Question

11．如图为美国学者米勒设计的一个模拟装置．实验时：①将装置反复消毒和用蒸馏水冲洗；②将装置内的空气抽净；③在A烧瓶内注入一些气体；④在B烧瓶及U形管内加入水并煮沸；⑤用钨电极连续火花放电．请回答：
（1）米勒提出的问题是在原始地球条件下，无机小分子物质能合成有机小分子物质吗？，A内为模拟原始地球中发生的原始地球条件下的闪电现象．
（2）b模拟的是冷却，操作③注入的气体是模拟甲烷、氨和氢气等原始大气成分，操作⑤主要为化学反应提供能量．
（3）图中C处收集到的有物质主要成分是氨基酸．
（4）生命的起源分三步即原始大气→有机小分子→有机大分子→原始生命．三步中最重要的一步是从无机小分子生成有机小分子的阶段，它发生在原始海洋．

Answer 1

分析 在米勒的模拟实验，一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”．米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的过程．经过一周持续不断的实验和循环之后．米勒分析其化学成分时发现，其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物，同时还形成了氰氢酸，而氰氢酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位．米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的．

解答 解：（1）米勒提出的问题是在原始地球条件下，无机小分子物质能合成有机小分子物质吗？A内泵入的气体：甲烷、氨和氢气等是模拟原始大气的成分，A内的火花放电是模拟原始地球条件下的闪电．
（2）b模拟的是 冷却，操作③注入的气体是模拟 甲烷、氨和氢气等原始大气成分，在用钨电极连续火花放电，是模拟原始地球条件下的雷电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，为该实验提供能量．
（3）图中C处收集到的有物质主要成分是氨基酸．
（4）化学起源说将生命的起源分为四个阶段：第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段；第二个阶段，从有机小分子物质生成生物大分子物质；第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系；第四个阶段，有机多分子体系演变为原始生命．米勒通过实验验证了化学起源学说的第一阶段，也是最重要的一步，它发生在 原始海洋．
故答案为：（1）在原始地球条件下，无机小分子物质能合成有机小分子物质吗？；原始地球条件下的闪电．
（2）冷却；甲烷、氨和氢气等原始大气；能量
（3）氨基酸
（4）从无机小分子生成有机小分子的阶段；原始海洋

点评 米勒的实验过程及实验结论：原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生物体的有机物．