Question

4．米勒的模擬實驗開創(chuàng)了生命起源研究的新途徑．請參照如圖對他的實驗進行總結(jié)．
（1）向裝置內(nèi)輸入的氣體主要是氨、氫、硫化氫、甲烷、二氧化碳等；　　    
（2）火花放電的作用是為原始大氣相互反應(yīng)合成有機物提供能量；
（3）米勒在實驗中搜集到的證據(jù)是容器中產(chǎn)生了原先不存在的各種氨基酸等有機小分子；
（4）米勒的實驗結(jié)果說明了在原始地球的條件下從無機小分子物質(zhì)形成有機小分子物質(zhì)，是完全可能的．
（5）模擬實驗是一種驗證假說的方法，為什么這種驗證方法有局限性？模擬實驗本身就是一種模擬過程，實驗內(nèi)容、實驗條件、實驗步驟等都已規(guī)定，所以這種驗證方法有局限性．

Answer 1

分析 有關(guān)生命起源的學(xué)說有很多，其中化學(xué)起源說是被廣大學(xué)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(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復(fù)雜的化學(xué)過程，一步一步地演變而成的．化學(xué)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(zhì)生成生物大分子物質(zhì)；第三個階段，從生物大分子物質(zhì)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�?/p>

解答 解：米勒通過實驗驗證了化學(xué)起源學(xué)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(chǎn)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(xué)反應(yīng)，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)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(jīng)過一周持續(xù)不斷的實驗和循環(huán)之后．米勒分析其化學(xué)成分時發(fā)現(xiàn)，其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內(nèi)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(zhì)形成有機小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實現(xiàn)的．
（1）米勒在裝置中泵入了甲烷、氨、氫、水蒸氣等氣體．用來模擬原始大氣的成分和原始地球的條件．與現(xiàn)在的大氣成分比，原始大氣沒有氧氣．
（2）米勒通過兩個電極放電產(chǎn)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(xué)反應(yīng)．這主要是為該實驗提供能量．
（3）此實驗結(jié)果：積聚在儀器底部的溶液中共有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(zhì)所含有的．即：容器中產(chǎn)生了原先不存在的各種氨基酸等有機小分子．
（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(zhì)形成有機小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實現(xiàn)的．
（5）實驗是在人為控制研究對象的條件下進行的觀察．在難以直接拿研究對象做實驗時，有時用模型來做實驗，或者模仿實驗的某些條件進行實驗，叫模擬實驗．模擬實驗本身就是一種模擬過程，實驗內(nèi)容、實驗條件、實驗步驟等都已規(guī)定，所以這種驗證方法有局限性．
故答案為：
（1）氨、氫、硫化氫、甲烷、二氧化碳等；
（2）為原始大氣相互反應(yīng)合成有機物提供能量；
（3）容器中產(chǎn)生了原先不存在的各種氨基酸等有機小分子；
（4）在原始地球的條件下從無機小分子物質(zhì)形成有機小分子物質(zhì)，是完全可能的．
（5）模擬實驗本身就是一種模擬過程，實驗內(nèi)容、實驗條件、實驗步驟等都已規(guī)定，所以這種驗證方法有局限性．

點評 米勒的實驗及結(jié)論的內(nèi)容在考試中經(jīng)常考到，要注意理解和掌握．可結(jié)合米勒的實驗裝置圖，來幫助理解和記憶．