Question

9．如圖是米勒模擬原始地球條件的裝置，將裝置內抽真空后，從a泵入氣體于玻璃儀器內，再將B中水煮沸（130℃左右），使水蒸氣驅動混合氣體在玻璃管內流動，然后在A內火花放電8天8夜，經過b冷卻后，產物沉積在C中，請說明以下幾個問題
（1）從a泵入玻璃儀器內的氣體是甲烷、氨、氫等．
（2）A內兩電極通電是模擬模擬閃電．
（3）最后在U型管C內的產物是氨基酸等有機物，它是組成蛋白質的基本單位
（4）這個實驗表明原始大氣在原始地球條件下，無機物能形成簡單的有機物．

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：米勒通過實驗驗證了化學起源學說的第一步．在這個實驗中，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、甲烷和水蒸氣等“還原性大氣”．米勒先給燒瓶加熱，使水蒸氣在管中循環，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氣冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程（如圖）．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）從a泵入玻璃儀器內的氣體是甲烷、氨、氫 （或水蒸氣、氮）等“還原性大氣”，沒有的氧氣．
（2）A內兩電極通電是模擬實驗中火花放電的作用是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．
（3）圖中U型管C內的產物裝置里是反應后的產物（含有有機物）含有氨基酸等有機小分子物質，氨基酸是組成蛋白質的基本單位．
（4）米勒通過這個實驗證實了生命起源的第一步，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．
故答案為：（1）甲烷、氨、氫 （或水蒸氣、氮等）
（2）模擬閃電     
（3）氨基酸      
（4）原始大氣在原始地球條件下，無機物能形成簡單的有機物．

點評 此題考查了米勒的實驗過程及實驗結論：原始地球上盡管不能形成生命，但能產生構成生物體的有機物．