碳基生物和硅基生物的区别

2024-05-16 03:04

1. 碳基生物和硅基生物的区别

地球上的全部生命都是以碳和水为基础,而且很可能宇宙中大部分的生命形态也都是如此。不过也有很多人相信,碳以外的其他元素以及水以外的其他介质,也可以为生命提供基础。早在1885年,爱尔兰出生的天文学家兼数学家罗伯特-鲍尔(Robert Stawell Ball)就曾在他的《天堂的故事》一书中,提到地外生命可能和地球上的完全不同,他写道:倘若我们能够得到机会去近距离观察一些天体,我们可能会发现它们也充满了生命,但却是特化适应于环境的生命。以奇特而怪异的形态出现的生命。那么除了碳基生命的形式以外,还有可能存在哪些生命形式呢。既然没人知道,我们娱乐节目自然就可以胡编了。
罗伯特·鲍尔说到碳基生命以外的生命形态,只要对这方面多少有点了解,首先想到的就是硅基生命。你可能想不到的是,硅基生命这个概念早在19世纪就出现了。1891年,德国波茨坦大学的天体物理学家儒略-申纳尔(Julius Sheiner)在他的一篇文章中,就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性。后来,这个概念被英国化学家詹姆士-雷诺兹(James Emerson Reynolds)所接受,1893年,他在英国科学促进协会的一次演讲中指出,硅化合物的热稳定性,使得以其为基础的生命可以在高温下生存。
儒略·申纳尔再后来,英国著名科幻作家赫伯特-韦尔斯(Herbert George Wells)进一步发展了硅基生命的观念,他在书中写道:人们会为这种设想所带来的奇异想象所震惊,既然有硅—铝生命体,为什么不会立刻想到硅—铝的人。让我们说,他们在硫磺气组成的大气中漫步,徜徉在温度比熔炉更高的、数千度的融化的钢铁海洋旁。
三十年后,英国遗传学家约翰-霍尔丹(John Burdon Sanderson Haldane)提出,在一个行星的深处,可能发现基于半融化状态硅酸盐的生命,而铁元素的氧化作用则向它们提供着能量。
霍尔丹那么为什么在众多的元素中,人们偏偏以为除了碳基生命外,硅基生命是最有可能的呢。这是因为,硅与碳有许多相似之处,这就使得人们认为,硅是一种碳的替代物来构成生命体的很有前途的元素。
硅在宇宙中分布广泛,而在元素周期表中,它就在碳的下方,所以和碳元素的许多基本性质都相似。比如说,碳能和四个氢原子化合形成甲烷
(CH4),而硅也能同样地形成硅烷(SiH4);硅酸盐是碳酸盐的类似物,三氯硅烷(HSiCl3)则是三氯甲烷(CHCl3)的类似物,诸如此类还有很多。而且,硅和碳两种元素都能组成长链或聚合物,它们在其中同氧交替排列,最简单的情形就是,碳—氧链形成“聚缩醛”,它经常用于合成纤维,而用硅和氧搭成骨架则可以产生“聚合硅酮”。
硅烷基于上述情况,一些特异的生命形态,就有可能以类似硅酮的物质构成。外观上看去,硅基动物很可能像是些会活动的晶体,这种生物体的结构件,可能是被类似玻璃纤维的丝线串在一起,中间以张肌连接,以形成灵活、精巧甚至薄而透明的结构。
硅基生命(假想图)可见,至少在我们的想象中,这些结晶体似的生物一定非常漂亮,如果它们可以在常温下生存的话,买一个当做宠物想必是极好的。而且这种宠物不会传播细菌和寄生虫,因为作为碳基生命的细菌和寄生虫,对这种完全不同的生命是无能为力的。所以可以想见的是,硅基生命也不会有碳基生命这样或那样的毛病。
不过即便如此,硅基生命存在的可能性却依然受到许多缺陷的威胁。
首先,一个很大的缺陷就是硅同氧的结合力非常强。当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这是种很容易从生物体中移除的废弃物质;但是,硅的氧化则会形成固体。这是因为,在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是象二氧化碳那样每个分子都是单独游离的,处置这样的固体物质,会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。

碳基生物和硅基生物的区别

2. 碳基生物和硅基生物有什么不同?

以碳元素为主要结构的生命体被称为碳基生物,碳元素在元素周期表中在第6位,意味着碳原子的外层有4个自由的电子。因此碳原子的还原性和氧化性都比较强大,在生命活动中很容易形成一些结构比较复杂的高分子物质,比如基因。
除了能形成复杂的高分子物质之外,碳基生命还有另外一个特点,那就是在生命活动中,体内的化学反应速度非常的快。比如植物的光合作用、动物的呼吸作用,这些最基本的新陈代谢都是通过化学反应来完成的。

这确保了碳基生物拥有充足的能量,来进行一些复杂的行为,比如捕食、繁殖等等。但在地球如此温暖湿润、物资丰富的环境中,碳基生命能够成长发育这是可遇而不可求的,地球可能是唯一一处适合碳基生命存在的星球。
而地球之外则有很多未知的环境,可能是黑暗寒冷、高温高压、酸雨洗礼等等环境。在这样的条件下,碳基生命是很难存活的,因此只有硅基生命才有可能在如此恶劣的环境下存活。
碳基生命有一个最大的弱点,就是它的不稳定性。一旦受到外来高频波段的影响,一句话就会被分解。因此,几乎所有碳基生命包括人类在内,都是比较脆弱的生命体,面对宇宙中恶劣的环境,碳基生命的分布应该非常局限。

而硅基生命则结构比较简单,因此不需要太过稳定的环境,这让它有了在恶劣环境中生存的可能。
硅元素很容易和氧气结合生成二氧化硅,就会出现一个神奇的现象,硅基生命吸入氧气而吐出的则是固体。这虽然让硅基生命看起来比较奇怪,但是在极端条件下,它们的生存力更加的顽强。

根据一些相关理论的推测,如果真的存在硅基生命,那它们生存的环境应该是高温、高压的环境,并且会像玻璃一样闪闪发亮。由于硅的化学反应比较慢,所以它们的行动也较为缓慢。
按照正常逻辑如此行动缓慢,生存环境恶劣的生命体,是很难超过碳基生物的,但这不排除另外一种可能性--碳基生物进化而来的硅基生物。

3. 碳基生物和硅基生物是什么梗?

地球上已知的所有生物都属于碳基生物,但是在网络上碳基生物这个梗就是指人的意思,碳基生物代指人。

该句原意为”这是人能干出来的事?暗含 你做的事太狗了或太不是人了 之意但此句在未经修饰的情况下使用时带有些许辱骂性,因此将句中”人”替换成碳基生物以削弱其辱骂性。
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。
硅基生命是指以硅骨架的生物分子所构成的生命,是相对于碳基生命而言的。
天体物理学家儒略申纳尔于1891年探讨了以硅为基础的生命存在的可能性,但随着无机化学的发展,建立一个硅氢化学体系的尝试以失败告终。广义上,人工智能也被大众视为“硅基生命”。

碳基生物和硅基生物是什么梗?

4. 科普:为什么人类是碳基生物而非硅基生物


5. 为什么都说硅基生物是碳基生物的进化体

原因:
(1)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。
(2)在别的星球还会有其他的元素为基础,或者说以其他形态的,比如说,完全以固态为基础的,石头山、石头人、石头世界,或者是以液态为主的,像液态人、水人等等。
(3)科学家设想的以硅为有机质基础的生物。 在构成碳基生物的氨基酸中,连接氨基和羧基的是碳元素,而硅基生物用来连接两者的则是硅元素,因为硅元素和碳元素同属一个族,化学性质相似,所以硅基生物在理论上是有可能存在的。
说到碳基生命以外的生命形态,对这方面稍有点了解的人首先想到的就是硅基生命。硅基生命这个概念早在19世纪就出现了。
1891年,波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳尔(Julius Sheiner)在他的一篇文章中就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性,他大概是提及硅基生命的第一个人。
这个概念被英国化学家詹姆士·爱默生·雷诺兹(James Emerson Reynolds)所接受,1893年,他在英国科学促进协会的一次演讲中指出,硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存。

扩展资料
对硅基生命的质疑:
(1)与很多人想的不同,硅的连接能力相当糟糕:不同于原子数可以很高的烃类,硅烷硅数只能到8且不稳定。
(2)硅烷及其衍生物热稳定性差且容易缩合。而这无疑与硅基生命需要的高温环境是相悖的。
(3)与碳-氢、碳-碳键不同,硅-氢键和硅-硅键容易被各类质子溶剂完全破坏。这也就意味着常见的水,氨甚至氟化氢等溶剂都不能作为硅基生命的载体。
(4)在宇宙中,人们只发现了二氧化硅和硅酸盐,却从来没有发现过硅烷和硅酮等物质。在天文学家向宇宙中搜寻生命存在的可能性时,他们在彗星、陨石上找到了碳的高级化合物,却没有找到硅的高级化合物:甲烷在太阳系中普遍存在,在星际物质和星云中也可以发现。
甲基乙炔和氰基癸五炔这样的复杂分子也可以从星际物质中找到,甚至人们还在陨石上发现了氨基酸。
而退一步说,即使在行星形成之后,也没有硅烷产生的行星化学途径。也就是说,不仅星际物质中没有硅烷,而且即使通过行星的后续化学过程也无法形成硅烷。
(5)当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这种物质相对惰性易于产生且很容易从生物体中移除。
但是,符合条件的无机气态硅化合物却不存在。而易于产生的二氧化硅则是固体,因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是象二氧化碳那样每个分子都是单独游离的,处置这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程和植物光合作用带来很大挑战。
参考资料来源
百度百科-硅基生命
百度百科-碳基生物

为什么都说硅基生物是碳基生物的进化体

6. 碳基生物和硅基生物是什么梗?

碳基生物和硅基生物的梗是暗含你做的事太狗了或太不是人了之意,但此句在未经修饰的情况下使用时带有些许辱骂性,因此将句中人替换成碳基生物以削弱其辱骂性。硅基生物指幻想题材中经常出现的生命形态。
由于硅与碳同一主族,具有一定的相似性,所以早期的人们自然提出了以硅代替碳作为基础的生命的设‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌想。

碳基生物和硅基生物的由来
指以硅链为基础的生命,依靠化学物质的氧化还原获得能量,而机器人虽然使用硅质芯片,但不以硅链为基础,不属于硅基生命,属于其他类型的高分子生命。
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。地球上已知的所有生物都属于碳基生物。因为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。

7. 为什么地球诞生的是碳基生物,而不是硅基生物

一、地球处在一个相对比较稳定的宇宙环境中并且已经存在了足够长的时间; 
二、地球有一个比较适合的位置,使它与太阳的距离适中;所以地球上有比较适宜的温度; 
三、地球的大小适宜;所以地球能够吸引住足够的大气,并逐渐形成大气层; 
四、地球上有浓厚的大气层,可以有效地保护地球上的生命免受各种流星体的伤害,同时也能够通过吸收太阳辐射中的某些能量避免对生物体的伤害; 
五、地球上大气中存在有臭氧层,可以保护人类免受紫外线的伤害; 
六、地球周围存在地磁场,能够抵挡太阳风等宇宙射线的侵袭,保护生命体; 
七、地球上形成了水并且保留住了水; 
八、地球表面有坚硬的固体表面,使生命体生活有靠; 
九、地球的自转周期长短合适,使地球表面热量不至于变化太大、太快,从而适宜生命体的存在; 
十、地球地质史上曾经有温暖的海洋,适合蛋白质的形成; 
还有………………

为什么地球诞生的是碳基生物,而不是硅基生物

8. 碳基生物和硅基生物是什么梗?

地球上已知的所有生物都属于碳基生物,但是在网络上碳基生物这个梗就是指人的意思,碳基生物代指人。
该句原意为”这是人能干出来的事?暗含 你做的事太狗了或太不是人了 之意但此句在未经修饰的情况下使用时带有些许辱骂性,因此将句中”人”替换成碳基生物以削弱其辱骂性。
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。硅基生命是指以硅骨架的生物分子所构成的生命,是相对于碳基生命而言的。


地球上的生命数不胜数,不管是动物还是人类,他们都有共同的特征,都是属于碳基生命,都是以碳元素为基础的。在科学家们寻找地外生命的过程当中,也是以碳基生命为根本,放眼整个宇宙寻找新的生命体。
但是在经过了半个多世纪搜寻无果的情况下,就有科学家提出了新的观点,或许在宇宙当中的生命体并不是像人类一样是碳基生命,而是硅基生命。
在地球上,碳元素是还原性和氧化性最强的元素,以碳元素为基础的高分子有机物数不胜数,也是地球生命化学反应所产生的产物。在地球上碳基生命是主导者,但是在地球之外的环境当中,碳基生物却无法生存下来。似乎满足碳基生命存在条件的,只有地球这一颗星球而已。
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