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．
（1）向裝置內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）米勒的實驗結果說明了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．
（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?yōu)樵�始生命�?/p>

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(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(xiàn)，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(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．這主要是為該實驗提供能量．
（3）此實驗結果：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）是生物的蛋白質所含有的．即：容器中產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(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合成有機物提供能量；
（3）容器中產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形成有機小分子物質，是完全可能的．
（5）模擬實驗本身就是一種模擬過程，實驗內容、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 米勒的實驗及結論的內容在考試中經常考到，要注意理解和掌握．可結合米勒的實驗裝置圖，來幫助理解和記憶．