米勒实验：揭开生命起源之谜的重要起点。

二、米勒的原始大气模拟合成实验

图2-2　原始地球大气（自行绘制）

1.什么是原始大气

地球是太阳系的一员，与太阳同时诞生，约在50亿年前。那时的太阳系是一团气体和尘埃物质组成的原始星云，地球就是其中一团星云不停地围绕太阳形成的球体。第一代大气主要成分是氢、氦、氖，但很快摆脱地球引力而遨游太空，随之地核炽热，火山喷发出大量气体，形成了第二代大气。一般认为原始大气，不以碳、氢、氧、氮分子状态出现而以化合物形式存在。它们的成分大致有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氨、氧、水气、硫化氢、氢、盐酸等。科学家认为化学演化的初始阶段，烷、氨、氢、水和CO₂扮演了重要角色，它们在强烈阳光、闪电、火山喷发作用下生成了氨基酸、嘌呤、嘧啶、核糖、卟啉及烃类等有机小分子。通常人们喜欢用这样的形象图表达生命演化前的物质准备（图2-2），视为C、H、O、N四大元素“大闹天宫”的过程。

2.米勒的模拟实验(www.xing528.com)

图2-3　Miller模拟实验装置

1953年，美国芝加哥大学的一位年轻人米勒，在尤里导师指导下，抓住了地球上现在与原始大气的不同实质，设计了一个模拟实验，即利用还原性原始大气条件下的火花放电产生氨基酸的可能过程。他的玻璃仪器主要由气体反应室连接火花放电装置和水蒸气发生烧瓶组成（图2-3）。玻璃器事先抽真空除去O₂，然后通入一定量的CH₄、NH₃、H₂和水蒸气（H₂O），给予火花放电，几天或一周后停止。其结果为水液色泽发生改变，经分析内含多种氨基酸，此外还有脂肪酸、甲酸、甲醛、乙酸等物，其中，氰化氢和甲醛是中间产物容易消失。

随后，米勒及其他学者重复与改进他的实验，利用无机物合成了氨基酸、嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖等有机化合物，为生命起源前的物质准备揭开了序幕。在20世纪后半期，模拟实验已别开生面地向纵深发展，从模拟原始大气、原始海洋到海陆交替的黏土、矿物催化表面以及干热火山口的聚合进行探索。所以，有人视米勒的实验是解开生命起源之谜的重要起点。