每一种生物在表面上看起来可能是不同的,但所有生命的核心都是由基本相同的分子组成的。这些分子是由碳、氢、氧和其他元素结合在一起的方式形成的。氢是构成气体云和巨大恒星的相同元素,在生命的组成中也扮演着重要的角色。
定义
氢是整个宇宙中最简单也是最丰富的元素3.。根据天体物理学家大卫·帕尔默的说法,已知存在的所有基本物质中,大约75%是由氢组成的。氢原子的原子核是由一个质子构成的,质子是一种带正电荷的粒子。一个电子围绕着原子核的外部运行。中子可以在所有其他元素中找到,但不以最常见的氢形式存在。
- 氢是整个宇宙中最简单也是最丰富的元素。
- 氢原子的原子核是由一个质子构成的,质子是一种带正电荷的粒子。
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在生物体中,碳和氢是很容易相处的伙伴。碳元素有两个轨道层,称为壳层,围绕着它的原子核。外层包含4个电子。这四个电子可以与其他元素形成单独的共价键,这意味着它们通过共享电子成键。氢只能共用一个电子,所以它只能成键一次,但最多可以有四个氢原子和一个碳原子成键。然而,氢具有一些独特的性质。有时它与电负性原子(如氧或氮)不平等地共享电子。当这种情况发生时,氢会产生轻微的正电荷,吸引其他带负电荷的粒子。因为异性相吸,它们成键而不共享电子。这叫做氢键。它们很弱,但在生物体中对形成短暂而简单的连接很有用。
- 在生物体中,碳和氢是很容易相处的伙伴。
- 这四个电子可以与其他元素形成单独的共价键,这意味着它们通过共享电子成键。
有机分子
碳与氢以及其他元素成键的方式,如:
- 氧气
- 磷
- 是有机分子吗
- 哪个是构成所有生命的基本分子
碳最终是生命的基石,因为它的键合模式创造了折叠、弯曲、链合或形成环的复杂结构。碳原子和氢原子在生物体中如此普遍,以至于有一种叫做碳氢化合物的分子,它几乎完全由碳和氢组成。
大分子
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想想DNA的螺旋双螺旋。这个分子是由由氢键结合在一起的两条扭曲的链组成的。当DNA需要展开以便被读取时,弱氢键就被打破了。然而,在碳水化合物中,氢原子实际上起到了占位符的作用。一旦氢被移除,两个糖就会结合在一起,形成长而重复的强连接单元链。这也适用于许多脂肪类脂质和蛋白质。
- 想想DNA的螺旋双螺旋。
- 一旦氢被移除,两个糖就会结合在一起,形成长而重复的强连接单元链。
意义
除了作为一种重要的结构元素,由于氢的实用性和丰富性,它几乎参与了生物的每一个生理功能。在消化过程中,氢键与氯结合形成盐酸,盐酸可以分解胃中的脂肪和蛋白质2。在有氧呼吸过程中,自由漂浮的氢原子的运动有助于激发能量的产生;这类似于水泵能产生能做功的势能。除了碳以外,可能没有其他元素使用得如此频繁,具有如此多的重要功能。
- 除了作为一种重要的结构元素,由于氢的实用性和丰富性,它几乎参与了生物的每一个生理功能。
- 在有氧呼吸过程中,自由漂浮的氢原子的运动有助于激发能量的产生;这类似于水泵能产生能做功的势能。