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我们现在大气中的甲烷有多少是来自石油和天然气行业的？

我们现在大气中的甲烷有多少是来自石油和天然气行业的？

最佳答案目前为止世界所需的能源大多来自石油、天然气和煤，它们是由远古生物掩埋在地下深处经历几百万年演变而形成的．化石燃料储量有限，一个有效的途径是对这些资源进行深加工。该研究的主要作者、罗切斯特大学的研究人员Hmiel说：“这对气候变化来说既是坏消息，也是好消息。”这很糟糕，因为这意味着石油和天然气生产对温室气体预算的影响比科学家们所知道的更混乱、更大。

但Hmiel发现，这个结果令人鼓舞的原因几乎是相同的：更多的甲烷排放可以确定为人类活动，如石油和天然气开采，这意味着需要更多的控制，意味着决策者、企业和监管机构必须解决这个问题。Hmiel说：“如果我们把大气中的甲烷总量看作是一块馅饼，一块来自反刍动物，另一块来自湿地。我们过去认为这块非常大的部分是来自地质甲烷。所以我们说的是，化石燃料的这块比我们想象的要大，但我们可以对这部分的大小产生很大的影响，因为这是我们可以控制的。”

甲烷是一种温室效应极强的气体，其碳氢结构使其非常善于吸收热量。在20年的时间跨度内，大气中一个甲烷分子吸收热量的效果比一个二氧化碳分子大约强90倍，长期来看后者是导致未来地球变暖的最主要温室气体。在此之前，科学家们认为诸如火山和泥温泉等地质源头每年释放的甲烷占大气中甲烷的10%。不过，本周发表于《自然》杂志上的一项新研究表明，在如今的大气中，来自自然地质源头的甲烷比例要小得多。

实际上，研究人员说，大气中的大多数甲烷最有可能来自工业。总的来说，研究结果表明我们低估了化石燃料开采所产生的甲烷的影响，低估幅度高达40%。自工业革命以来，甲烷的大气浓度至少增加了150%。由于甲烷能产生极强的温室效应，空气中的甲烷越多，人类就越难以阻止地球气温飙升至超过全球气候目标的水平。

如何看待温室气体这把双刃剑

最佳答案温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮

(N2O)、甲烷(CH4)等是地球大气中主要的温室气体。温室气体类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。

为什么要减排温室气体？

面对温室气体，我们无须逃之夭夭。其实温室气体是影响气候的“双刃剑”。一方面它们使地球表面变得更暖，科学家研究表明：如果没有温室气体的保护，地球上的年平均气温将降低至-23℃，而正是因为它们的存在，我们才能在年平均气温14℃的地球上生活；另一方面，导致了全球变暖和极端气候事件频繁发生为特征的气候变化。由于人类活动排放了大量的温室气体，破坏了自然活动释放的温室气体在大气中的平衡，且短时期内不能恢复。最新数据显示，目前，人类活动产生的二氧化碳排放已达到历史峰值，2011年全球二氧化碳排放量是1850年的163倍。1850年，英国是全球最大的二氧化碳排放国，排放量几乎是第二大排放国美国的6倍。此外，前五大排放国还包括法国、德国和比利时。2011年，中国成为世界最大的排放国，美国、印度、俄罗斯和日本紧随其后。

减排目标是什么？

土地、海洋、矿产、能源等等固定的资源，均是引起战争的源头。唯有大气，全球共有，不能独自占有，不能封存。也正因为如此，大多数的国家在应对气候变化，减少温室气体排放的问题上达成共识。中国政府高度重视气候变化问题，坚持“共同但有区别的责任”。在国际上，已经于2009年在哥本哈根气候大会上承诺减排任务——到2020年单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放比2005年下降40~45%。在国内，相关工作也在紧锣密鼓地进行，如2011年国务院关于印发“十二五”控制温室气体排放工作方案的通知中明确指出，到2015年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2010年下降17%的目标。根据各个省的实际，《通知》中下达了相应的任务，其中广东省的减排任务最高，要求单位国内生产总值二氧化碳排放下降19.5%，其次是天津、上海、江苏、浙江，减排19%。在省级层面上，政府也积极相应。以江西省为例，2012年江西省人民政府关于印发江西省“十二五”控制温室气体排放实施方案的通知。2014年江西省发改委对各设区市人民政府进行单位国内生产总值二氧化碳排放降低目标评价考核。考核指标不仅包括我国在国际上承诺的单位地区生产总值二氧化碳排放年底降低目标，还包括“十二五”单位地区生产总值二氧化碳排放累积进度目标。

如何核算温室气体排放？

针对减排目标，国家、省、设区市、甚至每个企业首先要做的就是进行温室气体排放清单的编制，也就是温室气体排放量的计算。对于省级以下的工作人员面对该项工作，总是感觉疑云重重，总结起来主要是以下几个问题：为什么做？做什么？如何做？

省级、设区市、企业为什么要进行温室气体核算工作？这个固然很简单，我国政府在国际上承诺了减排目标，毋庸置疑温室气体减排工作的重要性。温室气体的减排必须是从源头抓起，需要逐级进行核算。

是不是所有的温室气体都需要计算？当然不是！京都议定书中控制的6种温室气体为：二氧化碳(CO)、甲烷(CH)、氧化亚氮(NO)

、氢氟碳化合物(HFCs) 、全氟碳化合物(PFCs) 、六氟化硫(SF6)。

温室气体排放清单如何编制？其实我国政府已经制订了科学的计算方法。通常来说温室气体排放清单是对一定区域内人类活动排放和吸收的温室气体信息的全面汇总。每一项的排放量通过简单的乘法运算即可获得，其中主要涉及活动水平数据与排放因子。活动水平数据：在特定时期内（一年）以及在界定地区内，产生温室气体排放或消除的认为活动量。如燃料燃烧值、水稻田面积、家畜动物数量等。排放因子：与活动水平数据相对应的系数，用于量化单位活动水平的温室气体排放量或清楚量，如、单位燃料燃烧的二氧化碳排放量、单位面积稻田甲烷排放量、每头牛肠道发酵甲烷排放量等。举例说明：计算江西省2010年水稻田甲烷排放量，首先收集双季早稻、双季晚稻和单季稻的种植面积；第二步，查阅江西省双季早稻、双季晚稻和单季稻的排放因子；第三步，进行乘法计算后汇总。

省级温室气体包括哪些方面？

根据国家涵盖能源活动、工业生产过程、农业、土地利用变化和林业、废弃物处理五个方面。能源活动主要包括化石燃料燃烧活动、生物质燃烧活动、煤炭开采和矿后活动逃逸排放、石油和天然气系统逃逸排放；工业生产过程主要包括水泥、石灰、钢铁、电石、己二酸、硝酸、铝、镁、电力设备生产和安装、半导体、一氯二氟、氢氟烃等；农业主要包括：动物肠道发酵甲烷、动物粪便管理氧化亚氮和甲烷、稻田甲烷、农业地氧化亚氮；土地利用变化和林业主要包括：森林转化排放、森林和其它木质生物质生物量碳储量变化；废弃物处理主要包括：生活垃圾填埋处理、生活污水处理和工业废水处理。

哪些企业需要进行温室气体排放核算工作？根据

2013年国家发展改革委办公厅关于印发首批10个行业企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）的通知。包括发电企业、电网企业、钢铁企业、化工生产企业、电解铝生产企业、镁冶炼企业、平板玻璃生产企业、水泥生产企业、陶瓷生产企业、民航企业。目前只有这10个行业的企业需要进行核算。

企业自行进行温室气体排放核算难不难？

同一行业里的不同企业，由于受到生产条件及企业管理的影响，同一个过程的温室气体排放量并不一致。但是科学家们通过大量的调研及试验，已经给出了每一个生产过程的供参考的排放因子。企业只需要收集各自的生产数据，利用已有的排放因子进行简单的乘法计算即可。

世界上第一个生物是怎么诞生的呢

最佳答案最早的生物是古细菌，诞生于极端原始环境。

古细菌（古核细胞），常生活于热泉水、缺氧湖底、盐水湖等极端环境中的细菌。具有一些独特的生化性质，如膜脂由醚键而不是酯键连接，其营养方式亦不同于常规生物，如硫氧化等。古核细胞遗传的信息量较小，是世界上最早的生物。

诞生：古菌是生存在极端环境中的。一些生存在极高的温度（经常100℃）下，比如间歇泉或者海底黑烟囱中。还有的生存在很冷的环境或者高盐、强酸或强碱性的水中。

后来发现古细菌分布其实很广泛，在温和环境和冷环境中也有它们的踪迹，如温带的土壤、食草动物的消化管和南极海岸水域。

扩展资料：

从RNA进化树上，古菌分为两类，泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)。另外未确定的两类分别由某些环境样品和2002年由Karl Stetter发现的奇特的物种纳古菌(Nanoarchaeum equitans)构成。

Woese认为细菌、古菌和真核生物各代表了一支具有简单遗传机制的远祖生物的后代。这个假说反映在了“古菌”的名称中（希腊语archae为“古代的”）。

随后他正式称这三支为三个域，各由几个界组成。这种分类后来非常流行，但远组生物这种思想本身并未被普遍接受。一些生物学家认为古菌和真核生物产生于特化的细菌。

古菌和真核生物的关系仍然是个重要问题。除掉上面所提到的相似性，很多其他遗传树也将二者并在一起。在一些树中真核生物离广古菌比离泉古菌更近，但生物膜化学的结论相反。

然而，在一些细菌，（如栖热袍菌）中发现了和古菌类似的基因，使这些关系变得复杂起来。一些人认为真核生物起源于一个古菌和细菌的融合，二者分别成为细胞核和细胞质。这解释了很多基因上的相似性，但在解释细胞结构上存在困难。

参考资料来源：百度百科-古细菌

什么是甲烷的性质、来源和利用？

最佳答案甲烷

甲烷是最简单的烃（碳氢化合物），化学式。在标准状态下甲烷是无色气体，密度是0.717克/升，极难溶于水。通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。它主要的来源有：有机废物的分解、天然源头（如沼泽）、化石燃料、动物（如牛）的消化过程、稻田之中的细菌、生物物质缺氧加热或燃烧等。

甲烷是一种可燃性气体，而且可以人工制造，所以，在石油用完之后，甲烷将会成为重要的能源。

首先，沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃性气体。沼气的用途广泛，首先可作为能源，用于人类的生产和生活；其次是帮助净化环境，用于处理城乡生活污水、垃圾和工农业废水、废物以及人畜粪便；再次是作为有机肥料，将沼发酵残余物用于农牧渔业生产；此外，还可从沼气及其发酵残余物制取很多化工产品。

太阳沼气池主要是靠收集太阳光的热量，来提高沼气池发酵温度，从而更好实现产气。下面是一种采用聚光凸透镜的太阳能沼气池。它是一种新型太阳能沼气池，包括发酵集料箱、复合凸透镜、防护罩、太阳能集热板、保温容器、电热转换器、温度传感器、保温控制器盒、快速发酵集料箱和支撑座。复合凸透镜由多个以曲面为基面的凸透镜组成，复合凸透镜上的多个凸透镜所集聚光线的焦点都在太阳能集热板 上，太阳能集热板位于保温容器的顶部，保温容器安装在快速发酵集料箱的上部，快速发酵集料箱上开设有与发酵集料箱连通的通气口 ，其通过支撑座安装在发酵集料箱内的上部。本实用新型能将太阳能热量聚集在沼气池中心部位，提供并控制甲烷菌等所需或最佳生存温度或繁殖温度，并将产气原料适当分类处置，保证有机物废物和沼气池充分使用。

寒地太阳能沼气装置

天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数。与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。目前人们的环保意识提高，世界需求干净能源的呼声高涨，各国政府也透过立法程序来传达这种意愿。天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上世界的石油危机，能源紧张加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心，因此，在还未发现真正的替代能源前，天然气需求量自然会增加。

（1）天然气发电。是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径。且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。

（2）天然气化工工业。天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。

（3）城市燃气事业。特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。

（4）压缩天然气汽车。以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。

天然气化工是以天然气为原料生产化学产品的工业，是燃料化工的组成部分。由于天然气与石油同属埋藏地下的烃类资源，有时且为共生矿藏，其加工工艺及产品相互有密切的关系，故也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包括天然气的净化分离、化学加工（所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烃的加工利用）。世界上约有50个国家不同程度地发展了天然气化工。天然气化工比较发达的国家有美国、俄罗斯、加拿大等。美国发展天然气化工最早，产品品种和产量目前仍居首位。消耗于化学工业的天然气，占该国化工行业所消耗原料和燃料总量的1/2。20世纪70年代中期前苏联调整了化学工业政策，加速发展天然气化工生产，在西伯利亚天然气产区新建生产装置，大规模应用于合成氨、甲醇和乙烯、二硫化碳。目前，其天然气化工产品产量仅次于美国。加拿大有丰富的天然气资源，用于合成氨、尿素、甲醇和乙烯的生产。

我国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气所占比例远远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长，提高天然气在能源结构中的比重和引进LNG，将对优化我国的能源结构，有效解决能源供应安全和生态环境保护，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。

随着天然气的普遍应用，天然气供应已经成为国家能源安全中越来越重要的组成部分。未来中国天然气需求增长将明显超过煤炭和石油。

与此同时，甲烷也是一种温室气体：其全球变暖潜能为22（即它的暖化能力比二氧化碳高22倍）。

北冰洋

世界八成甲烷的产生皆来自人为活动（主要是畜牧业）。在过去200年，地球大气中的甲烷浓度升了1倍多，由0.8毫克/千克上升至1.7毫克/千克。甲烷并非毒气；然而，其具有高度的易燃性，和空气混合时也可能造成爆炸。甲烷和氧化剂、卤素或部分含卤素之化合物接触会有极为猛烈地反应。甲烷同时也是一种窒息剂，在密闭空间内可能会取代氧气。若氧气被甲烷取代后含量低于19.5%时可能导致窒息。当有建筑物位于垃圾掩埋场附近时，甲烷可能会渗透入建筑物内部，让建筑物内的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建筑物在地下室设有特别的回复系统，会主动捕捉甲烷，并将之排出至建筑物外。

研究发现，气候变暖导致海洋释放出更多甲烷。

气候变暖不但表现为人类排放的温室气体增多，还会导致地球自身释放出更多的温室气体。据美国最新一期《地球物理通讯》杂志刊登的一篇英国国家海洋中心的研究报告显示，研究人员探测到北冰洋中存在大量甲烷，这证实了地球暖化导致海底释放大量甲烷的说法。他们担心，这些甲烷可能使得地球变暖问题更加恶化。

英国研究人员搭乘皇家科学考察船前往北极海域，利用声呐探测到从海底升起250多个甲烷气泡。经过分析他们发现，这块海域在过去30年中水温升高了1℃，导致海底的甲烷水合物分解出甲烷，并以气泡方式浮上海面。

甲烷水合物又称“可燃冰”，通常存在于海底高压稳定状态下。30年前，这些物质可在海面下360米深处稳定存在，而现在，它们要到400米下才能稳定存在。

研究人员担心，如果北极海域普遍出现这种现象，那么，每年将释放出数千吨甲烷。由于甲烷是一种温室气体，因此，这将会使得地球变暖的问题更加恶化。而且溶于海水中的甲烷会造成海水酸度增加，对海洋生态形成负面影响。

非常便宜的解决方案？普通粘土材料可能有助于抑制甲烷排放

最佳答案研究人员报告说，经过特殊处理，通常在猫砂中发现的称为沸石的矿物质可以有效地去除空气中的温室气体。

戴维·钱德勒 | 麻省理工学院新闻办公室 2022年1月10日

麻省理工学院的一组研究人员提出了一种控制甲烷排放并将其从空气中去除的有前途的方法，使用一种廉价而丰富的称为沸石的粘土。在这张图片中，沸石，被描绘成中间的复杂结构，吸收了通过它的甲烷。

甲烷是一种远比二氧化碳更强的温室气体，它在大气中存在的头二十年内就有显著的影响。最近在格拉斯哥举行的国际气候谈判中，减少甲烷排放被认为是迅速遏制全球气候变化的主要优先事项。

现在，麻省理工学院的一组研究人员提出了一种控制甲烷排放并将其从空气中去除的有前途的方法，使用一种廉价而丰富的称为沸石的粘土。这些发现发表在杂志上 ACS环境联盟 博士研究生丽贝卡·布莱奈斯、副教授德西蕾·普拉塔和另外两人在一篇论文中写道。

Plata说，尽管许多人将大气中的甲烷与石油和天然气的钻探和压裂联系在一起，但这些来源仅占全球甲烷排放量的18%。绝大多数排放的甲烷来自刀耕火种的农业、奶牛养殖、煤炭和矿石开采、湿地和融化的永久冻土。“大量进入大气的甲烷来自分散的源头，所以我们开始考虑如何从大气中提取甲烷，”她说。

研究人员找到的答案是非常便宜的东西——事实上，是一种特殊的“泥土”，或粘土。他们使用沸石粘土，这种材料非常便宜，目前被用来制作猫砂。研究小组发现，用少量铜处理沸石，可以使这种材料非常有效地吸收空气中的甲烷，即使浓度极低。

这个系统在概念上很简单，尽管在工程细节上还有很多工作要做。在他们的实验室测试中，铜增强沸石材料的微小颗粒，类似于猫砂，被装入一个反应管，然后随着甲烷浓度从百万分之二到百分之二的气体流流经该管，从外部加热。这个范围涵盖了大气中可能存在的一切，低至不能直接燃烧或燃烧的亚可燃水平。

普拉塔说，与其他从空气中去除甲烷的方法相比，这种方法有几个优点。其他方法倾向于使用昂贵的催化剂，例如铂或钯，需要至少600摄氏度的高温，并且倾向于需要在富含甲烷和富含氧气的流之间进行复杂的循环，这使得装置更加复杂并且更加危险，因为甲烷和氧气本身以及组合起来是高度可燃的。

“他们运行这些反应堆的600度的温度使得在甲烷周围几乎是危险的，”以及纯氧，Brenneis说。“他们只是通过制造一种即将发生爆炸的情况来解决问题。”高工作温度还会引起其他工程问题。不足为奇的是，这种系统并没有多大用处。

至于新工艺，“我想我们仍然对它的效果感到惊讶，”普拉塔说，他是吉尔伯特·w·温斯洛土木与环境工程副教授。这一过程似乎在300摄氏度左右达到最高效率，这比其他甲烷捕获过程需要的加热能量要少得多。它还可以在比其他方法更低的甲烷浓度下工作，即使是1%的小部分，大多数方法都无法去除，而且是在空气中而不是纯氧中，这是现实世界部署的一个主要优势。

该方法将甲烷转化为二氧化碳。鉴于全世界都在努力减少二氧化碳排放，这听起来可能是件坏事。“很多人听到‘二氧化碳’就会恐慌；他们说‘那不好’，”普拉塔说。但她指出，二氧化碳在大气中的影响远不如甲烷，甲烷作为温室气体在最初20年的影响约为80倍，在第一个世纪的影响约为25倍。这种效应源于甲烷在大气中随着时间的推移会自然转化为二氧化碳。她说，通过加速这一过程，这种方法将大大减少短期气候影响。此外，即使将大气中一半的甲烷转化为二氧化碳，后者的水平也只会增加不到百万分之一(约为今天大气中二氧化碳的0.2%)，同时减少约16%的总辐射变暖。

研究小组总结说，这种系统的理想位置应该是甲烷来源相对集中的地方，比如牛奶场和煤矿。这些来源往往已经有强大的空气处理系统，因为甲烷的积累可能是一个火灾， 健康 和爆炸的危险。为了克服突出的工程细节，该团队刚刚获得了美国能源部200万美元的资助，以继续开发在这些类型的位置去除甲烷的特定设备。

“开采空气的主要优势是我们可以移动大量的空气，”她说。“你必须吸入新鲜空气，让矿工能够呼吸，并降低富含甲烷的气穴引发爆炸的风险。因此，矿井中流动的空气量是巨大的。”她说，甲烷的浓度太低，无法点燃，但它在催化剂的最佳点。

将该技术应用于特定站点应该相对简单。Plata说，该团队在测试中使用的实验室设置“只有几个组件，你放在牛棚中的技术也可能非常简单”。然而，大量的气体并不容易通过粘土，因此下一阶段的研究将集中在如何以多尺度、多层次的配置来构造粘土材料，以帮助空气流动。

斯坦福大学地球系统科学教授罗布·杰克逊(Rob Jackson)没有参与这项工作，他说:“我们需要新的技术来氧化甲烷，其浓度低于火炬和热氧化器中使用的浓度。”。“目前还没有一种经济有效的技术来氧化浓度低于百万分之2，000的甲烷。”

杰克逊补充道:“对于这项工作以及所有类似的工作，还有许多问题需要解决:催化剂在野外条件下会多快结垢？我们能得到更接近环境条件的所需温度吗？当处理大量空气时，这些技术的可扩展性如何？”

这种新系统的一个潜在的主要优势是所涉及的化学过程会释放热量。通过催化氧化甲烷，该过程实际上是一种无焰燃烧。如果甲烷浓度高于0.5%，释放的热量大于启动过程所需的热量，这些热量可以用来发电。

该团队的计算表明，“在煤矿，你可以潜在地产生足够的热量来发电，这是非常了不起的，因为这意味着该设备可以收回成本，”Plata说。“大多数空气捕捉解决方案成本很高，而且永远不会盈利。我们的技术可能有一天会成为反例。”

她说，利用新的拨款，“在接下来的18个月里，我们的目标是证明这一概念可以在野外工作，”那里的条件可能比实验室更具挑战性。最终，他们希望能够制造出与现有空气处理系统兼容的设备，并且可以简单地作为一个额外的部件添加到适当的位置。普拉塔说:“煤矿应用程序意味着三年后你可以交给商业建筑商或用户。”

除了Plata和Brenneis，该团队还包括耶鲁大学博士生和前麻省理工学院博士后史。这项工作得到了格斯特纳慈善机构、先锋慈善信托基金、贝蒂·摩尔发明家研究员计划和麻省理工学院研究支持委员会的支持。

地球上第一个生命体是怎样诞生的?

最佳答案生命的起源

地球在宇宙中形成以后，开始是没有生命的。经过了一段漫长的化学演化，就是说大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源（如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等）的作用下，合成有机分子（如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等）。这些有机分子进一步合成，变成生物单体（如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等）。这些生物单体进一步聚合作用变成生物聚合物。如蛋白质、多糖、核酸等。这一段过程叫做化学演化。蛋白质出现后，最简单的生命也随着诞生了。这是发生在距今大约36亿多年前的一件大事。从此，地球上就开始有生命了。生命与非生命物质的最基本区别是：它能从环境中吸收自己生活过程中所需要的物质，排放出自己生活过程中不需要的物质。这种过程叫做新陈代谢，这是第一个区别。第二个区别是能繁殖后代。任何有生命的个体，不管他们的繁殖形式有如何的不同，他们都具有繁殖新个体的本领。第三个区别是有遗传的能力。能把上一代生命个体的特性传递给下一代，使下一代的新个体能够与上一代个体具有相同或者大致相同的特性。这个大致相同的现象最有意义，最值得我们注意。因为这说明它多少有一点与上一代不一样的特点，这种与上一代不一样的特点叫变异。这种变异的特性如果能够适应环境而生存，它就会一代又一代地把这种变异的特性加强并成为新个体所固有的特征。生物体不断地变异，不断地遗传，年长月久，周而复始，具有新特征的新个体也就不断地出现，使生物体不断地由简单变复杂，构成了生物体的系统演化。

地球上早期生命的形态与特性。地球上最早的生命形态很简单，一个细胞就是一个个体，它没有细胞核，我们叫它为原核生物。它是靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的，这种生活方式我们叫做异养。当时它们的生活环境是缺乏氧气的，这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。因此最早的原核生物是异养厌氧的。它的形态最初是圆球形，后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状，等等。从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。蓝藻的发生与发展，加速了地球上氧气含量的增加，从20多亿年前开始，不仅水中氧气含量已经很多，而且大气中氧气的含量也已经不少。细胞核的出现，是生物界演化过程中的重大事件。原核植物经过15亿多年的演变，原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后，外面包裹了一层膜，这层膜叫做核膜。细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。细胞里面的细胞核就是这样形成的。有细胞核的生物我们把它称为真核生物。从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二，而且里面的细胞核也要一分为二。真核生物（那时还没有动物，可以说实际上也只是真核植物）大约出现在20亿年前。性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件，因为性别促进了生物的优生，加速生物向更复杂的方向发展。因此真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工，植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能，成了固着的器官，也就是现代藻类植物固着器的由来。从此以后开始出现器官分化，不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。由此可见，细胞核和性别出现以后，大大地加速了生物本身形态和功能的发展。

生命的起源

关于生命起源的问题，很早就有各种不同的解释。近几十年来，人们根据现代自然科学的新成 就，对于生命起源的问题进行了综合研究，取得了很大的进展。

根据科学的推算，地球从诞生到现在，大约有46亿年的历史。早期的地球是炽热的，地球上的一切元素都呈气体状态，那时候是绝对不会有生命存在的。最初的生命是在地球温度下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。目前，这种关于生命起源是通过化学进化过程的说法已经为广大学者所承认，并认为这个化学进化过程可以分为下列四个阶段。

从无机小分子物质生成有机小分子物质 根据推测，生命起源的化学进化过程是在原始地球条件下开始进行的。当时，地球表面温度已经降低，但内部温度仍然很高，火山活动极为频繁，从火山内部喷出的气体，形成了原始大气(下图)。一般认为，原始大气的主要成分有甲烷（CH4）、氨 原始地球的想象图

(左)原始大气(右)有机物形成

（NH3）、水蒸气（H2O）、氢（H2），此外还有硫化氢（H2S）和氰化氢（HCN）。这些气体在大自然不断产生的宇宙射线、紫外线、闪电等的作用下，就可能自然合成氨基酸、核苷酸、单糖等一系列比较简单的有机小分子物质。后来，地球的温度进一步降低，这些有机小分子物质又随着雨水，流经湖泊和河流，最后汇集在原始海洋中。

关于这方面的推测，已经得到了科学实验的证实。1935年，美国学者米勒等人，设计了一套密闭装置(下图)。他们将装置内的空气抽出，然后模拟原始地球上的大气成分，通入甲烷、氨、氢、水 米勒实验的装置

蒸气等气体，并模拟原始地球条件下的闪电，连续进行火花放电。最后，在U型管内检验出有氨基酸生成。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，因此，探索氨基酸在地球上的产生是有重要意义的。

此外，还有一些学者模拟原始地球的大气成分，在实验室里制成了另一些有机物，如嘌识、嘧啶、核糖，脱氧核糖，脂肪酸等。这些研究表明：在生命的起源中，从无机物合成有机物的化学过程，是完全可能的。

从有机小分子物质形成的有机高分子物质 蛋白质、核酸等有机高分子物质，是怎样在原始地球条件下形成的呢？有些学者认为，在原始海洋中，氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，经过长期积累，相互作用，在适当条件下（如吸附在粘土上），通过缩合作用或聚合作用，就形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

现在，已经有人模拟原始地球的条件，制造出了类似蛋白质和核酸的物质。虽然这些物质与现在的蛋白质和核酸相比，还有一定差别 ，并且原始地球上的蛋白质和核酸的形成过程是否如此，还不能肯定，但是，这已经为人们研究生命的起源提供了一些线索；在原始地球条件下，产生这些有机高分子的物质是可能的。

从有机高分子物质组成多分子体系 根据推测，蛋白质和核酸等有机高分子物质，在海洋里越积越多，浓度不断增加，由于种种原因（如水分的蒸发，粘土的吸附作用），这些有机高分子物质经过浓缩而分离出来，它们相互作用，凝聚成小滴。这些小滴漂浮在原始海洋中，外面包有最原始的界膜，与周围的原始海洋环境分隔开，从而构成一个独立的体系，即多分子体系。这种多分子体系已经能够与外界环境进行原始的物质交换活动了。

从多分子体系演变为原始生命 从多分子体系演变为原始生命，过是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段，它直接涉及到原始生命的发生。目前，人们还不能在实验室里验证这一过程。不过，我们可以推测，有些多分子体系经过长期不断地演变，特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用，终于形成具有原始新陈代谢作用和能够进行繁殖的原始生命。以后，由生命起源的化学进化阶段进入到生命出现之后的生物进化阶段。

关于生命起源的化学进化过程的研究，虽然进行了大量的模拟实验，但是绝大多数实验只是集中在第一阶段，有些阶段还仅仅限于假说和推测。因此，在对于生命起源，问题还必须继续进行研究和探讨。

蛋白质和核酸是生物体内最重要的物质。没有蛋白质和核酸，就没有生命。1965年，我国科学工作者人工合成了结晶牛胰岛素（一种含有51个氨基酸的蛋白质）。1981年，我国科学工作者又用人工的方法合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸（核糖核酸的一种）。这些工作反映了我国在探索生命起源问题上的重大成就

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