涪陵区科协荣获区级科创工作先进集体模拟生命起源的米勒实验綦江区举办公民科学素质选拔竞赛大足区老科协开展送文化进中敖活动云阳县科协组织多单位开展科技志愿服务市地震局完成四川芦山6.1级地震现场工作
第10版:科技服务·科普
上一版 下一版  
涪陵区科协荣获区级科创工作先进集体
模拟生命起源的米勒实验
綦江区举办公民科学素质选拔竞赛
大足区老科协开展送文化进中敖活动
云阳县科协组织多单位开展科技志愿服务
市地震局完成四川芦山6.1级地震现场工作
     
 
重庆日报 | 重庆科技报
重庆日报报业集团主办 
3上一篇  下一篇4  
2022 年 06 月 16 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国

模拟生命起源的米勒实验

  米勒实验示意图。

  天文爱好者们近期有点激动,因为日本“隼鸟2号”飞船在小行星样本中发现多种氨基酸。众所周知,氨基酸是构成蛋白质的物质,与生命的起源密切相关。在小行星上发现了氨基酸,是否意味着地外生命有望被发现呢?要寻求这个问题的答案,可以从论证生命起源的化学实验开始,也就是著名的米勒实验。

  实验生成20多种有机物

  米勒实验,又称米勒模拟实验,顾名思义是一场模拟实验。实验模拟了原始地球大气通过“雷鸣闪电”从而产生有机物(特别是氨基酸)的过程,用以论证生命的起源。

  1953年,美国芝加哥大学研究生米勒在导师的指导下完成了这个实验。

  首先,米勒认为木星和土星等巨行星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),原始地球的大气大概率也差不多。于是他将玻璃仪器中的空气抽去,然后泵入模拟的还原性大气。再将烧瓶内的水煮沸,使水蒸气和混合气体在密闭的玻璃管道内不断循环,并在另一个大烧瓶中经受金属棒火花放电(模拟雷鸣闪电)达一周时间。生成的物质在经过冷却后,积聚在了仪器底部的溶液内,模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中。最后,米勒从这些生成物质中找到了20多种有机物,其中就包括氨基酸。

  有机物中包括4种氨基酸

  众所周知,氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质,是在生物体内构成蛋白质分子的基本单位,与生物的生命活动有着密切的关系。而在米勒实验最终生成的20多种有机物中,就含有11种氨基酸。这11种氨基酸中的4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸),又是生物蛋白质特有的。

  这个实验说明了在原始地球上的原始大气中,各种无机成分是有机会转变为有机小分子的,这是生命起源的第一步。即使后来米勒修正了地球还原性大气的成分,结果仍然一致。

  米勒在后期认为,设想原始地球还原性大气的成分是甲烷(CH4)、氮气(N2)、微量的氨(NH3)和水蒸气(H2O)的混合气体更为合理,因为氨(NH3)不可能在大气中大量存在,但会溶于海水中。1972年米勒重做模拟实验,结果得到35种有机物,其中多达10种是组成蛋白质的氨基酸。

  氨基酸不代表一定有生命

  米勒实验模拟的是地球上的化学进化过程,在宇宙中,这样的化学进化过程一直在发生。早在50年前,科学家就发现宇宙中广泛存在着有机物,所以小行星上有氨基酸并不稀奇,且找到氨基酸也并不意味着有生命。

  因为这只是生命诞生的第一步,离真正的生命还很遥远。氨基酸这类有机小分子还需要合成蛋白质、核酸等有机大分子,再从有机大分子形成多分子独立的体系,最后在原始海洋中逐渐形成原始生命。这个过程极为复杂,且宇宙中也不一定有地球或实验中那样稳定和适宜的环境。打个比方,有了氨基酸,仅仅相当于有了砖头、瓦块,离建成大楼还差得远。

  本次“隼鸟2号”飞船行动,只能说明人类第一次依靠自己的力量在外太空获取到小行星样本,并且在小行星样本中发现了氨基酸,是“首次在地球外确认氨基酸的存在”,而不是首次在地球外发现了氨基酸,更不能直接推断出存在生命。

  (本报综合)

3上一篇  下一篇  
 
《重庆科技报》版权所有 未经书面授权 不得复制或建立镜像
地址:重庆市渝中区双钢路3号科协大厦 邮编:400013
技术支持:北京北大方正电子有限公司