進階問題

  為何生命活動需要合適的溫度及水分 ?   生命的運作本質上便是化學反應。  溫度太低的話，化學分子沒足夠動能進行運動 ，分子間便沒足夠機會碰撞發生化學反應。 溫度太高的話，有機分子 ( 例如最重要的酶這些蛋白質 ) 便會被破壞 ，沒有酶的話，生物的化學反應也無法進行。 化學反應需要於流動的介質內，分子才能較容易發生碰撞。 沒有水的話，分子便沒有介質可供運動。 留意， 水分指的是液態的水 ，結冰的水分子無法讓分子自由移動。因此在很寒冷的地方，水分子已結冰的話，例如於極高的山上，或南北極位置，那些冰塊不可視為液態的水分，生物是無法於這些冰塊獲取水分的。至於空氣中，也因為極寒冷的原因，水分子皆已結冰，因此空氣中的相對濕度其實是很低的，極乾燥。 不過，生物處於極低溫或沒液態水的情況，生命的化學反應雖然已停止，但有些生物未必算作死亡的，當溫度上升時及水分充足時，有些生物會回復生命活動的。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 引申問題 : 1.       為何生物無法從極寒冷的冰塊中獲取水分 ? ( 加熱把冰塊融化獲取液態水不成嗎 ?) 2.       冰封後，如要保持不死的狀態的話，你覺得生物要先解決甚麼問題 ? ( 留意，現時地球上絶大部分生物無法解決這問題，祇有少數微生物才能處理。 ) 3.       為何氧氣不是生命出現的必需條件 ? ( 雖然現時地球上絶大多數是需要氧氣才能生存的。 ) 4.       如果於南北極的環境中生物無法從海水或冰塊中獲取水分的話，那這些生物 ( 例如北極熊 ) 是如何生存的 ? 牠們如何獲取水分 ?  

  氧氣不是生命的必要條件   雖然現在地球上絕大部分的生物皆需要吸入氧氣，進行呼吸作用，產生能量才能推動各項的生命活動。  但事實上，氧氣並不是生命的必要條件。對某些生物 ( 例如厭氧細菌 ) 而言，氧氣甚至會傷害這些生物。   生活於極端環境的厭氧細菌  為甚麼會這樣的 ? 遠古時候的地球，大氣中並沒有氧氣，生命的起源並不是先有氧氣才開始的。遠古的生物 ( 現時仍存在，最接近的便是生存於極端環境的古細菌類別 ) 進行的是缺氧呼吸，分解有機物，釋出能量來推動生命活動的。而事實上，氧氣本身也是強力的氧化劑，會加速許多化學反應的發生，使生命活動無法維持穩定的狀態，因此氧氣對這些生物而言是致命的。 直至某些古細菌基因出現突變，能處理氧氣帶來的問題 ( 註 ) ，氧氣才能為生物所用。事實上，配合使用氧氣，進行需氧呼吸，生物分解有機物時可釋出更多的能量，能推動更多的生命活動，自然更有利於不斷繁殖下去。 現時於地球上，絶大部分生物的生存已離不開氧氣，沒有氧氣供應的話，便無法維持足夠的生命活動。   註 : 生物體內同時也制造了或攝取不少抗氧化劑，抵消氧氣引致的過強氧化作用。人類進食的維生素 C 本身便具抗氧化作用。   相關問題 : 1.       地球上的氧氣是如何出現的 ? 2.       現存地球上，仍然祇進行缺氧呼吸的生物是生存於甚麼環境的 ?