图:The original uploader was Carny at Hebrew Wikipedia. · CC BY 2.5 · Wikimedia Commons
- 类型
- 实验
- 命名来源
- 斯坦利·米勒、哈罗德·克莱顿·尤里
- 学科
- 化学、物理学
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百科正文
米勒-尤里实验是关于生命起源的经典实验之一,由芝加哥大学的史丹利·米勒与哈罗德·尤里于1953年主导完成,其结果以《在可能的早期地球环境下之氨基酸生成》(A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions)为题发表。米勒实验对后来探索前生物分子的非生物合成具有相当大的启发性,至今依然是教科书中关于生命起源的经典实验。
实验方式与结果
在实验中,研究者将水(H2O)、甲烷(CH4)、氨(NH3)、氢气(H2)与一氧化碳(CO)密封于无菌状态下的玻璃管于烧瓶内,并将其连结形成一个回路。装置中的一个烧瓶装着半满的液态水,另一个则含有一对电极。首先将液态水加热促使其蒸发,进而产生水蒸气;而另一烧瓶的电极通电后会产生火花,以模拟闪电。水蒸气经过电极之后,又再度凝结并重回原先装水的烧瓶中,使实验得以循环进行。
于实验开始一周后的观察中发现,约有10%到15%的碳以有机化合物的形式存在。其中2%属于氨基酸,以甘胺酸最多。而糖类、脂质与一些其他可构成核酸的原料也在实验中形成;核酸本身,如DNA或RNA则未出现。在实验中产生的各种化合物皆同时有左式与右式之镜像异构物。(注:一般报导将“左式 L-form”“右式 D-form”误译为“左旋”“右旋”,事实上几乎所有生物化学的教材均说明生物氨基酸为“左式 L-form”,但却大多为“右旋光性”)
除了上述实验之外,米勒还进行了其他相关的实验,但这些实验都没有发表,产物也没有进行分析。2008年,11名科学家重新分析了米勒-尤里实验留下的实验瓶样品,借助于高效液相色谱和质谱技术,他们发现该实验产生的有机化合物比原先报道的要多。有机物数量最多的是一个模拟火山爆发情景的实验:水蒸气推动着其他气体进入一个经过改造的烧瓶中,加入抽气装置,使气体流动的速度加快。在电火花的作用下,水分子在这种情况下可以均裂生成羟基自由基,再加之其他分子参与的反应,该实验一共得到了22种氨基酸,5种胺,以及很多羟基化的化合物。羰基硫可以帮助这些氨基酸缩合形成多肽。这些进一步的研究为化学演化的假说提供了证据,使生命起源的问题再次回归焦点。
米勒实验证明:由无机物合成小分子有机物是完全有可能的。
含碳产物列表
由初始的59000微莫耳(μmol)的甲烷(CH4)所形成的含碳产物:
(*合成蛋白质的氨基酸)
以上内容摘自维基百科「米勒-尤里实验」,按 CC BY-SA 4.0 使用,去掉了参考文献、外部链接等尾部小节,公式改写成了纯文本。全文、配图和出处见原文。
