Question

4．米勒的模拟实验开创了生命起源研究的新途径．请参照如图对他的实验进行总结．
（1）向装置内输入的气体主要是氨、氢、硫化氢、甲烷、二氧化碳等；　　    
（2）火花放电的作用是为原始大气相互反应合成有机物提供能量；
（3）米勒在实验中搜集到的证据是容器中产生了原先不存在的各种氨基酸等有机小分子；
（4）米勒的实验结果说明了在原始地球的条件下从无机小分子物质形成有机小分子物质，是完全可能的．
（5）模拟实验是一种验证假说的方法，为什么这种验证方法有局限性？模拟实验本身就是一种模拟过程，实验内容、实验条件、实验步骤等都已规定，所以这种验证方法有局限性．

Answer 1

分析 有关生命起源的学说有很多，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．

解答 解：米勒通过实验验证了化学起源学说的第一步．在这个实验中，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）米勒在装置中泵入了甲烷、氨、氢、水蒸气等气体．用来模拟原始大气的成分和原始地球的条件．与现在的大气成分比，原始大气没有氧气．
（2）米勒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．这主要是为该实验提供能量．
（3）此实验结果：积聚在仪器底部的溶液中共有20种有机物．其中11种氨基酸中有4种（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白质所含有的．即：容器中产生了原先不存在的各种氨基酸等有机小分子．
（4）米勒通过这个实验证实了生命起源的第一步，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．
（5）实验是在人为控制研究对象的条件下进行的观察．在难以直接拿研究对象做实验时，有时用模型来做实验，或者模仿实验的某些条件进行实验，叫模拟实验．模拟实验本身就是一种模拟过程，实验内容、实验条件、实验步骤等都已规定，所以这种验证方法有局限性．
故答案为：
（1）氨、氢、硫化氢、甲烷、二氧化碳等；
（2）为原始大气相互反应合成有机物提供能量；
（3）容器中产生了原先不存在的各种氨基酸等有机小分子；
（4）在原始地球的条件下从无机小分子物质形成有机小分子物质，是完全可能的．
（5）模拟实验本身就是一种模拟过程，实验内容、实验条件、实验步骤等都已规定，所以这种验证方法有局限性．

点评 米勒的实验及结论的内容在考试中经常考到，要注意理解和掌握．可结合米勒的实验装置图，来帮助理解和记忆．