目錄化學的起源簡介 生命起源的化學起源過程 化學起源說和海洋化學起源說 生命化學起源的四個階段 生物起源化學說
化學起源說是人們普遍接受的生命起源假說,由奧巴林和霍爾丹提出,洞手巧這一假說認為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后,在極其漫長的薯臘時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,納鍵逐漸地演變而成的。最終,以生化和遺傳的建立為標志的細胞得以誕生。
化學起源說將生命的起源分為四個階段。
第一個階段
從無機小分子生成有機小分子的階段,即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的。需要著重指出的是米勒的模擬實驗。在這個實驗中,一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋,其上部球型空間里含卜搭寬有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等“還原性大氣”。米勒先給燒瓶加熱,使水蒸汽在管中循環,接著他通過兩個電極放電產生電火花,模擬原始天空的閃電,以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應,而球型空間下部連通的冷凝管讓反應后的產物和水蒸汽冷卻形成液體,又流回底枝配部的燒瓶,即模擬降雨的過程。經過一周持續不斷的實驗和循環之后。米勒分析其化學成分時發現,其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物,同時還形成了氰氫酸,而氰氫酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實驗試圖向人們證實,生命起源的第一步,從無機小分子物質形成有機小分子物質,在原始地球的條件下是完全可能實現的。
第二個階段
從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的,即氨基酸、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(如黏土的吸附作用),通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
第三個階段
從生物大分子物質組成多分子體系。型亮這一過程是怎樣形成的?前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體假說,他通過實驗表明,將蛋白質、多肽、核酸、明膠、阿拉伯膠和多糖等放在合適的溶液中,它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴,這些小滴就是團聚體。奧巴林等人認為,團聚體可以表現出合成、分解、生長、生殖等生命現象。例如,團聚體具有類似于膜那樣的邊界,其內部的化學特征顯著地區別于外部的溶液環境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物,還能在酶的催化作用下發生特定的生化反應,反應的產物也能從團聚體中釋放出去。另外,有的學者還提出了微球體和脂球體等其他一些假說,以解釋有機高分子物質形成多分子體系的過程。
第四個階段
有機多分子體系演變為原始生命,包括以生化和遺傳的建立為標志的細胞的誕生。這一階段是在原始海洋中形成的,是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。目前,人們還不能在實驗室里驗證這一過程。
為什么會有化學?
在書上所說。化學方法最早應用于金屬的提煉和加工,以及陶器的制造。從這一點可以看談模出化學最早是用在工業方面。以及為了人們的生活和建筑。而這些化學公益實踐并沒有什么理論基礎。就只是人們在長期的實踐中對物質的理解而產生出的文化。
在最早的四大文明古國中。有古埃及淘洗,黃金。以及蘇美爾的彎刀。這些都是人們在偶然中發現的。從而延伸中了一種。以及這些象征著一些文明。
而在用于化學中,玻璃就是最好的代表。古代時的人們。人早就應用還有酮化合物的,不透明的藍色和綠色的釉去制作玻璃。并且制造玻璃過程中還顯示的方法需要鈉堿和壺中的碳酸鈉。
埃及人曾海把石英,孔雀石,石灰一起加熱到830度到900度。制成了一種深藍色組成確定的化合物cao.cuo.4sio2稱為埃及藍。他和堿鈉一起使用。就會使物體帶上顏色。慢慢的也就產生了染料。
埃及人從靛藍植物中制取藍色染料靛藍。而把一塊兒植物染成不同顏色的方法。就用煤染劑。而古時腥紅色的染料由胭脂蟲制取的。
從古時的化學可以看出。悶的化學往往大多都來自于生活。以及昆蟲植物等等。從而可以看出在那時的化學是沒有理論去支柱的。是人們從生活中提取的。對一個物體的理解和見解。
慢慢的,隨著人們的智慧逐漸顯現出來。元素和化合物的定義所依據的概念才是差不多顯現的。但這卻是經過許多世紀的努力才得到。最早的元素是在希臘哲學家中泰勒斯。認為萬物由水生成。阿那克西妮。認為昌侍蔽萬物由空氣生成。他和拉克利特認為萬物由火生成。而恩培多克勒認為事物有四根的觀念,火空氣,水和土。以及兩種力量吸引和排斥。便是最早的四元素學說。最早時的科學家。我拉圖他假定是無憂無形式的原質物質。取得形式后產生的每個元素都有其獨特的形狀。我為四面體,空氣為八面,體水為20面體圖為立方體,它們都是用兩種直角三角形從空間中截取出來的。他們可以按一定的比例互相轉變。而亞力士多德則認為物質的基本性質是熱冷濕,干,把它們對地組合說所謂的四元素,火,空氣,土,水。
而這四物質元素學說一直到18世紀末期都被認為是正確的,一直到19世紀末。
在古典時期,人們就已經知道耐州了一些化學物質像銅,鐵,鋅,的氧化物。并用這些物質和一些化學操作反向金屬和合金的加工。這些方法引起了學者的興趣,他們建立理論時也提出了實際操作,但很少人去做實驗。不過有一些被森旅或者寺院中專門的工匠培植起來,而實踐的傳統也是一代一代的傳了下去。
在之前最重要的化學就用于了有名的萊頓紙草。而這種秘方主要的內容是仿照金和銀的合金。就這樣一代一代的傳了下去。
到這里就可以看出。古時的化學是沒有依據的。都只是從生活和實踐中提取出來的。慢慢的才有了學者去提出一種概念。從而創造一種學說成為了化學。
時至今日,在關于生拍雹芹命起源的問題上,研究取得的最重大的進展,就是用實驗支持、證實了生命的“化學起源說”。
1953年,美國芝加哥大學年輕的畢業生米勒,在龍瑞教授指導下,設計和研制出一個模擬原始地球情況的實驗裝置。他把甲烷、氨、水蒸氣、氫氣的混合體裝在這個封閉的裝置內,經過連續一周的火花放電,得到11種氨基酸和其他有機物,即合成了生物小分子。
生物小分子一般是指分子量在1000以下的氨基酸、脂肪、單糖等。這個實驗是生命起源研究史上一個關鍵性實驗。正是這個實驗,提供了幾十億年前,原始地球上合成有機物的生動圖景。關于生命的“化學起源說”,是在100多年前恩格斯提出來的。他總結當時自然科學的成就,提出了三個極為重要的論點:
①生命起源是一個十分漫長的過程,地球上的生命不可能從非生命物質中突然產生。
②生命的起源必然是經過化學途徑實現的。
③生命是蛋白體的存在方式。如果有一天用化學方法制造蛋白體成功了,那么它們一定會顯示生命現象,進行新陳代謝,雖然可能是很微弱的和短暫的。
“化學起源說”是對當時人類認識生命起源的科學總結,米勒的實驗證實了它的基本思想,也深化了它的基本思想。
米勒和奧吉爾在《地球上生命的起源》一書中,以實驗為依據,明確地指出生命是在地球上發生的,所有生命都具有共同的基本成分和性質,都有共同的生物合成途徑。
米勒的發現打開了生命之謎的大門,成為20世紀最重大的發現之一。
在米勒之后的1959年,德國兩位科學家也做了類似的實驗,所不同的是,他們是用紫外線來模擬地球誕生之初的太陽輻射,結果也得到了氨基酸。這個實驗又證明,只要有能量輻射,就能使宇宙中的肆兆一些構成有機分子的原子靠攏,并合成氨基酸。
在米勒實驗的啟發下,到1970年為止,世界各國已先后在實驗室人工合成了21種氨基酸。
實驗的成功,又促使科學家進一步思考:能否人工合成比氨基酸更高級的生命物質?
1961年,美國生化學家奧羅捷襲畢足先登,用無機物首次合成了嘌呤和核糖,把生命物質的合成向前推進了一大步;中國科學家后來居上,在人工合成生命物質方面,從1961年開始走在世界前列。這一年,中國科學家開始了那時惟一知道其結構的蛋白質——牛胰島素的人工合成。經過4年探索,1965年合成了牛胰島素,也就是人工合成了一種含有51種氨基酸的、具有生物學活性的蛋白質。1981年,中國科學家又取得震驚世界的重大研究成果,即人工合成酵母丙氨酸轉移核糖核酸。這是世界上最早人工合成與天然分子相同的核糖核酸。將這種核糖核酸摻到蛋白質中,它立即顯示出生物活性,進一步證實了生命起源于地球的化學演化過程。
人類認識到并證實地球上的生命來源于無機界,無機物完全可以通過化學演化,演化出有機物來。然而,這個認識并不是輕而易舉和一帆風順得來的,它經歷了非常漫長的探索過程,也走過非常曲折的道路。
化學原來是物理中的念州扒一部分,后來由于發現的物質多了,為了研跡掘究物質的性質與其結仔昌構之間的關系,把化學從物理中分離開來,成立的獨立的學科:化學.
現在的原子核反應部分仍屬于物理.