Question

17．如圖是米勒關于原始地球的模擬實驗裝置，美國學者米勒等人設計了如圖所示的實驗裝置．首先把水加入500ml的燒瓶中抽出空氣，加入甲烷、氨、氫的混合氣體，然后把燒瓶內的水煮沸，使混合氣體進入溶劑為5l的燒瓶中，在這些氣體中連續火花放電一周，冷卻后產物沉積在B瓶中，它含有氨基酸等有機小分子，根據如圖所示，完成下列問題：
（1）A瓶內的氣體模擬的是原始大氣的成分；與現在的大氣成分比，原始大氣沒有氧氣；
（2）火花放電模擬的是閃電．
（3）C瓶內的樣品中含有的有機物是含有氨基酸等有機小分子物質．
（4）通過實驗，米勒得出的結論是在原始地球的條件下從無機小分子物質形成有機小分子物質，是完全可能的．

Answer 1

分析 有關生命起源的學說有很多，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．

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（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）米勒在圖中所示的A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．
（3）圖中C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．
（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）原始大氣；氧氣
（2）閃電
（3）含有氨基酸等有機小分子物質
（4）在原始地球的條件下從無機小分子物質形成有機小分子物質，是完全可能的．

點評 掌握米勒關于原始地球的模擬實驗是解決本題的關鍵．