人为何一定要呼吸氧气,而不是氢气其他气体呢?
科学家拿确实有没有氧气来判定这个星球上有没有生命,那么人家外星人靠氢气氦气来呼吸不行吗?其实这个话题咋看上去非常具有说服力,宇宙那么大,为什么都要像人类一样呼吸氧气,需要水以及碳水化物补充能量,就不能呼吸氢气氦气甚至氮气,不行吗?不妨来看看有这样的可能吗?
有多少种可能的生命?
不要以为就你们想到了宇宙中存在其他类型的生命,因为科学家的脑洞比各位大多了,要不然各位咋就没成为科学家呢?那么有多少中可能的生命类型呢?
碳基生命
1.碳基水基生命,以碳为核心元素,水为介质的生命类型
2.碳基氨基生命,以碳为核心元素,氨为介质的生命类型
3.硼基硼基氟化氢基生命,以硼为核心元素,氟化氢为介质的生命类型
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硅基生命以硅为核心元素,硅烷为介质的生命类型
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能量形式的生命以内量形式(没有实体)存在,比如等离子体状态的生命类型
人造类型的生命不做新陈代谢的生物电能或者量子计算机为载体的生物
以电磁波与信息形式存在的生命
你不得不佩服科学家的脑洞,但问题提出很简单,求证却很难,所有大胆设想,严密论证的科学思维就要了科学家的亲命!
迄今为止发现了哪几种类型的生命?
当然您并没有猜错,我们在地球上仅仅是发现了碳基类型的生命,在月球和火星上均未发现任何类型的生命,而更遥远的宇宙深处,除了发现部分有机分子以外则是一片空白,留待各位去发现!
这理解起来其实不难,宇宙中的天天何止千千万,但据我们所知也就地球上形成了生命,这是最好的案例,也是唯一的案例,那么我们在寻找生命时候当然会倾向于和我们条件类似的星球,并且碳基生命有如此多的优势在地球如此优秀条件的星球中脱颖而出,这都是有原因的!假如我们放着这么大个案例不去参考,非得要太阳上找生命,很抱歉,你可以领盒饭走人了!
外碳基生命的介质-水是非常关键的,因此系外行星搜索时我们会非常感兴趣液态水的存在,但我们并不是特别关心氧的存在,为何会如此,氧不是生命必须的气体吗?其实不然,在地球上就有很多不需要氧就能生存的生命,比如大肠杆菌可以有氧也可以无氧(发酵来获取能量),乳酸菌则有氧无氧都主要利用发酵!但有一点要指出的是只要有水就会存在氧气,因为液态水的存在,在温暖的气候下会大量蒸发,而高层大气中的光解则会让氢元素逃逸而留下氧元素,尽管非常微量,但数十亿年累计将是非常可观的数量!
首先更正一下,水是由氢元素和氧元素组成的,水是氧气和氢气结合的产物这种说法不正确。
说到氢气和氧气,如果让它们通过某种方式反应,您就得到了液态的水(H2O)。我们无法呼吸液态水的原因是,生成水的氧与两个氢原子束缚在一起,导致我们无法呼吸生成的这种液体。这种形态的氧对我们的肺来说是没有用处的。
鱼类呼吸的氧并不是H2O中的氧,而是溶解在水中的O2(氧气)。很多不同的气体都能够溶解在液体中,最常见的例子就是碳酸饮料。在这些饮料中,水中溶解的二氧化碳气体非常多,以致它们以泡泡的形式冒出来。
鱼类利用它们的鳃来“呼吸”溶解在水中的氧气。实际上从水中吸出氧气并不那么容易——空气中含有的氧气是同体积水中氧气的20倍。并且,水比空气更重更稠,所以移动它要要耗费更多的能量。鱼类的鳃能够起作用的主要原因是因为鱼类是冷血动物,这降低了它们对氧气的需求量。温血动物如鲸鱼同人类一样呼吸空气,因为它们很难用鳃来吸收足够的氧气。
人类无法在水下呼吸,因为我们的肺并没有足够大的表面积从水中吸收足够的氧气,我们的肺的内部构造更适合于处理空气而不是水。不过,人类进行过在其他液体中呼吸的尝试,如碳氟化合物的试验。碳氟化合物能够溶解足够多的氧气,这样我们的肺就能将其中的氧吸收出来
无氧呼气首先就可以排除,因为最初的生命虽然是厌氧型的,但这些生物的厌氧呼吸效率极低。譬如厌氧菌使用的无氧呼吸就无法提供足够的能量,来保证生物体进行合成蛋白质,或者维持体温这样的行为。它们大部分都是低等生物,比较常见的就是蛔虫,就是厌氧生物,有氧气它反而不能生存。
我们都知道空气中含量最大成分最多的是氮气,且地球大气近乎都是氮气组成。但在地球生命的进化过程中,氧气却成为了必不可少的关键因素。按理来讲,氮气应该更容易影响生命的进化,但最后却是含量第二多的氧气成为了最终的主宰,这是为什么?
生物不需要氮气,不代表它没作用
氮元素是组成氨基酸的基本元素之一,它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中。蛋白质是一切生命的物质基础,也是人体细胞的重要组成部分。人体的所有活动都有蛋白质的参与。可以说,没有蛋白质就不存在生命,没有氮元素就没有蛋白质。由此可见,氮对人类的重要性有多大。
人没办法利用氮气,不代表人不需要
如果说人要把氮气像氧气那样在体内发生反应,那么对于人来讲吸入的氮气几乎是没有用的。但这只是人体没法利用而已,不代表氮气在人体肺部没用,氮气对于人的主要用途就是降低氧气纯度,纯氧在大部分情况下是对人体可是有害的。
正常情况下,空气中氧气浓度为21%左右,就算在植物非常多的地方,也只是略多点。但是如果吸纯氧,人很快就会出现中毒现象。就医疗平常使用的30%~40%浓度的高压氧,或者潜水员使用的常压罐,长时间使用,也会发生中毒现象。
氮气的化学性质决定了它的用途
氮气的化学性质不活泼,常温下几乎不会跟其他物质发生反应。氧气就不一样,除了部分稀有气体和金属以外,大部分的元素都能与氧气反应。所以说人类选择氧气生存而非氮气或其他气体,是生命进化,也是自然选择的结果,绝非随机发生的巧合。
生物需要的氧气并不是最初就有的
大约在25~26亿年前的太古宙时期,岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧,那时候的大气中没有像现在这样拥有含量很高的氧气。
但由于海藻类植物的大量繁殖,光合作用使得地球上的氧气迅速增加,而破坏氧气的甲烷细菌所依赖的镍的数量急剧减少,使得大气中的含氧量大量增加,这被称之为“大气氧化事件”。这场事件使得地球上空气与矿物质的成分发生了剧烈变化,也为日后的生命大爆发的出现提供了可能性。
总体来讲,人类甚至所有生命的进化都囊括在这强大的自然选择作用中。但在这个过程中,一旦缺少了任何一个环节,我们都将不复存在。生命的进化是残酷的,不幸的生命都已被无情淘汰,你我其实都是天选之人。
为什么潜水要呼吸氧气而不是空气?
实际上潜水时呼吸的不是纯氧,但氧气的成分比重确实比空气大,这是因为剧烈运动时人的需氧量会急剧增大,同时也是为了能在较小的空间里储存更多的氧气
生物进行呼吸一定要呼吸氧气吗?
一定呼吸的都是氧气,虽然有一种叫做厌氧菌(anaerobicbacteria)是一类在无氧条件下比在有氧环境中生长好的细菌,而不能在空气(18%氧气)和(或)10%二氧化碳浓度下的固体培养基表面生长的细菌。这类细菌缺乏完整的代谢酶体系,其能量代谢以无氧发酵的方式进行。 这是一类只能在低氧分压的条件下生...
人为甚么一定要有氧气才可生存?←←(要科学答案)
因为身体内每一个细胞要氧气提供热量... 所以人就要有氧气来生存... 就好似烧东西...一定要有材料...氧..火源才可以令东西烧 氧气(英文Oxygen gas或Dioxygen,分子式O2)是氧元素最常见的单质形态,在标准状况下是无色无味无臭的气体。 名称由来 氧气(Oxygen)希腊文的意思是“酸素”,该名称是...
生命为什么一定需要氧气?
细胞内有线粒体可以与氧气发生反应,叫呼吸作用。这个过程可以产生能量供给生命活动。生命不能没有能量维持,所以必须有氧气 另外: 生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,...
十万个为什么,人为什么需要呼吸氧气?
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人病住院时,人还能呼吸,为什么要吸氧?是不是呼吸慢了氧气不够了?
虽能呼吸,但不能达到供给体内所需氧气以及动力的话,当然需要呼吸机辅助,并不是呼吸慢了氧气不够,跟很多器官病情等有关的,一句话也说不清。人在呼吸时,吸气、呼气有节律性的交替来完成气体交换。吸气时富含O2的新鲜空气进人肺部,呼气时富含CO2的气体排出体外。正常情况,吸气动作是由肋间外肌和...
身体为何要利用氧气
第二步:肺泡换来的氧气再与流经肺部的静脉血进行交换。使得静脉血转化为含氧丰富的动脉血。至此,氧气由肺部进入了血液循环系统。透过血液循环系统,把呼吸进来的氧气运输到全身各组织细胞利用。因为运输氧气需要红细胞作为载体才能运送到全身各处,红细胞的主要成分是血红蛋白,而血红蛋白主要由铁及蛋白质...
...里吸氧?氧气和空气有什么不同?为什么呼吸困难要吸氧?
空气中除了氧气外还有很多其它气体,如氢气、氮气、二氧化碳等,是混合物.氧气是纯净物.呼吸困难是使用氧气是因为是心陈代谢是氧化反应开,空气中氧气含量低,所以纯氧呼吸了加速新陈代谢,所以要吸纯氧
人 在呼吸过程中 只需要氧气吗 ?
因为人体所进行的一切活动都必须有能量供给。能量来源于食物。具体地说能 量就在糖、脂肪、蛋白质三大营养物质中。然而,它们必须通过氧化分解才能释放出 来,要氧化就必须有氧气,而氧在我们体内贮存量很少,仅够几分钟消耗。 因此,氧 化三大营养物质所需要的氧,必须通过呼吸从外界不断摄取。同时,...
为什么所有的生物呼吸都需要氧气??
因为我们都是大灭绝的产物 在最早期的时候,地球的大气中是没有氧气的,而且氧气对于当时的生物来说是有毒气体 可之后出现了绿色植物,它们吸入二氧化碳,排出氧气.使得地球的大气中出现了氧气,可因为这个巨大的改变,使得地球上的生命受到了一个巨大的危机,大量的生物因有毒气体--氧气而迅速灭绝,这就是物种...
嬴顾肌苷:[答案] 因为人体所进行的一切活动都必须有能量供给.能量来源于食物.具体地说能 量就在糖、脂肪、蛋白质三大营养物质中.然而,它们必须通过氧化分解才能释放出 来,要氧化就必须有氧气,而氧在我们体内贮存量很少,仅够几分钟消...
宜宾市15975308334: 人类为什么需要氧气而不是其他的气体? - ?
嬴顾肌苷: 氧是人体进行新陈代谢的关键物质,是人体生命活动的第一需要.呼吸的氧转化为人体内可利用的氧,称为血氧.血液携带血氧向全身输入能源,血氧的输送量与心脏、大脑的工作状态密切相关.心脏泵血能力越强,血氧的含量就越高;心脏冠...
宜宾市15975308334: 人为啥必须呼吸氧气 - ?
嬴顾肌苷: 因为人体所进行的一切活动都必须有能量供给.能量来源于食物.具体地说能 量就在糖、脂肪、蛋白质三大营养物质中.然而,它们必须通过氧化分解才能释放出 来,要氧化就必须有氧气,而氧在我们体内贮存量很少,仅够几分钟消耗.因此...
宜宾市15975308334: 为什么人要吸收氧气而不是吸收别的气体? - ?
嬴顾肌苷: 生命活动需要能量,在细胞里,是氧气和营养物质发生氧化反应,释放能量提供生命活动.氧气是氧化剂,而空气中的其他气体是惰性气体,很难参加反应,如果要反应,是需要吸收大量能量的,这就可以用能量守恒定律解释了.同样,植物的光合作用,就是吸收太阳能,释放氧气,生产营养物质,固定能量.
宜宾市15975308334: 人类为什么需要氧气而不是其他的气体??
嬴顾肌苷: 这事生物长期进化和氧气本身的化学性质决定的. 早期植物进行光合作用的时候把大量的氧气释放到了空气中,使地球大气中的氧气含量显著上升,但是早期生物都是厌氧性的生物,以至于他们必须设法与富含氧气的环境抗争,但是后来进化出了需氧型生物,由于氧气本身的氧化性,这使得生物的呼吸作用效率大大提升,从此需氧型生物占据了地球 我们人类也是需要性生物
宜宾市15975308334: 为什么人要吸入氧气 - ?
嬴顾肌苷: 选择的过程不是在口腔鼻腔,而是在肺里.人吸入的是空气,其中大约20%是氧气,很少是二氧化碳.在肺里只有氧气被消耗,二氧化碳被从体内排出,导致呼出的气中氧气比例下降,二氧化碳上升.通常周围空气的体积比人用的多得多,所以几口呼吸不会对成分造成太大影响,但在封闭的场所,通风是必要的.周围空气中的氧气含量过低或过高都有可能对人带来危害.
宜宾市15975308334: 人类为何呼吸氧气 - ?
嬴顾肌苷: 一、人体内细胞维持正常的新陈代谢、做运动的时候,都需要能量,主要的能量来自有氧呼吸(就是葡萄糖于氧气反应生成水),所以,你需要呼吸氧气. 二、人也离不开氮.基因通过蛋白质表达,而蛋白质中氮的含量就不少.人可以通过植物...
宜宾市15975308334: 为什么人要吸氧气才能生存??
嬴顾肌苷: 因为氧气是生命的动力之一.
宜宾市15975308334: 氧气为什么是人呼吸的需要?而不是氮气呢? - ?
嬴顾肌苷: 因为,世间物质以两大物质为主,一个是氧气 ,一个是氢气,合起来就是水了,所以人体和地球70%以上是水, 氧气是人体新陈代谢必需物质,没有新陈代谢,人就S了!
宜宾市15975308334: 人为什么需要呼吸呢? 而且呼吸的为什么是氧气而不是其他的气呢? - ?
嬴顾肌苷: 机体在新陈代谢过程中,需要不断地从环境中摄取氧气并排出二氧化碳. 机体所需的能量主要来源于食物中的糖类/脂肪和蛋白质.糖类的分解在供氧充分时释放能量多,生成的有害物质少.脂肪需要通过氧化从能,蛋白质的氧化也离不开氧....