Question

4．如图是米勒关于原始地球的模拟实验装置，美国学者米勒等人设计了如图所示的实验装置．首先把水加入500mL的烧瓶中抽出空气，加入甲烷、氨、氢的混合气体，然后把烧瓶内的水煮沸，使混合气体进入溶剂为5L的烧瓶中，在这些气体中连续火花放电一周，冷却后产物沉积在B瓶中，它含有氨基酸等有机小分子，根据如图所示，完成下列问题：
（1）A瓶内的气体模拟的是原始大气的成分．
（2）火花放电模拟的是闪电，将B瓶中的水加热模拟的是原始海洋，这主要是为该实验提供能量．
（3）C瓶内的样品中含有的有机物是氨基酸．
（4）通过实验，米勒得出的结论是雷电等原始的自然条件下，能形成有机小分子物质．

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（如图）．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）米勒在图中所示的A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．B装置装置里是用来产生水蒸气的沸水．装置模拟的是原始海洋．
（3）图中C装置里是反应后的产物（含有有机物）含有氨基酸等有机小分子物质．
（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．
故答案为：（1）原始大气；
（2）闪电；原始海洋；
（3）氨基酸；
（4）有机小分子物质．

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．