Question

【题目】为了探求生命的起源和生物的进化，科学家们进行了大量的研究。如图是美国科学家米勒等模拟原始地球条件的实验装置，请尝试对他的实验过程进行总结。

(1)图中从[1]处泵入的气体成分模拟的是____________，与现在地球上的大气相比缺少了________。

(2)火花放电的作用是模拟________，为其提供能量。

(3)沉积在[3]处的物质相当于____________中的多种氨基酸等有机小分子物质。

(4)得出的结论是在原始地球条件下，由______________物质合成构成生命的有机小分子物质是可能的。

细胞色素C是构成生物体的一种重要蛋白质，它是由许多氨基酸组成的。如表所示大猩猩与猕猴、兔、鸡、响尾蛇和金枪鱼等5种动物中细胞色素C的差异。请据表回答问题：

生物名称	猕猴	兔	鸡	响尾蛇	金枪鱼
与大猩猩氨基酸的差异数目	1	6	12	13	20

(5)由表中数据可知，与大猩猩的亲缘关系最近的是________。

(6)现存的生物都有与其生存环境相适应的特点，这是____________的结果。

Answer 1

【答案】原始大气 氧气 闪电 原始海洋 无机小分子 猕猴 自然选择

【解析】

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、甲烷和水蒸气等还原性大气。米勒先给烧瓶加热，使水蒸气在管中循环，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反应后的产物和水蒸气冷却形成液体，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。分析题中信息可知，与大猩猩亲缘关系越近的生物，其细胞色素C的氨基酸组成的差异越小，与大猩猩亲缘关系越远的生物，其细胞色素C的氨基酸组成的差异越大。自然选择学说的主要内容包括四个要点：大量繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。

（1）从1处泵入的气体成分是模拟原始大气，有水蒸气、氨气、甲烷等，与现在大气成分的主要区别是无氧气。

（2）1内两电极通电是模拟实验中火花放电的作用是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。因此，火花放电的作用是模拟闪电，为其提供能量。

（3）搜集到的证据：沉积在3原始海洋中有多种氨基酸等有机小分子。

（4）米勒提出的问题是在原始地球条件下，无机小分子能生成有机小分子吗？米勒实验作出的假设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。他搜集到的证据是在冷却的液体中检测到氨基酸等有机物。得出的结论是在原始地球条件下，由无机小分子物质合成构成生命的有机小分子物质是可能的。

（5）通过题中数据的比较可知：大猩猩与猕猴有1个氨基酸不同，与兔有6个不同，与鸡有12个不同，与响尾蛇有13个不同，与金枪鱼有20个不同，因此基于这些数据，与大猩猩的亲缘关系最近的是猕猴。

（6）生物普遍具有的遗传性和变异性是自然选择的基础。遗传保证了物种相对的稳定性和连续性，且变异是在遗传的基础上进行的。自然选择是通过生存斗争来实现的。在生存斗争中，具有对生存有利的变异的个体适应环境而得到保存和发展，具有对生存不利的变异个体由于不适应环境而大量死亡，这就是适者生存，不适者被淘汰，生物的适应性就是这样形成的。达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。因此遗传变异是自然选择的基础，过度繁殖是自然选择的内因，环境变化是自然选择的外因，生存斗争是自然选择的方式和过程，适者生存是自然选择的结果。故生物的变异是自然选择的基础而不是自然选择导致了生物的变异。因此，现存的生物都有与其生存环境相适应的特点，这是自然选择的结果。