 , 目前是118个 , 而未来会增加多少 , 还不能确定 。
现在 , 我们目光所能触及的一切 , 都是由这张表上的元素构成的 , 甚至包括复杂的生命在内 。
目前 , 一般认为地球生命必需的元素共有28种 , 但最基础、含量最多的主要是四种 , 分别是“氧、碳、氢、氮” 。
而这其中又有一个元素以绝对的地位 , 主宰着整个地球生命 , 它就是碳 。
因此 , 地球上的生命又被称为“碳基生命” 。
可能有人会奇怪 , 明明大部分地球生命的体内 , 含量最高的元素是氧 , 而不是碳 , 比如人类体内氧元素的含量高达65% , 而碳元素的含量仅为18% 。
但为什么地球生命还叫“碳基生命” , 而不叫“氧基生命”呢?
其实原因很简单 , 在大部分地球生物体内 , 氧元素并不是以单质形式存在的 , 而是和氢元素一起组合成了水 。
对于体内的细胞来说 , 水虽然重要 , 但真正对细胞结构和功能起关键作用的 , 却是碳 。
那么地球生命为什么选择了碳元素 , 而不是其他元素呢?这还要从原子的结构开始说起 。
我们都知道 , 原子之所以能够紧密地联系在一起形成分子 , 是因为化学键的作用 , 具体来说 , 就是最外层电子的数量不同 。
对于原子们而言 , 稳定的状态是它们毕生的追求 , 也就是要让最外层电子的数量变成2或者8 。
比如氧原子家里有8个电子 , 最外层只有6个 , 为了达到稳定状态 , 它渴望再得到2个电子 , 让最外层电子变成8个 。
这时它的选择是 , 从隔壁两个氢原子邻居那里 , 各抢一个电子 。
但两个被抢的氢原子邻居不乐意了 , 在保护自己电子的同时 , 邻居决定以其人之道还治其人之身 , 也开始动手抢夺氧原子的电子 。
它们离得越来越近 , 最终三个元素的家重合了 , 中间的墙合二为一 , 被抢夺的电子成了三者共用的电子 。
对于氧元素来说 , 它多了两个电子 , 达到了稳定状态 , 而对于两个氢原子来说 , 它们也分别得到了一个电子 , 也达到了稳定状态 。
由于它们的手 , 都死死抓着对方的电子 , 它们再也不能分开了 。
这样的结合方式在化学中有一个名称 , 叫做“共价键” , 而它们牢牢抓在一起的手 , 就是“化学键” 。
对化学键有一定的了解之后 , 我们可以根据刚刚的例子 , 将化学键简单的想象成 , 每种元素长出的手臂 , 而不同元素根据最外层电子的数量不同 , 拥有的手臂数量也是不同的 。
比如氢原子只有一只手 , 所以它每次只能和一个原子牵手 , 而氧原子长出了两只手 , 因此它最多可以同时和两个原子牵手 。
而碳元素就厉害了 , 它足足有四条手臂 , 这意味着它最多能够同时和四个原子手牵手 。
想像一下 , 每个碳元素都有四只手 , 如果它们相互连接一起 , 手拉手形成三维结构 , 就会创造出千差万别的各种碳骨架——这就形成了各种各样有机化合物的基础 。
在科学界 , 科学家们将这种含有碳元素的分子称为“有机分子” , 而专门研究有机物的化学也因此拥有了一个别称——“碳化学” 。
从最简单的碳氢化合物甲烷 , 到复杂的高分子有机物DNA , 以碳元素为基础的化合物 , 用极为庞大的构成形式 , 为碳基生命的形成 , 提供了丰富的物质基础 。
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