Question

4．如圖為一位美國學者設計的一個模擬原始地球生命起源的實驗裝置．請回答：
（1）這一實驗裝置是美國科學家米勒設計的．
（2）A裝置里的氣體相當于原始大氣，與現在的大氣成分相比，其主要區別不含氧氣，在A處，正負電極進行火花放電，是模擬原始地球條件下的閃電．
（3）圖中B裝置里的液體相當于原始海洋，實驗后在C處收集到的有物質主要成分是氨基酸．
（4）此實驗說明：在一定的條件下，原始大氣中的各種能夠轉變為有機小分子．

Answer 1

分析 在眾多的生命起源學說中，其中化學起源說是被廣大學者普遍接受的生命起源假說．這一假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的．化學起源說將生命的起源分為四個階段：第一個階段，從無機小分子生成有機小分子的階段；第二個階段，從有機小分子物質生成生物大分子物質；第三個階段，從生物大分子物質組成多分子體系；第四個階段，有機多分子體系演變為原始生命．米勒等人所做的實驗是為了證明該學說的第一步．

解答 解：如圖，在米勒的模擬實驗，一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋，其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等“還原性大氣”．米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環，接著他通過兩個電極放電產生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應后的產物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程．經過一周持續不斷的實驗和循環之后．米勒分析其化學成分時發現，其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物，同時還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位．米勒的實驗試圖向人們證實，生命起源的第一步，從無機小分子物質形成有機小分子物質，在原始地球的條件下是完全可能實現的．
（1）如圖是米勒實驗的裝置，米勒是美國青年學者．
（2）A里的氣體相當于原始大氣，有水蒸氣、氨氣、甲烷等，與現在大氣成分的主要區別是無氧氣．正負極接通進行火花放電是模擬自然界的閃電．這主要是為該實驗提供了條件．
（3）B裝置處為取樣活塞，若取樣鑒定，可檢驗到其中含有氨基酸等有機小分子物質，共生成20種有機物，其中11種氨基酸中有4種（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白質所含有的．此裝置是模擬原始地球條件下的原始海洋．
（4）米勒的實驗試圖向人們證實，在生命起源的化學進化過程中，生命起源的第一步，即從無機物形成有機小分子物質，在原始地球的條件下是完全可能實現的．米勒的模擬實驗開創了生命起源研究的新途徑．
故答案為：（1）米勒；      
（2）原始大氣；氧氣；閃電； 
（3）原始海洋；
（4）有機小分子．

點評 米勒的實驗及結論的內容在考試中經常考到，要注意理解和掌握，可結合米勒的實驗裝置圖，來幫助理解和記憶．