《原子结构与性质》PPT课件

到底谁先出现，DNA（鸡） 还是蛋白质（蛋）？
生命起源于第一个能够自我
复制.的RNA分子。
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➢RNA起源说 RNA由核苷酸构成，可以在细胞中扮演多种角色 双螺旋结构 （类似与DNA） 单链折叠结构 （类似与蛋白质）
“我们可以设想一个RNA世界：在这个世界中只 存在能催化自身合成的RNA分子，当RNA催化核苷 酸合成新的RNA时，进化的第一步就启动了。”
宇宙元素分布：H、He、C、N、O、S、P、Fe
微观角度：He最稳定的元素核（α粒子）。
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二．原 子 结 构 1 ．近代（现代）原子学说 （1）道尔顿原子模型（1803年）
原子是组成物 质的基本的粒子, 它们是坚实的、不
可再分的实心球
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（2）汤姆生原子模型（1904年）
----“蛋糕葡萄干模型”
伽莫夫认为，宇宙最初是一个温度极高、密度极 大的由最基本粒子组成的“原始火球”。根据现代物 理学，这个火球必定迅速膨胀，它的演化过程好像一 次巨大的爆炸。由于迅速膨胀，宇宙密度和温度不断 降低，在这个过程中形成了一些化学元素（原子核）， 然后形成由原子、分子构成的气体物质。气体物质又 逐渐凝聚起星云，最后从星云中逐渐产生各种天体， 成为现在的宇宙。
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
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一．原子的诞生
1 ．对生命起源的思考 生命体是一个自给自足、能够进行达尔文式进化
的化学系统。 －－穆勒（1946年诺贝尔生理学或医学奖 ）
与NASA（ 美国 航空航天局）
“在某一时刻，一个非同寻常的分子偶然形成，我
们叫它复制因子。与周围的分子相比，它也许不算最
原子是一个平均分布着正电 荷的粒子,其中镶嵌着许多电子, 中和了正电荷,从而形成了中性原 子。
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卢瑟福α粒子 散射实验
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（3）卢瑟福原子模型(1911年） -----“核式结构模型”
在原子的中心 有一个带正电荷的 核，它的质量几乎 等于原子的全部质 量，电子随意绕核 运动。
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面临挑战：
①原子“塌陷” 估算： 1个直径为10-10m 原子，只需10-12s即可崩 溃 事实：自然界原子已安 然存在几亿年
②原子光谱
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牛顿发现太阳光是由一系列的单色光所组成的。他 将太阳光通过三角棱镜后照在墙上的七色图案，称之为 光谱。光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分 光后，按波长（或频率）的大小依次排列的图案。
大或最复杂，却具有一种非凡的能力，那就是自我复
制。”
－－理查德·道金斯（著名科学家 ）
. 《自私的基因》
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➢DNA起源说 “克里克立马冲进老鹰酒吧，告诉在场的每一个
人，我们揭开了生命之谜。” －－詹姆斯·沃森
DNA起源说的漏洞：
DNA由核苷酸组成，蛋白质 的基本单元则是氨基酸。
细胞需要的蛋白质又是根据 DNA携带的信息合成出来的。
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氢气放电管发射的光谱是线状光谱
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1913年，N. Bohr第一次认识到氢 原子光谱是氢原子的 电子跃迁产生的，并 通过纯粹的理论计算 得到氢原子光谱的谱 线波长，跟实验结果 几乎完全相同，科学 界为之震惊。
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➢核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，电 子在这些轨道上的运动不会辐射能量，称为定态。
哈勃定律：光 源越远的星体，离 我们而去的速度也 越快
宇宙在高速地膨胀着。 .
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既然宇宙在膨 胀，那么就可能有 一个膨胀的起点
宇宙间的物质 在过去的某一个时 刻是以一个无限高 的密度聚合成的一 个点（奇点）
天文学家勒梅
特认为，现在的宇
宙是由一个“原始
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原子”爆炸而成9的。
美国天文学家伽莫夫接受并发展了勒梅特的思想， 于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸学说。
－－沃尔特·吉尔伯特 （1980年诺贝尔化学奖得主）
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RNA先于DNA和蛋白质的证据： ——分子化石（远古时代留下的遗迹 ） 酶催化反应中辅助因子常会携带一个没有明显功能 的RNA核苷酸。 RNA起源说的漏洞：
第一个能够自我复 制的RNA的产生？
米勒的实验：
发现了氨基酸的存在。
选自《环球科学》2007年7月. 刊
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H 88.6% He 11.1%
最基本的元素、最原始的元素
最稳定的元素
生命的元素的分布情况：C、O、N、H、S占生物 体的95％以上，再加上Ca、P、Na、K、Cl、Mg、Fe 共占99.9％以上。此外生物体中还有一些微量元素，主 要有B、F、Si、Mn、Cu、I、Zn、Co、Mo等。
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➢小分子起源说 －－亚历山大·奥巴林（苏联生物化学家 ）
在一个局部区域，如果通过一个由能量驱动的反 应循环，区域的有序性不断提高，这个区域就被认为 是有生命的。
－－《大英百科全书》
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2 ．关于宇宙的起源 1 ．历史上若干宇宙起源说：
盖天说 浑天说 宣夜说. 地心说 日心说 7
哈勃（E．P．Hubble，1929）经过大量实 际观测发现，来自不同星系的光呈现某种系统性 的红移现象。
➢电子在不同的轨道上跃迁时，电子会吸收或辐射出能 量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。
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（4）玻尔原子模型(1913年）
现代原子结构学说----量子化模型
电子在原子 核外空间的具 有确定能量的 一定轨道上运 动。轨道能量 的变化是不连 续的。
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2 ．大爆炸理论的证据：
大爆炸理论的预言：宇宙中应该到处存在着 “原始火球”的“余热”，这种余热应表现为一 种四面八方都有的背景辐射。
1965年，科学家用射电望远镜发现了一种来 自天空各方向的微弱辐射。
根据数据推算出来的宇宙膨胀年龄，已从原 来的50亿年增到100－200亿年，这个年龄与天体 演化研究中所发现的最老的天体年龄是吻合的。
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宇 宙 的 创 造 过 程
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