為什麼宇宙中生命的形式多以螺旋狀存在?花、星系、DNA?

頭頂的蒜?

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熱心網友回答 (3)

  • 消亡

    2019-08-11 10:32

    謝謝@愛問問 邀請。

    這個問題可能是看到目前畫的DNA基因形狀而產生的,可見提問者觀察細緻,求知若渴。

    推而廣之,我們看到的銀河系旋臂,目前狂妄自大的人認為已經基本看到了銀河系全貌,這完全是自欺欺人,掩耳盜鈴,和自我吹捧。只要有一點科學頭腦,都知道人類目前了解到的銀河系,只不過是銀河系的很少一部分,根本不代表銀河系的基本情況,認識銀河系,還有很遠的路。

    不過銀河系彎曲的結構大致是真的,而我們的太陽系在銀河系裡運行,今天也可以描述為螺旋式的,但這不能說明宇宙中的物質存在螺旋結構。

    宇宙中物質肯定存在一定條件下的形狀,比如汪洋大海里,就存在著洋流,空氣中也存在著季風。而人體裡不僅有觸手可得的血管和神經,更有不可見的經絡。

    以上事例都說明物質中存在著內部調節的通道。

    為什麼物質內部存在著內部調節的通道,這是由物質三大層次決定的。

    物質演化遵循著由低層次到高層次逐級演變的本性,既暫時得不到靜質量的渺觀物質生成電子質子等正反基本粒子在內的微觀物質,而微觀物質不同形式的結合再誕生以原子為最小個體的宏觀物質。

    而高層次的物質衰老則會釋放出來低層次的物質,比如原子能釋放出來電子、質子等微觀物質,更是大量的釋放出來光和熱在內的渺觀物質。

    可見物質內部不是死物,也需要不斷吸收必須原料。更需要補充原料和淘汰的物質有專屬通道,所以宏觀物質世界裡,肯定存在綠色通道。

    所以這個問題的答案是,不是物質必然存在螺旋結構,而是物質為了適應確保自己的內在交通。銀河系的旋臂之都是物質內外交流的必然通道。

  • 用戶福娃

    2019-08-12 16:32

    從小到肉眼看不見的DNA、病毒,大到人類無法企及的星雲、星系,螺旋狀結構廣泛存在於宇宙空間。除了上述例子外,還有如螺絲殼、蜘蛛網、向日葵、氣流和水流漩渦等等。

    https://i1.ask543.net/uploads/39/bd/9/174f40007eaf59c7ee002.jpg

    宇宙中為什麼會廣泛存在螺旋狀結構?我們不得不了解下螺旋結構的幾個突出特性。

    https://i1.ask543.net/uploads/6f/9b/9/2b2860000647570bd91eb.jpg

    1、空間利用率

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    在有限空間內,螺旋結構可以最小占據使用空間,而最佳保持有序的形態結構。

    像DNA的信息存儲,核心要素在於4種鹼基對的排列順序,因而保持結構有序至關重要。

    以人體DNA為例,最大的1號染色體展開長度達近0.7米;如果將一個細胞中所有染色體連接展開,長度達10米。而人體細胞直徑,平均才10~20微米。

    星系也滿足類似規律,銀河系就有螺旋狀的四條大旋臂和兩條小旋臂。天體間的萬有引力與距離平方成反比,在中央黑洞引力有效範圍內,螺旋結構可以更密集排布天體數量。

    2、結構穩定性

    除了空間利用率,螺旋結構的另一個特性是結構穩定性高。

    何為結構穩定性?結構穩定性,是指在負載作用下維持平衡的能力。

    螺旋結構具有較大的彈性形變能力,外界能量作用在螺旋結構體時,首先會轉化成彈性勢能而被稀釋。剩餘能量產生的應力就可能不足以對抗固有強度,這有助於保護物質本身的結構。如彈簧、尼龍繩、鋼絲繩等,此類原理在生活中的應用比比皆是。

    3、能量最小化

    自然界中,是什麼因素導致螺旋結構的廣泛存在呢?這就涉及到宇宙的基礎構成之一——能量。

    2005年,《國際先驅導報》就曾報道一項發表在《科學》雜誌上的探究實驗:賓州大學物理學家將可任意變形的管子,放入盛裝有很多小的球形物體混合物容器中,反覆實驗結果為軟管多以U字型存在。

    專家分析實驗要點:在對於有限長度軟管出現的U字型,在幾何學中對應的就是螺旋結構。而軟管之所以會U字型,是因為出現這種形態所需要的能量最少。

    螺旋結構自身需要的能量最少,從能量獲得去角度看,意味著這一形態結構越容易形成;而從另一個角度看,則表明其釋放的能量得以最大化。這在我們現有的知識領域,幾乎可以解釋所有天文及自然現象。

  • 108074819509

    2019-08-11 17:08

    宇宙中生命的存在是蛋白質和DNA,不管是病毒,還是動植物都是DNA和蛋白質的生命表現出來的性狀,為什麼核酸和蛋白質它們都是螺旋狀的結構呢?

    https://i1.ask543.net/uploads/34/7c/2/tos.jpg

    1 我們知道了蛋白質是由胺基酸組成,組成蛋白質的二十種胺基酸都是α阿爾法胺基酸,由於碳原子自由旋轉,α-胺基酸的立體構型主要是L型,胺基酸組成的肽單位是平面構型,這樣就形成了結構是螺旋,即α螺旋結構最穩定。

    https://i1.ask543.net/uploads/34/7c/2/tos.jpg

    2 根據立體化學接觸距離標準原則,當α-C原子連接的肽單位取一定的角度時,它的能量最有利,結構構象也最穩定,根據范德華半徑處理非鍵合原子的相互作用,就可以得出一系列允許存在的最小接觸距離,允許連接的肽單位是最穩定的,否則不會允許。

    https://i1.ask543.net/uploads/34/7c/2/tos.jpg

    3 DNA分子是雙螺旋結構,它是根據X-衍射分析得到的,兩條鏈圍繞同一軸盤旋,兩條鏈是反向∥平行,兩條鏈都是右旋的,,鹼基排列組合在中間,形成鹼基配對原則,儲存遺傳信息,這是大自然的傑作,它誕生了生命。

    4 大自然也有一些其它構型,如蛋白質β貝塔摺疊構型,β-胺基酸,其它DNA構型,表現出來生物的多樣性和生物化學的複雜性。