理论上来说,有没有可能计算出一个人体内有多少个原子或分子?详情如题\x09谢谢了,大神帮忙啊

Question

理论上来说,有没有可能计算出一个人体内有多少个原子或分子?
详情如题\x09谢谢了,大神帮忙啊

Answer 1

要大致计算有多少原子很容易,人体的元素构成比例大致为:氧 65 % 碳 18 % 氢 10 % 氮 3 % 钙 1.5 % 磷 1.0 % 剩下的微量元素影响比较小,就不算进去了,那么这些元素的平均原子量就是14.04,简单点就算作14吧,那就意味着人体平均每个原子质量是2.33e-26kg,对应于每千克体重有4.29e25个原子,这样算的话,一个体重70公斤的人就拥有7e27个原子.至于分子,其实非常难以确定,一方面,生物体内的大分子很难定义到底有几个,比如说,结合了水分子和脂质分子的蛋白算是一个分子还是几个分子,通过氢键结合到一起的DNA双链算是一个分子还是两个分子等等,无从去定义;另一方面生物体内无时不刻不在发生着化学变化,一个分子的RNA在零点零零几秒的时间里面就会水解成数千个单独的碱基,而这些碱基有的会又跟磷酸根离子结合成ATP等小分子,有的又会进一步分解成五碳糖和磷酸根离子等更小的分子.而这些化学反应即使从统计的角度也很难去准确计量,所以有多少个分子这个问题真的是无从回答啊,我只能给出一个非常模糊的答案,人体的生物大分子如DNA,人类有约30亿个碱基对,假如DNA双链算是一个分子的话,那么这个分子大概相当于2e12道尔顿,对应到质量就是3.34e-15kg,那么每千克纯粹的人体基因组DNA就有2.99e14个分子,人体最小的分子大概是水分子吧(氢离子什么的暂时不考虑),那么以水分子来计算,每千克水含有3.34e25个分子,然后我们分别取10000倍和10倍作为一个估算系数(根据各种分子的大致比例估算),那么人体每千克体重对应的分子应该在1e24~1e18个分子这个数量级范围中.