Question

17．美國(guó)學(xué)者米勒等人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中他們首先把水加入B中，將實(shí)驗(yàn)裝置抽成真空，在A內(nèi)加入某些氣體成分，然后把B內(nèi)的水煮沸產(chǎn)生水蒸氣，D處鎢電極連續(xù)火花放電七晝夜．待氣體經(jīng)冷卻后，產(chǎn)物沉淀在C處U型管內(nèi)．請(qǐng)分析回答以下問(wèn)題：
（1）米勒等人在A處泵入玻璃儀器內(nèi)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(dāng)于原始海洋；最后在C處的產(chǎn)物有有機(jī)物或氨基酸、核酸等有機(jī)小分子物質(zhì)．
（2）裝置中的冷凝裝置模擬了降雨過(guò)程．這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，在生命起源中：從無(wú)機(jī)物到有機(jī)小分子物質(zhì)的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程是完全可能的．

Answer 1

分析 在眾多的生命起源學(xué)說(shuō)中，其中化學(xué)起源說(shuō)是被廣大學(xué)者普遍接受的生命起源假說(shuō)．這一假說(shuō)認(rèn)為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過(guò)極其復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程，一步一步地演變而成的．化學(xué)起源說(shuō)將生命的起源分為四個(gè)階段：第一個(gè)階段，從無(wú)機(jī)小分子生成有機(jī)小分子的階段；第二個(gè)階段，從有機(jī)小分子物質(zhì)生成生物大分子物質(zhì)；第三個(gè)階段，從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系；第四個(gè)階段，有機(jī)多分子體系演變?yōu)樵�始生命．米勒等人所做的�?shí)驗(yàn)是為了證明該學(xué)說(shuō)的第一步．

解答 解：如圖，在米勒的模擬實(shí)驗(yàn)，一個(gè)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(guò)兩個(gè)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(guò)程．經(jīng)過(guò)一周持續(xù)不斷的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后．米勒分析其化學(xué)成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中含有包括5種氨基酸和不同有機(jī)酸在內(nèi)的各種新的有機(jī)化合物，同時(shí)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(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)，生命起源的第一步，從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的．
（1）A裝置里的氣體相當(dāng)于原始大氣，有氫氣、氨氣、甲烷等，與現(xiàn)在大氣成分的主要區(qū)別是無(wú)氧氣．正負(fù)極接通進(jìn)行火花放電是模擬自然界的閃電，這主要是為該實(shí)驗(yàn)提供了條件，B內(nèi)的液體模擬原始海洋．最后在C處的產(chǎn)物有生成有機(jī)物或氨基酸、核酸．
（2）冷凝管使反應(yīng)后的氣體和水蒸氣冷卻形成液體，這是模擬降雨過(guò)程．米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)，在生命起源的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程中，生命起源的第一步，即從無(wú)機(jī)物到有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的．
故答案為：（1）甲烷、氨氣、氫、水蒸氣；閃電；有原始海洋；機(jī)物或氨基酸、核酸
（2）降雨過(guò)程；從無(wú)機(jī)物到有機(jī)小分子物質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了米勒的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論：原始地球上盡管不能形成生命，但能產(chǎn)生構(gòu)成生物體的有機(jī)物．