地球上生命的起源
一课三练·提能培优
知识点一 原始地球概况
1.研究生命的起源可以通过科学推测进行。下列关于科学推测的叙述不正确的是( )
A.可以凭空想象
B.需要严密的逻辑思维
C.需要确凿的证据
D.需要丰富的想象和联想
【解析】选A。科学推测不等于凭空想象。科学的推测需要建立在一定的证据基础之上，需要严密的逻辑，也需要丰富的想象和联想。
2.(2017·德阳质检)原始大气与现在的大气成分相比，原始大气中没有的气体是( )
A.氧气 B.氢气 C.硫化氢 D.二氧化碳
【解析】选A。原始大气的成分有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，原始地球上没有绿色植物，不能进行光合作用释放氧气。所以，原始大气中没有氧气。
【变式训练】
原始大气的主要成分一般认为是( )
A.甲烷、水蒸气、氢气、氨、氧气、硫化氢等
B.甲烷、水蒸气、氢气、氨、二氧化碳、硫化氢等
C.甲烷、水、氢气、氧气、二氧化碳、硫化氢等
D.甲烷、氢气、氨、氧气、硫化氢等
【解析】选B。原始大气中含有甲烷、水蒸气、氢气、氨、二氧化碳、硫化氢等，没有氧气。
知识点二 原始生命的起源
3.(2017·玉林质检)在生命起源过程的研究中，米勒实验可以说明( )
A.原始地球能形成原始生命
B.原始地球能形成构成生物体的有机物
C.原始大气中含有原始生命
D.在紫外线等自然条件的长期作用下形成原始生命
【解析】选B。米勒的模拟实验中，水蒸气经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内出现了多种氨基酸，这说明了在原始地球上可以形成构成生物体的有机物。
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【变式训练】
关于米勒实验的叙述，不正确的是( )
A.米勒在实验过程中模拟了原始大气
B.米勒的实验证明了生命起源于原始海洋
C.米勒在实验过程中模拟了原始地球的闪电
D.米勒的实验支持了由无机物合成有机小分子物质的过程
【解析】选B。米勒的实验证明了在原始地球条件下，由无机物合成有机小分子物质是完全可能的，但不能证明生命起源于原始海洋。
4.下列说法中能体现生命起源过程的是( )
A.原始生命肯定是在地球上起源的
B.原始的大气成分和现在的大气成分是相同的
C.最早的生物可能是由原始大气的成分先形成有机物，再在原始海洋中逐渐形成的
D.米勒模拟原始地球环境进行实验，产生了原始的生命
【解析】选C。本题考查原始生命的起源。陨石中含有构成生物体所需要的有机物的事实，可以推测构成生物体的有机物能够从地球以外形成并被带到地球；水蒸气、氨、甲烷等构成了原始大气，与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧；原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机小分子物质，这些有机物随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始海洋中，经过极其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命；米勒的实验模拟原始地球条件和原始大气成分，在火花放电的情况下，合成了有机小分子物质。
【易错警示】产生了构成生物体的小分子有机物只是原始生命起源的第一步，不要误认为出现了有机物就诞生了原始生命。
5.科学家在陨石表面发现了多种有机小分子物质，这一事实为下列哪一假说提供了证据( )
A.神创论
B.化学起源说
C.生生论
D.宇宙生命论
【解析】选D。化学起源说认为生命起源于非生命物质。而陨石中含有多种与生命密切相关的有机小分子物质，说明地球上的生命可能来源于地球之外的其他星球。
6.在实验室中用甲烷、氨、氢气、水蒸气等气体在火花放电的作用下可以形成
( )
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A.原始生命
B.简单有机物
C.复杂有机物
D.单细胞生物
【解析】选B。科学家将甲烷、氨、氢气、水蒸气等放在密封容器中，通过火花放电合成了氨基酸等简单有机物。
7.下图是用以研究生命起源的化学进化过程的一个模拟实验装置，请回答下列问题：
(1)这一实验装置是美国青年学者________设计的。
(2)沸水主要是为了产生________，实验后可检验到B装置中含有________等有机小分子物质。
(3)此实验表明：在生命起源的化学进化过程中，从________________生成有机小分子物质是完全可能的。
【解题指南】解答本题的关键是抓好两点：
(1)仔细读图，理解图中各结构分别模拟了什么。
(2)回想原始地球概况及生命起源的海洋化学起源说，综合分析解答。
【解析】本题考查生命起源模拟实验的原理分析。模拟实验是在难以直接拿实验对象做实验时，用模型来模拟实验对象，或者无法完全重现实验条件时，模拟实验的某些条件进行实验。本题属于模拟实验条件的模拟实验。
(1)这个实验是米勒设计的。
(2)加热形成沸水的主要目的是产生水蒸气，冷凝管模拟了降雨过程。原始海洋是“生命的摇篮”，为原始生命的诞生提供了场所。
(3)生命起源的化学进化过程需能量供给，宇宙射线、紫外线、闪电等为生命起源提供了能量，该实验证明了生命起源的第一步，即无机物能够合成有机小分子物质。
答案：(1)米勒
(2)水蒸气 氨基酸
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(3)无机物
1.(2017·桐城质检)关于地球上生命的起源众说纷纭，从化学起源说的观点分析，下列叙述中错误的是( )
A.生命起源于非生命物质
B.现在地球上不可能再形成原始生命
C.在原始大气中，形成了简单的有机小分子物质
D.原始大气主要成分是氨、氮气、甲烷等
【解析】选D。化学起源说认为，生命起源于非生命物质，原始海洋是原始生命的摇篮，生命起源于原始海洋；现代地球已经不具备原始地球的条件，不可能再形成原始生命了；原始大气中的无机小分子物质在高温、紫外线以及雷电的作用下形成有机小分子物质。原始大气的主要成分是水蒸气、氨、甲烷等，无氮气。
2.结晶牛胰岛素的人工合成是生命科学的重要成果，它为生命起源问题的哪个阶段提供了有力证据( )
A.从无机小分子物质生成有机小分子物质
B.从有机小分子物质形成有机大分子物质
C.从有机大分子物质组成多分子物质
D.从多分子体系演变为原始生命
【解析】选B。结晶牛胰岛素是一种活性蛋白质，蛋白质是大分子物质，人工合成蛋白质证明了在生物体外可以将有机小分子物质合成有机大分子物质。
3.(2017·杭州质检)如图是米勒实验原始大气合成有机物的实验装置，有关叙述错误的是( )
A.装置中CH4、NH3、H2O、H2四种气体用于模拟原始地球的大气
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B.火花放电模拟闪电
C.烧瓶中的沸水模拟了高温条件下的原始海洋
D.该实验证明了原始海洋中的有机物可能会演变成原始生命
【解析】选D。米勒的模拟实验是模拟在原始地球条件下，原始大气成分能产生有机物(特别是氨基酸)，以论证生命起源的化学进化过程的实验。该实验不能证明原始海洋中的有机物可能会演变成原始生命。
【变式训练】
科学研究中经常用模拟实验来解决不能或不便用直接实验法解决的问题，便于提高效率、获取证据。依据下图对米勒模拟实验的解释错误的是( )
A.①内模拟了原始大气及闪电
B.②内模拟了原始大气中的水蒸气凝结降雨的过程
C.③内模拟了原始海洋
D.④内产生了多种蛋白质
【解析】选D。本题考查对米勒模拟实验的条件和产物的认识。①内气体成分与原始大气相似，模拟了原始大气；火花放电模拟了闪电。②为冷凝器，能够使水蒸气凝结成水滴，模拟了原始大气中的水蒸气凝结降雨的过程。③内为沸水，模拟了原始海洋。④内的物质是经过②冷凝形成的，含有氨基酸等小分子有机物。
4.(2017·龙岩质检)原始生命诞生的重要标志是( )
A.氨基酸等小分子有机物的形成
B.原始蛋白质分子和原始核酸分子的形成
C.蛋白质和核酸等物质的相互作用
D.能从外界获得营养并排出代谢废物，能进行繁殖
【解析】选D。生命的最基本特征是新陈代谢、生长繁殖等，所以具备原始的新陈代谢和个体繁殖能力是原始生命诞生的标志。
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【拓展归纳】
(1)原始生命的诞生离不开蛋白质、核酸等大分子有机物，这些有机物是组成细胞的重要成分。
(2)原始界膜的形成使得细胞与外界环境隔开，是原始生命诞生的前提。
(3)具有原始的新陈代谢和个体增殖能力，具备了生物的主要特征，是原始生命诞生的重要标志。
5.有科学家将蛋白质、核酸、糖类和脂类等物质放在特殊的溶液中，发现这些物质能够浓缩聚集为一个球状小滴，小滴周围还有类似于膜的边界，并能从外界吸收某些物质，发生特定的化学反应，反应产物也能排出，请问这个实验模拟生命起源的哪一过程( )
A.形成单细胞生物
B.形成氨基酸等小分子有机物
C.形成原始生命
D.形成蛋白质等大分子有机物
【解题指南】解答本题的关键是通过阅读题干抓住球状小滴的特点分析。
【解析】选C。原始生命最大的特点是有界膜，能够进行原始的新陈代谢，既能够从外界吸收一些物质用于自身的生命活动，也能够将生命活动过程中产生的废物排出体外。科学实验中的球状小滴周围有类似于膜的边界，并能从外界吸收物质和排出物质，因此，此实验模拟原始生命的形成过程。
6.下列事实中，支持生命起源于原始地球的是( )
①科学家通过检测发现，火山喷发产生的气体中有氢气、氨、甲烷、水蒸气、硫化氢等气体
②米勒模拟原始大气成分，通过火花放电合成了有机小分子物质
③人们在澳大利亚的陨石中发现了来自地球外的氨基酸
④天文学家在星际空间发现了数十种有机物
A.①②③④ B.①②
C.③④ D.①④
【解析】选B。①②表示生命起源的物质条件，支持生命起源于原始地球；③④表明组成生物体的有机物可能来自地球之外，不支持生命起源于原始地球。
【变式训练】
生命起源的化学进化过程是在原始地球条件下进行的，当时的条件是( )
①地球表面温度慢慢下降
②地球内部温度仍然很高
③火山活动频繁，形成原始大气
④原始大气中有相当数量的氧气存在
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⑤地球表面逐渐形成原始海洋
A.①②③④ B.①②③⑤
C.②③④⑤ D.①③④⑤
【解析】选B。刚形成的地球是一个炽热的火球，温度很高，到处火山喷发，熔岩横流；火山喷发出的水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳和硫化氢等气体组成了原始大气，不含有氧气；随着时间的推移，地球表面温度慢慢下降，但地球内部的温度仍然很高；大气中的水蒸气凝结成雨水降到地面，汇集成原始海洋。原始海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物，不断地相互作用，形成复杂的有机物，经过极其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命。
7.根据原始地球的环境条件，推测地球上原始生命的生存条件是( )
A.不需要营养，需要氧气
B.不需要营养和氧气
C.需要营养，不需要氧气
D.需要营养和氧气
【解析】选C。在原始地球条件下，大气中没有氧气，说明原始生命的呼吸不需要氧气。刚形成的原始生命，体内不含叶绿素，不能通过光合作用制造有机物，其营养方式是异养的可能性较大，所以需要营养。
8.如图是生命起源的过程示意图，请据图回答下列有关生命起源的问题：
(1)原始大气的物质来自__________________________。
(2)在生命起源的第一步中所利用的自然条件是原始大气的高温、雷电和______________。
(3)发生在原始大气中的过程是________(填图中字母)。
(4)发生在原始海洋中的过程是______________。
(5)原始大气没有氧气的原因是原始地球上没有________________。
【解析】本题考查海洋化学起源说的过程。
(1)从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等构成了原始的大气层。
(2)原始地球上不断出现的高温、雷电和紫外线等为大气中无机物形成有机小分子物质提供了能量。
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(3)发生在原始大气中的过程是A，即由无机物形成有机小分子物质。此过程说明原始地球尽管不能形成生命，但能形成构成生物体的有机物。
(4)发生在原始海洋中的过程是：B从有机小分子物质合成有机大分子物质、C从有机大分子物质演变为原始生命、D从原始生命进化成原始单细胞生物。
(5)原始地球上没有绿色植物，因此，不能进行光合作用制造氧气。
答案：(1)火山喷发释放的气体 (2)紫外线
(3)A (4)B、C、D (5)绿色植物
1.(2017·济南学业考)原始生命形成的场所是( )
A.原始海洋 B.原始大气
C.原始森林 D.原始陆地
【解析】选A。生命起源的化学进化学说认为地球上原本没有生命，生命是由非生命物质逐渐演变而来的。原始大气在紫外线、雷电、高温等条件的作用下，形成了有机小分子物质，如氨基酸、核苷酸等。这些有机小分子物质随降雨汇入原始海洋，经过长期积累并相互作用，形成了比较复杂的有机大分子物质，如原始的蛋白质、核酸等。这些物质逐渐聚集并在外表形成了与周围海水隔开的原始界膜，构成了相对独立的体系。这种独立的体系不断完善，它们一旦能实现原始的新陈代谢和个体增殖，便意味着原始生命诞生了。从有机小分子物质到原始生命的进化过程都是在原始海洋中进行的，因此说原始海洋是原始生命诞生的摇篮。
2.(2016·德州学业考)科学家推测，生命起源的化学进化过程顺序是( )
①诞生原始生命
②形成有机小分子物质
③构成独立的体系
④形成有机大分子物质
A.②③④① B.①②③④ C.③④②① D.②④③①
【解析】选D。生命起源的四个过程是：从无机小分子物质形成有机小分子物质，从有机小分子物质形成有机大分子物质，从有机大分子物质构成独立的体系，从独立的体系诞生原始生命。分析选项可知，D正确。
3.(2017·烟台学业考)米勒研究生命起源应用的科学方法是( )
A.观察法 B.调查法
C.比较法 D.模拟法
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【解析】选D。本题考查生物学常见的探究方法。米勒根据原始地球的环境设计一个模拟实验来研究生命的起源，在密闭实验装置中通入氢气、氨、甲烷等模拟原始大气，用火花放电模拟闪电等环境条件。
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