第一节 生命的起源
一、单选题
1.大量证据表明,原始生命起源于( )
A. 原始大气 B. 原始陆地 C. 原始海洋 D. 原始岩层
2.用氨基酸人工合成结晶牛胰岛素是生命科学上的重要成果,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. 从有机大分子物质演变为原始生命 D. 从原始生命发展成单细胞生命
3.首先在实验室模拟大气成分,利用火花放电形成简单有机物的科学家是( )
A. 达尔文 B. 巴斯德 C. 奥巴林 D. 米勒
4.原始生命起源的大致过程是( )
A. 原始大气的主要成分→有机物→原始生命 B. 火山熔岩的主要成分→有机物→原始生命
C. 紫外线的主要成分→有机物→原始生命 D. 原始地球表面土壤的主要成分→有机物→原始生命
5.原始地球条件下,最初生成有机小分子物质和有机大分子物质的场所依次是( )
A. 原始大气、原始大气 B. 原始海洋、陆地
C. 原始大气、原始海洋 D. 原始海洋、原始海洋
6.目前出版的《科学》杂志公布了2014年度十大科学突破,“鸟类的起源”研究名列其中.下列关于鸟类和哺乳类的起源的说法中,正确的是( )
A. 哺乳类是由古代鸟类进化而来的 B. 鸟类是由古代哺乳类进化而来的
C. 鸟类和哺乳类都是由古代两栖类进化而来的 D. 鸟类和哺乳类都是由古代爬行类进化而来的
7.据科学家推测,我们生活的地球年龄大约是( )
A. 12亿年 B. 20亿年 C. 46亿年 D. 37亿年
8.促进森林古猿进化成为人类的根本动力原因是( )
A. 火的使用 B. 森林的大量消失 C. 地面的猛兽较多 D. 群体生活
9.大约在地球形成以后的( )年左右,才逐渐形成了原始的生命
A. 8亿年 B. 12亿年 C. 10亿年 D. 46亿年
10.下列哪项是原始大气的成分 ( )
A. 甲烷、氨气、水蒸气、氧气 B. 甲烷、氨气、水蒸气、氢气
C. 甲烷、氨气、二氧化碳、氧气 D. 氨气、水蒸气、氢气、二氧化碳
二、填空题
11.生命起源的过程是无机物→________→原始生命。
12.米勒实验表明,原始地球上尽管不能形成生命,但能产生构成生物体的________。
三、综合题
13.如图是生命起源的过程示意图,爵据图回答下列有关生命起源的问题:
(1)原始大气的成分包括________。
(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________(填图中字母)。
(5)原始大气成分与现代大气成分有什么明显不同?________。
14.如图是米勒关于原始地球的模拟实验装置,美国学者米勒等人设计了如下图所示的实验装置。首先把水加入500毫升的烧瓶中抽出空气,加入甲烷、氨、氢的混合气体,然后把烧瓶内的水煮沸,使混合气体进入溶剂为5l的烧瓶中,在这些气体中连续火花放电一周,冷却后产物沉积在B瓶中,它含有氨基酸等有机小分子,根据下图所示,完成下列问题。
(1)A瓶内的气体模拟的是________ 的成分,该成分中不含________(A.氢气 B. 氨气 C. 氧气 D. 甲烷)。
(2)火花放电模拟的是________。
(3)C瓶内的样品中含有的有机物是________。
(4)通过实验,米勒得出的结论是________。
参考答案
一、单选题
1.【答案】C
【解析】化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,如水蒸气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,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物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.可见生命起源于原始海洋。
【分析】对于生命的起源有很多假说,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。
2.【答案】B
【解析】有关生命起源的学说有很多,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说.这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在 极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的.化学起源说将生命的起源分为四个阶段:第一个阶段,从无机小分子生成有机 小分子的阶段;第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质;第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系;第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。
结晶牛胰岛素是一种活性蛋白质,蛋白质是大分子物质,人工合成蛋白质的成功证明了在生物体外可以将有机小分子物质合成为有机大分子物质.可见是证明了生命起源的第二步,B正确。
【分析】有关生命起源的学说有很多,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。
3.【答案】D
【解析】在研究生命的起源中,美国学者米勒模拟原始地球的条件设计了一个实验装置,将甲烷、氨、氢、水蒸气等气体泵入一个密闭的装置内,通过火花放电,合成了氨基酸,证明了从无机物合成有机物是有可能的这一结论。
【分析】美国学者米勒首先在实验室模拟大气成分,利用火花放电形成简单有机物。
4.【答案】A
【解析】化学起源学说认为:原始大气在雷电、紫外线等长期作用下,形成有机小分子物质,这些有机物随雨水汇集到原始海洋中,形成有机大分子物质,通过长期的相互作用,最后形成原始的生命。体现了由“原始大气的主要成分一有机物一原始生命”过程。
【分析】本题主要考查地球上生命的起源相关知识,意在考查考生能记住所学的知识,把握知识间的内在联系。
5.【答案】C
【解析】化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,如水蒸气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,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物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中,原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命,可见生命起源于原始海洋,由上可知,最初生成有机小分子物质和有机高分子物质的场所依次是原始大气层、原始海洋,C正确。
6.【答案】D
【解析】如图生物进化树:
可见,动物进化的历程是由无脊椎动物→脊椎动物的.而脊椎动物的进化历程:原始鱼类→原始两栖类→原始爬行类→鸟类和哺乳类.因此鸟类和哺乳类都是由古代爬行类进化而来的。
【分析】生物进化的总体趋势是:从简单到复杂,从低等到高等,从水生到陆生。
7.【答案】C
【解析】到了20世纪,科学家们找到了测定地球年龄的最可靠的方法,叫做同位素地质测定法。
例如1克铀经过一年之后有1/74亿克衰变为铅和氦。在铀的质量不断减少的情况下,经过约45亿年以后,大体就有1/2克衰变为铅和氦。利用放射性元素的这一特性,我们选择含铀的岩石,测出其中铀和铅的含量,便可以比较准确地计算出岩石的年龄。用这种方法推算出地球上最古老的岩石大约为38亿年。当然这还不是地球的年龄,因为在地壳形成之前地球还经过一段表面处于熔融状态的时期,科学家们认为加上这段时期,地球的年龄应该是46亿年。
【分析】本题为基础题,熟记即可。
8.【答案】B
【解析】引起生物进化的动力是环境的改变,森林古猿原来生活在森林中,在1千万至2千万年前,地壳运动,地球上出现了喜马拉雅山、阿尔卑斯山脉,在东非则形成了大裂谷。当时气候也发生了剧烈的变化,东非大裂谷原先的热带雨林,有一部分变成了稀树草原,由于森林的消失,一部分森林古猿不得不下地生活。下到地面上生活的那部分森林古猿由于环境的改变和自身形态结构的变化,逐渐进化成人类。【分析】本题考查人类的起源,意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
9.【答案】C
【解析】科学家推测,大约在46亿年前,地球刚刚形成,那时候地球的温度很高,地球进入了另一个发展阶段,地球的原始大气中含有氨、甲烷、硫化氢、二氧化碳、氢气、水等成分,但没有游离的氧气,大气中的一些气体和地壳表面的一些可溶性物质溶于水中,在宇宙射线、太阳紫外线、闪电、高温等的作用下而自然合成了一系列的小分子有机化合物,例如氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等,随雨水汇集在原始海洋中,从而为生命的诞生准备了必要的条件,这些有机物不断的相互作用,经过极其漫长的岁月,大约在地球形成以后的10亿年以后,才逐渐形成了原始的生命.因此原始生命的形成的时间,大约的在地球形成后10亿年。
【分析】地球形成于46亿年前,地球形成的最初是没有生命的,大约在地球形成以后的10亿年以后,才逐渐形成了原始的生命,据此分析解答。
10.【答案】B
【解析】地质学家研究表明,地球大约是在46亿年以前形成的,那时候地球的温度很高,地面上的环境与现在的完全不同:天空中或赤日炎炎,或电闪雷鸣,地面上火山喷发,熔岩横流,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,原始大气中没有氧气。
【点评】此题为基础题,只要熟练掌握了原始大气的成分,即可解答本题。
二、填空题
11.【答案】有机物
【解析】化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,如水蒸气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,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物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.因此简而言之即是:原始大气在雷电、紫外线等长期作用下,形成有机小分子,这些有机物随雨水汇集到原始海洋中,形成有机大分子,通过长期的相互作用,最后形成原始的生命.体现了由“无机物→有机物→原始生命”过程。
【分析】对于生命起源的问题,历史上对这个问题也存在着多种臆测和假说,并有很多争议,现在人们对生命起源的问题有了更深入的研究,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说,据此回答。
12.【答案】有机物
【解析】米勒的实验装置如下图:
生命起源的学说有很多,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说.原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,如水蒸气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,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物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,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.可见生命起源于原始海洋.可见化学起源说将生命的起源分为四个阶段:无机小分子→有机小分子→有机大分子→原始生命.米勒的实验如上图,将水注入左下方的烧瓶内,先将玻璃仪器中的空气抽去.然后打开左方的活塞,泵入甲烷、氨和氢气的混合气体(模拟原始大气).再将烧瓶内的水煮沸,使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环,并在另一容量为5升的大烧瓶中,经受火花放电(模拟雷鸣闪电)一周,最后生成的有机物,经过冷却后,积聚在仪器底部的溶液(模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中).此实验结果共生成20种有机物.其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的.米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,即从无机物形成有机物质在原始地球的条件下是完全可能实现的。
【分析】随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现,人们对生命起源的问题有了更深入的研究,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。在地球形成的最初是没有生命的,在地球上生命发生之前,经历了由无机物转变为有机物的化学进化过程。米勒用实验验证了这一步,据此解答。
三、综合题
13.【答案】(1)水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等 (2)紫外线 (3)A (4)B,C,D
(5)原始大气中没有氧气
【解析】(1)(2)地质学家研究表明,地球大约是在46亿年以前形成的,那时候地球的温度很高,地面上的环境与现在的完全不同:天空中或赤日炎炎,或电闪雷鸣,地面上火山喷发,熔岩横流.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,还有一部分硫化氢和氰化氢,虽有少量的水蒸气受到强烈的紫外线的作用,分解为氢和氧,但是氢由于太轻而浮到大气层的最高处,大部分逐渐消失在宇宙空间,而氧气很快与地面上的一些物质结合为氧化物,因此原始大气中没有氧气。(3)发生在原始大气中的过程是A,即由无机物形成有几小分子物质.此过程说明原始地球尽管不能形成生命,但能形成构成生命体的有机小分子物质。(4)发生在原始海洋中的过程是:B从有机小分子物质合成大分子有机物质、C从有机大分子物质演变为原始生命、D从原始生命进化出单细胞生物都是在原始海洋中。(5)从火山中喷出的气体,如水蒸气、氢气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,虽有少量的水蒸气受到强烈的紫外线的作用,分解为氢和氧,但是氢由于太轻而浮到大气层的最高处,大部分逐渐消失在宇宙空间,而氧气很快与地面上的一些物质结合为氧化物,因此原始大气中没有氧气。
【分析】在众多的生命起源学说中,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说.这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的.化学起源说将生命的起源分为四个阶段:第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段;第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质;第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系;第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。米勒等人所做的实验是为了证明该学说的第一步。
14.【答案】(1)原始大气 氧气 (2)原始天空的闪电 (3)氨基酸
(4)生命起源的第一步,即从无机物形成有机物,在原始地球的条件下是完全可能实现的
【解析】(1)A装置里的气体相当于原始大气,有氢气、氨气、甲烷等,与现在大气成分的主要区别是无氧气。正负极接通进行火花放电是模拟自然界的闪电,这主要是为该实验提供了条件,B内的液体模拟原始海洋。(2)米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程。(3)若取样鉴定,可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质,共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的。(4)米勒的实验试图向人们证实,在生命起源的化学进化过程中,生命起源的第一步,即从无机物形成有机物,在原始地球的条件下是完全可能实现的。
【分析】化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,如水蒸气、氨、甲烷、氢气等构成了原始的大气层,还有一部分硫化氢和氰化氢,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有氧气;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物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中.原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命.可见生命起源于原始海洋.米勒通过实验验证了化学起源学说的第一阶段.即从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的。