Question

17．美国学者米勒等人设计了如图所示的实验装置．实验中他们首先把水加入B中，将实验装置抽成真空，在A内加入某些气体成分，然后把B内的水煮沸产生水蒸气，D处钨电极连续火花放电七昼夜．待气体经冷却后，产物沉淀在C处U型管内．请分析回答以下问题：
（1）米勒等人在A处泵入玻璃仪器内的气体成分可能有甲烷、氨气、氢、水蒸气，模拟的是原始大气；两电极火花放电模拟的是原始地球条件下的闪电；B、C中的液体相当于原始海洋；最后在C处的产物有有机物或氨基酸、核酸等有机小分子物质．
（2）装置中的冷凝装置模拟了降雨过程．这个实验说明，在生命起源中：从无机物到有机小分子物质的化学进化过程是完全可能的．

Answer 1

分析 在众多的生命起源学说中，其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说．这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的．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．米勒等人所做的实验是为了证明该学说的第一步．

解答 解：如图，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．
（1）A装置里的气体相当于原始大气，有氢气、氨气、甲烷等，与现在大气成分的主要区别是无氧气．正负极接通进行火花放电是模拟自然界的闪电，这主要是为该实验提供了条件，B内的液体模拟原始海洋．最后在C处的产物有生成有机物或氨基酸、核酸．
（2）冷凝管使反应后的气体和水蒸气冷却形成液体，这是模拟降雨过程．米勒的实验试图向人们证实，在生命起源的化学进化过程中，生命起源的第一步，即从无机物到有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的．
故答案为：（1）甲烷、氨气、氢、水蒸气；闪电；有原始海洋；机物或氨基酸、核酸
（2）降雨过程；从无机物到有机小分子物质．

点评 此题考查了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．