Question

17．美國學者米勒等人設計了如圖所示的實驗裝置．實驗中他們首先把水加入B中，將實驗裝置抽成真空，在A內加入某些氣體成分，然后把B內的水煮沸產生水蒸氣，D處鎢電極連續(xù)火花放電七晝夜．待氣體經冷卻后，產物沉淀在C處U型管內．請分析回答以下問題：
（1）米勒等人在A處泵入玻璃儀器內的氣體成分可能有甲烷、氨氣、氫、水蒸氣，模擬的是原始大氣；兩電極火花放電模擬的是原始地球條件下的閃電；B、C中的液體相當于原始海洋；最后在C處的產物有有機物或氨基酸、核酸等有機小分子物質．
（2）裝置中的冷凝裝置模擬了降雨過程．這個實驗說明，在生命起源中：從無機物到有機小分子物質的化學進化過程是完全可能的．

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?yōu)樵�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(huán)，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(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)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(xù)不斷的實驗和循環(huán)之后．米勒分析其化學成分時發(fā)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）A裝置里的氣體相當于原始大氣，有氫氣、氨氣、甲烷等，與現在大氣成分的主要區(qū)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，B內的液體模擬原始海洋．最后在C處的產物有生成有機物或氨基酸、核酸．
（2）冷凝管使反應后的氣體和水蒸氣冷卻形成液體，這是模擬降雨過程．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，即從無機物到有機小分子物質，在原始地球的條件下是完全可能實現的．
故答案為：（1）甲烷、氨氣、氫、水蒸氣；閃電；有原始海洋；機物或氨基酸、核酸
（2）降雨過程；從無機物到有機小分子物質．

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．