磷酸在生物体内有哪些作用?有何优势?

发布网友 发布时间：2022-05-24 23:57

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热心网友 时间：2023-11-15 22:35

假如磷可以被X替代。A只用磷，一个假想的子代C只用X。那么一定存在一个中间类型的“物种”B，既可以使用磷，也可以使用X，对两者不加区分。A可以变异成B，B可以变异成A或C，C可以变异回B。所有的变异概率都极低，远低于挂掉的概率，因为可以想象新功能的诞生是非常困难的。那么群体总数就要足够大生活了足够长的时间，才可能有朝一日产生一个B。同时这也说明，这个地方并不会缺磷缺到活不下去。一旦有朝一日产生了一个B，那么它不会断子绝孙的概率是其中r=A的适应度/B的适应度。（Moran process - Wikipedia）只有r>=1的时候，才有可能。但是A还有可能突变成A'，A'比A更爱用磷，而且用得更好，更讨厌X，那么A'的适应度一定更高。可以想像，对一个产品的优化，比开发一个新产品容易多了。所以当第一个B出现的时候，一定有许许多多的A'，A''，A'''…存在于群体之中了，而在B出现之后，也会有新的变种不断涌现。那么B不但要和A竞争，还要和这些其他的变种竞争。那么B不会断子绝孙的必要条件就会被更改为：B的适应度>=max{A的适应度，A'的适应度，A''的适应度，……}换句话说，如果所有使用磷的“物种”能获得的适应度有一个极限，B的适应度必须不低于这个极限。否则B就会断子绝孙，C也就无从谈起了。如果X没有充分得优于磷，只是能够实现相似的功能活性，或者甚至还不如磷，那么在一个磷足够生存的地方，这个条件的达成需要X与磷的浓度比充分大，而这极可能会导致极高的胁迫，使得物种无法生存，而形成矛盾。

热心网友 时间：2023-11-15 22:35

综合ac两个特征，我们可以推断出，如果想替代磷酸基团，那么必须是形如X(OH)3的一种酸，才能既形成二酯键构建遗传分子聚合物的同时，又能够使遗传分子带电负性。对于磷酸，X=PO。其实除了磷酸之外，硫酸、硼酸、甚至碳酸这些常见的酸，都可以进行酯化反应，但是这几种酸都不符合X(OH)3，而且大多数的二酯在水溶液环境中都不太稳定。其中硫酸酯化可能是生物体中最常见的。硫酸和糖形成酯的例子数不胜数，和脑硫脂也是硫酸修饰半乳糖脂得到的。硫酸酯化酪氨酸也是常见的蛋白质翻译后修饰之一。硫酸酯也像磷酸酯一样可以水解供能。但硫酸二酯是电中性的，而且非常不稳定。另外硫酸酯对于蛋白的修饰也与磷酸不同，它是总带负电的，除非pH降到2以下，因此其功能也会于磷酸酯修饰有所差异。

热心网友 时间：2023-11-15 22:36

所有有关生物的一切，都是历史演化（包括进化过程）的结果，所以，进化中有两个最常见的现象，是和你的直觉截然相反的：进化的结果并不完美高效，只要凑活能用就可能会止步不前。这是受限于突变的速度和选择强度之间的关系。（如果你以后上了大学可能就会知道这种情况叫做陷入局部最优）。进化几乎很少有什么必然的道路，往往只是某个祖先走了狗屎运，子子孙孙无穷匮而已。当然，进化也不能说完全是靠历史的进程，个体的奋斗也是非常重要的，因此有这样一个符合你直觉，也是教科书、科普文教的最多的结论:当前适应度更高的“物种”在未来一段时间中有更高的概率延续下去。一个更耳熟能详的名字叫“自然选择”。在诸多理论研究中，“适应度”，往往也就是基于子代数目或在更大群体中所占比例的数学期望进行合理定义的。而适应度由什么决定呢？由环境对生命体运行机制（包括遗传、生理状态等等）的作用而决定。从四川拉出一对大熊猫扔在一个没有竹子的世界，适应度就是0。要注意两点：适应度不是一成不变的，因为环境是在改变的； 选择能够控制的仅仅是概率。自然选择对于当下什么是可能的，什么是不可能的，有很好的约束，但对于各种可能性的实际频率不存在决定性的控制。这三点搞清楚之后，我们就可以回到题目：为什么磷酸存在于所有的生命形式里？道理其实很简单，所有现存生命的共同祖先使用了磷酸，而没有使用磷酸的早期“生命形式”没有留下后代或者后代都挂掉了（应用结论2）。为了保证这个说法是合理的，还需要再进一步探讨两个问题：那么为什么后来的生命形式中，没有任何一种生物把磷酸完全替换掉呢？因为替换磷酸所需要的改变太大，一般的变异难以逾越。磷酸已经很好了，几乎不可能被替代。