51區未解之謎網

未解之謎與世界之最,獵奇文章

首頁 > 未解之謎 > 世界未解之謎 > 世界化學10大未解之謎 你看不懂的一些化學方程式

世界化學10大未解之謎 你看不懂的一些化學方程式

時間:2017-06-13 10:07:20 作者:超人 來源:51區未解之謎網 手機閱讀

化學世界的10大未解之謎絕大部分最精深的科學問題,生命從何而來?距地球上第一種生物從無生命物質中誕生,至今已近40億年,但最初的生命是如何出現的,至今仍是個謎。不論是前史方面,仍是地輿方面,國際上都存在著很多未解之謎。而在化學國際里,也有一些未解之謎。下面就跟著51區小編一起來看看化學國際的10大未解之謎。

1 生命從何而來?


世界化學10大未解之謎 你看不懂的一些化學方程式

有研究者推斷,在第一種能夠自我復制的聚合物(類似DNA或蛋白質一類的分子,是由許多更小單位構成的長鏈)的形成過程中,泥土等礦物質可能起到了催化劑的作用。還有人認為,正是因為深海熱泉源源不斷地提供能量,才會產生結構復雜的化學物質。

我們現在要做的就是,找到一種方法,在加熱的試管里面觸發化學反應,驗證上面提到的那些假說??茖W家已經取得了一些進展,他們的研究表明,一些化學物質可以自發排列,形成更加復雜的結構——例如氨基酸,還有眾所周知的核苷酸(nucleotides,DNA的組成單元)。2009年,現供職于英國醫學研究委員會劍橋分子生物學實驗室的約翰·薩瑟蘭德(John Sutherland)所帶領的團隊已經證實,在“原始湯”中,確實可能存在自發的核苷酸合成過程。

其他一些科學家則著重研究了特定RNA類似于酶的催化特性,為“RNA世界假說”提供了一些證據。通過這些步驟,科學家也許可以弄清楚,無生命物質如何轉變成能自我復制、自我維持的系統,從而填補生命進化史上的這個缺失環節。這些發現促使化學家展開想象,去創想原始生命可能的化學構成。

2 分子如何形成?


世界化學10大未解之謎 你看不懂的一些化學方程式

在高中化學課本里面,分子結構可算是最主要的內容之一。但是,這些看上去由“球”(代表原子)和“棍”(代表化學鍵)構成的模型已經有些年頭了。并不是沒有更新的模型,問題在于,科學家在更為準確的分子外觀模型方面,并未取得一致意見。

近100年后,分子軌道模型成為認可度最高的一種。但對于這種模型是否研究分子的最佳工具,化學家仍然沒有達成一致。原因在于,這類分子模型,以及其他所有簡化了的假想模型都不夠精確,只能部分描述分子結構。事實上,分子就是電子云中的一團原子核,并通過相反的靜電力,與另外一團原子核進行著一場永不停止的“拔河游戲”,而且所有的組成部分都在不停地運動和重組?,F有的分子模型通常試圖將這樣一種處于動態的實體變為靜態,并且明確各個組分之間的關系,這種做法會顯示出分子的一些突出性質,但同時也會將其他信息忽略掉。

現在,科學家可以根據量子第一性原理(quantum firstprinciples),通過計算機模擬來計算分子的結構和性質——只要電子數量相對較少,就能獲得精確度很高的結果?!坝嬎慊瘜W可以極度現實化和復雜化,”馬克斯說。因此,計算機模擬越來越被看作是一種虛擬實驗,用來預測一個化學反應的過程。但是,一旦某個反應的模擬計算不再局限于幾十個電子,計算量就將變得巨大無比,即使最先進的計算機恐怕也無法勝任。因此,我們面臨的挑戰將會是能否放大模擬范圍,比如細胞中的復雜分子過程或某些復雜材料的分子結構。

3 環境如何影響人類基因?


世界化學10大未解之謎 你看不懂的一些化學方程式

對化學家而言,最讓人興奮、也最具挑戰性的是,基因表達的調控似乎涉及一些化學事件。這些事件發生在“中尺度”(mesoscale)水平上,主角是比原子和分子更大的分子復合體,涉及復合體之間的相互作用。染色質(chromatin)是由DNA和蛋白質組成的復合物,具有一種層級結構。DNA雙螺旋纏繞在一個個圓柱形的、由組蛋白(histones)構成的蛋白顆粒上,然后這些蛋白顆粒會聚集起來,形成更高級的結構。目前我們對這種結構還知之不多(請參見對頁插圖)。細胞活動極好地控制了這種組裝過程——一個基因以何種方式,被定位到染色質的哪個位置,也許就決定了它能否正常表達。

染色質在形成高級結構的過程中,DNA和組蛋白還會發生化學修飾。一些小分子會結合到DNA和組蛋白上,就像標簽一樣,告訴細胞里的分子機器該對基因采取何種措施:應該阻止還是放任基因的表達。這種“標記過程”叫做“表觀遺傳”(epigenetic)現象,因為該過程不會改變基因攜帶的遺傳信息。

現在比較清楚的是,在遺傳上,除了遺傳密碼里的關鍵信息,細胞還有一套完全不同的“化學語言”——這就是表觀遺傳。英國伯明翰大學的遺傳學家布萊恩·特納(Bryan Turner)說:“人類的很多疾病都與遺傳相關,包括癌癥在內,但是一種潛在的疾病最終是否發作,通常還要看環境因素能否通過表觀遺傳的方式起作用?!?/p>

4 大腦如何思考并形成記憶?


世界化學10大未解之謎 你看不懂的一些化學方程式

對記憶而言,抽象的原理與概念——比如一串電話號碼,或者是一段情感體驗——都會“印刻”在大腦里,持續不斷的化學信號形成了神經網絡的各種特定狀態,從而實現了這種“印刻”。那么,化學物質是如何創造出一段既持續又動態,還能夠被回憶、修改以及遺忘的記憶的呢?

我們日常的陳述性記憶往往是通過一種叫做“長時程增強”(long-termpotentiation,縮寫為LTP)的過程來編碼的,LTP與NMDA受體有關,并伴隨著神經元突觸形成部位的增大。隨著突觸的生長,它與相鄰神經元的連接也逐漸增強,具體表現就是到達突觸間隙的神經脈沖所引起的電壓升高。這一過程的生物化學機制在過去數年內業已闡明。其中涉及了神經細胞內的肌動蛋白纖維的形成,肌動蛋白作為細胞的一種基礎骨架成分,是決定細胞大小形狀的材料。如果用生化藥物阻礙新形成的纖維進一步穩固,在突觸發生的改變還沒有得到鞏固之前,這些纖維會在很短的時間內再次解散。

關于記憶是如何工作的,目前還存在著大片空白,需要很多化學方面的細節來填補。比方說,如何提取以前儲存的記憶?美國哥倫比亞大學的神經科學家、諾貝爾生理學或醫學獎得主埃里克·坎德爾(Eric Kandel)表示:“這是個深奧的問題,目前的分析剛剛起步?!?/p>

 1/3    1 2 3 下一頁 尾頁

相關文章

  • 世界上有鬼嗎幾大證據,科學無法研究
    世界上有鬼嗎幾大證據,科學無法研究
    世界上有沒有鬼魂呢?極力探尋“鬼魂”之謎!  盡管許多科學家都曾經說過,在這個世界上從來就沒有鬼神的存在,一切都是人們的心理在作怪??墒窃谄匠I钪杏龅降囊?..
  • 娃娃島怎么回事?一千個鬼娃娃遍布于島上
    娃娃島怎么回事?一千個鬼娃娃遍布于島上
      娃娃島,也稱作玩偶島,是一個極為詭異的地方。有近一千個鬼娃娃遍布于島上,關于鬼娃娃的傳說也傳的神乎其神。墨西哥娃娃島在一片森林深處,曾經有一個小女孩溺亡在這里,但其靈...
  • 特洛伊黃金寶藏下落之謎?
    特洛伊黃金寶藏下落之謎?
      古希臘盲詩人荷馬身后留下兩部史詩《伊利亞特》和《奧德賽》?!兑晾麃喬亍氛f的是特洛伊國王普里阿摩斯的小兒子帕里斯拐走了邁錫尼國王阿伽門農的弟弟墨涅拉俄斯之妻海...
  • 世界上真的有狼人嗎?盤點世界五大狼人事件
    世界上真的有狼人嗎?盤點世界五大狼人事件
    世界上真的有狼人嗎?狼人是西方民間傳說的一種神秘生物,一般談論起狼人都會和吸血鬼聯系在一起,狼人也被認為是吸血鬼的天敵,在月圓之夜就是狼人出沒的時分,具有攻擊性并且動作迅捷,下面是51區小編帶來的世界五大狼人事件一起往下看看吧。 ...
  • 北緯30度未解之謎,究竟是魔鬼還是災難?
    北緯30度未解之謎,究竟是魔鬼還是災難?
    北緯30度的未解之謎,北緯30度是魔鬼還是災難?雖然人類居住在地球已經上千年了,但是對于這個孕育生命的地方,我們還有太多的謎團無法解開。其中北緯30度附近就充斥著無數未解之謎...
  • 羅斯威爾事件未解之謎
    羅斯威爾事件未解之謎
    羅斯威爾事件是最為著名的ufo事件,盡管該事件發生在60多年以前但是至今仍為人所道,但只要說道外星人,51區,肯定會談到羅斯威爾事件。那么羅斯威爾事件究竟是怎么回事......
  • 為什么向日葵總是面朝太陽?
    為什么向日葵總是面朝太陽?
    在我們是生活的地球上,有著許多千奇百怪的植物,這些植物因為其獨特的而被世人所知。例如向日葵,向日葵幼小的花朵在一天綻放的時候總是朝向太陽,一旦成熟后就會停止朝向太陽,而只是朝向東方??茖W家為了找到產生這種現象的答案,而對向日葵進行研究。...
  • 未來100年世界末日的10種方式
    未來100年世界末日的10種方式
    關于世界末日的到來這一話題一直都在探討,那么世界是否究竟會在未來的某一天毀滅呢?其實,世界末日的到來也許是一種警示,隨著人類與大自然、科技等等相互影響的情況下,世界正在...
  • 世界上美人魚真的存在嗎?聲吶真的能殺死美人魚?
    世界上美人魚真的存在嗎?聲吶真的能殺死美人魚?
    美人魚真的存在嗎?千百年來,美人魚作為一個美麗的傳說,大家以為只是存在于童話或者是動畫片中的人物吧,現實中說有美人魚都不相信。上半身是人的身體,下半身的魚的尾巴,在《萬代歷史》中就有記載既然有相關的記載,為何沒人見到過美人魚的真身呢?這個世界上有沒有美人魚或許還只是一個不為人知的秘密,為了探尋真相,探秘志小編也在網上搜集了不少和美人魚相關的資料,下面探秘志小編就帶大家一起來看看。...
  • 時空旅行到底是真是假?穿越時空是否真實存在?
    時空旅行到底是真是假?穿越時空是否真實存在?
    時空旅行到底是真是假?穿越時空是否真實存在?不知道大家有沒有看過一部英國的長壽科幻片《Doctor Who》,翻譯成中文名就是超時空奇俠。這部劇講述了一個帶著藍色電話......
.

世界未解之謎

熱門文章

今日最新

秒速飞艇官网开奖直播