米勒设计的实验装置证明了什么

⑴ 1953年美国青年学者米勒的实验证实了（）A．生物是进化的B．无机物可以生成有机物C．简单的有机物可

解：米勒设计了如图所示的实验来证实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．
故选：B

⑵ 米勒的实验证明了什么

证明了：在原始地球的环境下，合成氨基酸是可能的

米勒模拟实验（Miller’s simulated experiment）一种模拟在原始地球还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物（特别是氨基酸），以论证生命起源的化学进化过程的实验。1953年由美国芝加哥大学研究生米勒（S.L.Miller）在其导师尤利（H.C.Urey）指导下完成，故名。

指导思想（1）现在远离太阳、历史上可能变化较小的巨行星（如木星和土星），它们的大气都是没有游离氧（O2）的还原性大气，其主要成分是氢（H2）、氦（He）、甲烷（CH4）和氨（NH3）；由此推测原始地球的大气，大概也是这样的还原性大气。（2） 据测定，现在能作用于地球大气层的能源，主要是太阳辐射中的紫外线、雷电和宇宙射线等。其中宇宙射线不足以合成有机物，还原性气体仅吸收短波紫外线，但短波紫外线（波长＜1500埃）在太阳辐射紫外线中仅占极微量，可作有机合成能源的量极少；而每年雷电次数较多，可作有机合成的能量较大，又在靠近海洋表面处释放，这样在原始地球还原性大气中合成的产物就很容易溶于原始海洋之中。基于上述考虑，米勒在实验室内进行了模拟原始地球还原性大气中雷鸣闪电的实验，看看能否合成有机物，特别是氨基酸、核糖、嘧啶、嘌呤等组成蛋白质和核酸的生物小分子。

实验步骤和结果 实验装置如图所示。将水注入左下方的500毫升烧瓶内。先将玻璃仪器中的空气抽去。然后打开左方的活塞，泵入CH4、NH3和H2的混合气体（模拟还原性大气）。再将500毫升烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽（H2O）和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内（图中以黑色表示）（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）。此实验结果共生成20种有机物（如表1所示）。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。以后，米勒认为，设想原始地球还原性大气的成分是CH4、N2、微量的NH3和H2O的混合气体更为合理，因为NH3不可能在大气中大量存在，它会溶于海水中。他和他的合作者于1972年在上述混合气体中进行火花放电，结果得到35种有机物，其中有10种组成蛋白质的氨基酸，即甘氨酸（440微克分子，以下均同此单位）、丙氨酸（790）、缬氨酸（19.5）、亮氨酸（11.3）、异亮氨酸（4.8）、脯氨酸（1.5）、天冬氨酸（34）、谷氨酸（7.7）、丝氨酸（5.0）和苏氨酸（～0.8）。若在分析之前进行水解，还可生成天冬酰胺和谷氨酰胺。若增加H2S，则可生成甲硫氨酸。在CH4、NH3、H2O和H2S混合气体中进行光解作用，可以找到半胱氨酸。对CH4及其它碳氢化合物在高温下进行热解，可以得到苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。到目前为止，用米勒模拟实验和其它类似实验，已能合成出20种天然氨基酸中的17种；其余三种（赖氨酸、精氨酸和组氨酸）相信在改进技术之后，不久亦能合成。

氨基酸生成的可能机理 米勒在火花放电的头125小时内，不断打开“U”形管的活塞抽样，进行分析，发现首先合成了大量的氰化物和醛类；以后它们的合成速度逐渐下降，而在整个实验期间，均以近乎恒定的速度合成氨基酸，其反应过程大致如下：

就是说，首先甲烷与氨作用生成氰，甲烷与水作用生成醛类；然后氰、醛类与氨作用生成氨基腈（aminoni- trile）；氨基腈水解就生成氨基酸。

星际分子和陨石资料的佐证 上述过程现今在宇宙和其他天体还在发生，星际分子和陨石中有机物的发现可以证明。据我国天文工作者统计，到1985年为止，已发现星际分子66种，其中除氨、氰等十几种无机分子外，大都是含C的有机化合物如甲醛、甲醇、甲酸、乙醇、丙炔腈（N≡C-C≡CH）等。星际分子中甲醛和氰的量很大，与米勒放电实验中最初的中间产物相同。当它们与氨反应再经水解就能生成氨基酸。1969年9月28日，一颗碳质球粒陨石（carbonaceous chon- drite）堕落在澳大利亚的麦启逊（Murchison）镇，经克文沃尔登（K.A.Kvenvolden）等化验，发现含有18种氨基酸，其中有6种（甘、丙、缬、脯、谷、天冬）是生物所含有的，其种类与含量同米勒放电实验生成的颇为相似（见表2）。此外，1971年沃森（G.Wat-son）用紫外线照射含有NH3、CH2OH和HCHO的混合气体25天，结果获得了甘氨酸、谷氨酸与少量的天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、脯氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。这个实验没有水，原料都是已知的星际分子。以上种种事实表明，原始大气由无机物生成生物小分子不但是可能的，而且这种过程现在宇宙间仍在发生。

科学意义 生命起源是一个极其复杂而又难以研究的问题。虽然19世纪70年代恩格斯在《反杜林论》中就指出：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的”；20世纪20年代奥巴林和霍尔丹也相继提出生

命起源的化学进化观点，即认为在原始地球的条件下，无机物可以转变为有机物，有机物可以发展为生物大分子和多分子体系，直到演变出原始的生命体；但这些都只是理论的推测，还缺乏令人信服的实验证据。米勒首次在实验室内模拟原始地球还原性大气中的雷鸣闪电，结果从无机物合成出有机物，特别是多种组成蛋白质的氨基酸，这是生命起源研究的一次重大突破。后来，科学家们仿效米勒的模拟实验，已合成出大量

表2麦启逊陨石中检测到的与模拟放电

实验中生成的氨基酸之比较

对甘氨酸的克分子（=100）之比：*0.05～5；**0.5～5；***5～50；****＞50

与生命有关的有机分子。例如，有人用紫外线或γ射线照射稀释的甲醛（HCHO）溶液获得了核糖和脱氧核糖（1966）；用紫外线照射HCN获得了腺嘌呤和鸟嘌呤；用丙炔腈（N≡C-C≡CH）、KCN和H2O，在100℃下加热一天得到了胞嘧啶（1966）；将NH3、CH4、H2O与聚磷酸加热到100～140℃获得了尿嘧啶（1961）；将腺嘌呤和核糖的稀溶液与磷酸或乙基偏磷酸盐（ethyl- metaphosphate）放在一起，用紫外线照射，可生成腺苷（1977）；将腺苷、乙基偏磷酸盐封入石英玻璃管中用紫外线照射，可产生腺苷酸（A）（1966）。此外，长链脂肪酸也可通过在高压下用γ射线照射乙烯和CO2而获得。可以说，几乎全部的生物小分子，现在都可以通过模拟原始地球的条件，在实验室内合成了。

⑶ 米勒模拟原始地球条件的实验说明了什么

解：米勒的实验装置如图所示：米勒将水注入左下方的烧瓶内，先将玻璃仪器中的空专气抽去．然后属打开左方的活塞，泵入甲烷、氨和氢气的混合气体（模拟还原性大气）．再将烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内（图中以黑色表示）（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）．此实验结果共生成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．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．
故答案为：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

⑷ 美国科学家米勒设计了模拟原始地球条件的实验装置，并用这个装置进行了一些实验，这些实验结果表明（

解：米勒的实验装置如图所示：米勒将水注入左下方的烧瓶内，先将玻璃仪器中的空气抽去回．然后打开左方的活塞答，泵入甲烷、氨和氢气的混合气体（模拟还原性大气）．再将烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内（图中以黑色表示）（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）．此实验结果共生成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．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．
故选：B．

⑸ 美国科学家米勒等人通过实验证明了（）A．无机物可以形成具有生命特征的生物体B．无机物可以形成构成

解：米勒的实验装置如图所示：米勒将水注入左下方的烧瓶内，先将玻璃仪器中的空气抽去．然后打开左方的活塞，泵入甲烷、氨和氢气的混合气体（模拟还原性大气）．再将烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内（图中以黑色表示）（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）．此实验结果共生成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．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．
故选：B．

⑹ 为探索氨基酸在地球上的生成过程，美国学者米勒设计和从事的著名实验研究属于______；米勒的实验证明了__

米勒的实验装置如下图

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．米勒通过实验验证了化学起源学说的第一阶段．
米勒的实验如图，将水注入左下方的烧瓶内，先将玻璃仪器中的空气抽去，然后打开左方的活塞，泵入甲烷、氨和氢气的混合气体（模拟原始大气），再将烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）．此实验结果共生成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．米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，即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．
故选答案为：模拟原始地球条件方法；在生命起源中，从无机物合成有机物的过程是化学过程是可能的

⑺ 米勒的实验证明了（）A．在原始地球条件下，无机小分子可以形成有机小分子B．在原始地球条件下，有机

解答：解：米勒的实验装置如图所示：米勒将水注入左下方的烧瓶内，先将玻璃仪器中的空气抽去．然后打开左方的活塞，泵入甲烷、氨和氢气的混合气体（模拟还原性大气）．再将烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内（图中以黑色表示）（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）．此实验结果共生成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．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．
故选：A

⑻ 1953年，美国科学家米勒等人根据原始地球环境设计进行了一个模拟实验，这个实验证明了（）A．原始大

解：米勒设计了如图所示的实验来证实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．
故选：A．