生命中的化学元素 - 复旦大学通识教育课(4)

6）. 12 C燃烧

↗

C+ C →

12 12 20

23

Na + H

Ne + α（氦核粒子流） Mg + γ（高能光子流）

1

↘

24

12 16

C +α→

O +γ

28

α

7）O 燃烧

16

Si + P + H + n （中子） + γ

31 1

↗

O+ O →

16 16

31

S

↘

32

S

16

20

Ne +γ→

O +α Mg +γ

24

20

Ne +α→

8）重元素的生成

24

Mg + Mg 28 28 →Fe + γ Si + 56

Si

24 28

→Si + γ

当硅燃烧完后，

并非所有的恒星都能发生以上所有的反应， 生。

图宇宙中化学元素的分布

5 超新星爆发

比铁更重的元素的生成需要更高的能量，

续了，最后导致了超新星的爆发，在爆发中生成的重元素被抛射到了宇宙空间中。也有的科

学家认为更重的元素可能来自于更猛烈的爆炸，例如两颗中子星的爆炸。

总结以上所上说的化学元素的生成过程，

过程，恒星其实就是一个个把轻元素炼成重元素的“炼炉” 原来它们就“高悬”在我们的头顶上。 6.地球的生成

科学家们描绘：大约在四十六亿前，在距银河系约3百万光年的地方，有过一颗巨大的 恒星，由于燃烧耗尽，核心坍缩，形成了超新星的爆发，把最外面的壳层以每秒数千千米的 速度抛向宇宙空间，在它附近的氢、氦气体云受到这一冲击也自行坍缩，收缩的结果致使其 核心引发了核反应，这就造成了太阳系的诞生。

大部分氢云收缩形成恒星时， 起，

元素就开始分离，重元素由于引力大先聚集在中心，轻元素由于引力小，反而逃脱而四散， 不会产生高温，因此原子就有机会形成分子，分子又聚集成固体和液体，表面则附有薄薄的 一层气体。地球的产生就正是由于以上这样的过程。

科学家们通过计算岩石的年龄来计算地球的年龄， 可以计算出岩石的年龄，

需时45亿年，有人据此进行测量后计算出地球岩石的年龄为三十几亿年，但地球的年龄也 并不完全等于岩石的年龄，

段时期，科学家们估计地球的年龄约在45-46亿年，这就是现在公认的地球的估计年龄。 2-5“元素王国”的边界

元素周期表的第一个元素是氢，

后一个元素应是谁呢？也就是由门捷列夫建立起来的这一

直到1940年以前，

发现的最后一个天然元素。1940年，科学家们合成了第93号元素镎(Np),它是第一个人工 合成的元素,是用中子来轰击铀得到的.不久又发现了第 94 号元素钚(Pu).随后发现的一些 元素的命名有很多是用来纪念科学家的,如:99 号锿(Es)是纪念爱因斯坦的,100 号元素镄 (Fm)是纪念费米的,101 号元素钔(Md)是纪念门捷列夫的，103 号元素铹(Lr)是纪念劳伦斯 的.

上个世纪七十年代,科学家又合成了第 104 号元素钅(Rf),105号元素钅. ( (Db), 106号元 素钅(Sg),107号元素钅(Bh),八十年代又发现了108号元素钅(Hs) , 109号元素钅(Mt).

如今元素周期表已排到了第112号，从110-112号尚未有中文的命名。据悉，也有报道 说发现了第116号元素，但未证实。而俄罗斯杜布纳核研究所目前已经开始人工合成第118 号元素的研究工作。

第三章

生命元素的形成和演变

生命的起源3-1

生命起源的传说一直和宗教迷信融合在一起，甚至比地球和宇宙的起源的传说更传奇。 几乎每个国家、每个民族都有自己的“神”的传说，我国的女娲和西方的上帝，就是其中最 著名的代表，传说就是他们创造了生命。这一观点被学者们称为“第一推动力”亦即“神创 论”

除了第一推动力的说法外，还有反对“神创论”的“自生论”

史上流传十分广泛和长久。古希腊的德谟克里特就提出生命是从“地里冒出来的” 是被创造出来的，也没有特别的理由”

的思想也已十分流行，这当中有“腐草化萤”“汗液生虱”“肉腐出虫”等。尤其是腐肉生 蛆的说法在全球各民族中盛行。在西方，一直到十九世纪，法国微生物家巴斯德通过精密的 实验才证明了自生论的错误，他把肉汤放入特制的曲颈玻璃瓶中，煮沸灭菌，尽管空气可以 进入瓶内，但是瓶子里的肉汤却经久不见浑浊，也就是说没有出现细菌。这是由于悬浮于空 气中的细菌或孢子比空气重，因此它们就沉淀于曲颈的底部而进不了瓶子。然后，巴斯德又 将瓶颈截断，结果微生物就大量繁殖起来，肉汤也就浑浊变质了。这就从根本上完全否定了 生物自然发生的说法。

1 生命起源的学说之一（化学进化说）

科学家们认识到，生命起源的必要条件应是：在原始地球上自然条件下的非生命物质， 要先通过化学作用产生出多种有机物和生物分子来。 一种化学过程，

结构单元。蛋白质等生命物质就是由这些结构单元组合而成。有了生命物质后，进一步地进 化，也就组装成了原始的生命体。恩格斯指出：生命的起源必然是通过化学的途径实现的。 这就是关于生命起源的化学进化学说。

1924年，前苏联生物化学家奥巴林（А.И.Оаи）

起源的假说，他认为生命起源于地球，是一个化学进化过程。地球上最简单的有机物质-烃 类，完全有可能由地球上的原始气体NH 3、CH 4、H 2 O、H 2等来原始生成，而最初生成的 烃类化合物通过一步一步地演化最终必然会形成类蛋白化合物。

出了“团聚体”学说，认为由类蛋白物质形成的胶体小块颗粒状，不溶于水，并能吸附其他 有机物而“生长”

个阶段，那就是：1.从无机物到简单有机物的形成，2.从复杂到有机物到多分子体系“团聚 体”3.从团聚体到具有新陈代谢能力的蛋白体的形成。

1953年，美国芝加哥大学的一位年轻的博士研究生米勒（S.L.Miller）根据奥巴林20年 代提出的理论观点，

设计的密封玻璃容器事先抽成真空，并在130 ℃高温消毒18小时，放入200毫升水，然 后通入CH 4、NH 3、CH 4，使它们的比例和科学家认为的原始大气的组成基本相同，接着 就在加热的条件下，

取样分析，结果在八天后，装置中的液相由无色变为黄色，并有黄棕色沉淀。经分析，形成

的物质有甲酸（HCOOH） （CH 3 CHOHCOOH）

（CH 3 COOH）CH 3 CH 2 COOH）,还有痕量的谷氨酸和天门冬氨酸，总共有11种氨基酸。 这就有力地证明了化学进化过程是生命起源过程中最重要的一环。

米勒实验之后的20年中，人们不断地模拟原始地球条件，从无机物合成了众多的生命 有机物：天然蛋白质中的所有氨基酸，以及各种嘌啉、嘧啶、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷 酸、脂肪酸、卟啉和脂质等等。

在这以后，美国生物化学家福克斯（Fox Sidney Waiter）又提出了生命起源的“热聚合

假说”

它们溶解于海水后，就成为“微球体” 聚体一样也可能成为原始细胞的基础。

完全可以设想，如果由原始大气产 …… 此处隐藏：1739字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……