Question

【題目】為了探求生命的起源和生物的進(jìn)化，科學(xué)家們進(jìn)行了大量的研究。如圖是美國科學(xué)家米勒等模擬原始地球條件的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)嘗試對(duì)他的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行總結(jié)。

(1)圖中從[1]處泵入的氣體成分模擬的是____________，與現(xiàn)在地球上的大氣相比缺少了________。

(2)火花放電的作用是模擬________，為其提供能量。

(3)沉積在[3]處的物質(zhì)相當(dāng)于____________中的多種氨基酸等有機(jī)小分子物質(zhì)。

(4)得出的結(jié)論是在原始地球條件下，由______________物質(zhì)合成構(gòu)成生命的有機(jī)小分子物質(zhì)是可能的。

細(xì)胞色素C是構(gòu)成生物體的一種重要蛋白質(zhì)，它是由許多氨基酸組成的。如表所示大猩猩與獼猴、兔、雞、響尾蛇和金槍魚等5種動(dòng)物中細(xì)胞色素C的差異。請(qǐng)據(jù)表回答問題：

生物名稱	獼猴	兔	雞	響尾蛇	金槍魚
與大猩猩氨基酸的差異數(shù)目	1	6	12	13	20

(5)由表中數(shù)據(jù)可知，與大猩猩的親緣關(guān)系最近的是________。

(6)現(xiàn)存的生物都有與其生存環(huán)境相適應(yīng)的特點(diǎn)，這是____________的結(jié)果。

Answer 1

【答案】原始大氣 氧氣 閃電 原始海洋 無機(jī)小分子 獼猴 自然選擇

【解析】

米勒通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了化學(xué)起源學(xué)說的第一步。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋，其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸氣等還原性大氣。米勒先給燒瓶加熱，使水蒸氣在管中循環(huán)，接著他通過兩個(gè)電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而球型空間下部連通的冷凝管反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸氣冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經(jīng)過一周持續(xù)不斷的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后。米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)，生命起源的第一步，從無機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。分析題中信息可知，與大猩猩親緣關(guān)系越近的生物，其細(xì)胞色素C的氨基酸組成的差異越小，與大猩猩親緣關(guān)系越遠(yuǎn)的生物，其細(xì)胞色素C的氨基酸組成的差異越大。自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容包括四個(gè)要點(diǎn)：大量繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異、適者生存。

（1）從1處泵入的氣體成分是模擬原始大氣，有水蒸氣、氨氣、甲烷等，與現(xiàn)在大氣成分的主要區(qū)別是無氧氣。

（2）1內(nèi)兩電極通電是模擬實(shí)驗(yàn)中火花放電的作用是模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，火花放電的作用是模擬閃電，為其提供能量。

（3）搜集到的證據(jù)：沉積在3原始海洋中有多種氨基酸等有機(jī)小分子。

（4）米勒提出的問題是在原始地球條件下，無機(jī)小分子能生成有機(jī)小分子嗎？米勒實(shí)驗(yàn)作出的假設(shè)是在原始地球條件下，無機(jī)小分子物質(zhì)能合成有機(jī)小分子物質(zhì)。他搜集到的證據(jù)是在冷卻的液體中檢測(cè)到氨基酸等有機(jī)物。得出的結(jié)論是在原始地球條件下，由無機(jī)小分子物質(zhì)合成構(gòu)成生命的有機(jī)小分子物質(zhì)是可能的。

（5）通過題中數(shù)據(jù)的比較可知：大猩猩與獼猴有1個(gè)氨基酸不同，與兔有6個(gè)不同，與雞有12個(gè)不同，與響尾蛇有13個(gè)不同，與金槍魚有20個(gè)不同，因此基于這些數(shù)據(jù)，與大猩猩的親緣關(guān)系最近的是獼猴。

（6）生物普遍具有的遺傳性和變異性是自然選擇的基礎(chǔ)。遺傳保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，且變異是在遺傳的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。自然選擇是通過生存斗爭(zhēng)來實(shí)現(xiàn)的。在生存斗爭(zhēng)中，具有對(duì)生存有利的變異的個(gè)體適應(yīng)環(huán)境而得到保存和發(fā)展，具有對(duì)生存不利的變異個(gè)體由于不適應(yīng)環(huán)境而大量死亡，這就是適者生存，不適者被淘汰，生物的適應(yīng)性就是這樣形成的。達(dá)爾文把在生存斗爭(zhēng)中，適者生存、不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。因此遺傳變異是自然選擇的基礎(chǔ)，過度繁殖是自然選擇的內(nèi)因，環(huán)境變化是自然選擇的外因，生存斗爭(zhēng)是自然選擇的方式和過程，適者生存是自然選擇的結(jié)果。故生物的變異是自然選擇的基礎(chǔ)而不是自然選擇導(dǎo)致了生物的變異。因此，現(xiàn)存的生物都有與其生存環(huán)境相適應(yīng)的特點(diǎn)，這是自然選擇的結(jié)果。