米勒-尤里實驗- 維基百科，自由的百科全書

米勒-尤里實驗（Miller-Urey experiment）是一項模擬假設性早期地球環境的實驗，研究目的是測試化學演化的發生情況。

尤其是針對亞歷山大·歐帕林與約翰·伯頓·桑驗，該 ... 米勒-尤里實驗 維基百科，自由的百科全書 跳至導覽 跳至搜尋 此條目之中立性有爭議。

其內容、語調可能帶有明顯的個人觀點或地方色彩。

(2020年2月12日)加上此模板的編輯者需在討論頁說明此文中立性有爭議的原因，以便讓各編輯者討論和改善。

在編輯之前請務必察看討論頁。

本條目可能存在過多偏好某個特定立場的論點。

(2020年2月)請協助改善這篇文章比如說：加入反方的觀點或於討論區中發起討論。

謝謝！ 米勒-尤里實驗（Miller-Ureyexperiment）是一項模擬假設性早期地球環境的實驗，研究目的是測試化學演化的發生情況。

尤其是針對亞歷山大·歐帕林與約翰·伯頓·桑驗，該學說認為早期地球環境使無機物合成有機化合物的反應較易發生。

米勒-尤里實驗是關於生命起源的經典實驗之一，由芝加哥大學的史丹利·米勒與哈羅德·尤里於1953年主導完成，其結果以《在可能的早期地球環境下之胺基酸生成》（AProductionofAminoAcidsUnderPossiblePrimitiveEarthConditions）為題發表[1][2][3]。

米勒實驗對後來探索前生物分子的非生物合成具有相當大的啟發性，至今依然是教科書中關於生命起源的經典實驗。

目次 1實驗方式與結果 2實驗反應式 3含碳產物列表 4對米勒試驗的補充 5後續探索 6注釋 7參考文獻 8外部連結 實驗方式與結果[編輯] 實驗圖解。

右下燒瓶模擬海洋環境，左上燒瓶則模擬閃電。

在實驗中，研究者將水（H2O）、甲烷（CH4）、氨（NH3）、氫氣（H2）與一氧化碳（CO）密封於無菌狀態下的玻璃管於燒瓶內，並將其連結形成一個迴路。

裝置中的一個燒瓶裝著半滿的液態水，另一個則含有一對電極。

首先將液態水加熱促使其蒸發，進而產生水蒸氣；而另一燒瓶的電極通電後會產生火花，以模擬閃電。

水蒸氣經過電極之後，又再度凝結並重回原先裝水的燒瓶中，使實驗得以循環進行。

於實驗開始一週後的觀察中發現，約有10%到15%的碳以有機化合物的形式存在。

其中2%屬於胺基酸，以甘胺酸最多。

而糖類、脂質與一些其他可構成核酸的原料也在實驗中形成；核酸本身，如DNA或RNA則未出現。

在實驗中產生的各種化合物皆同時有左式與右式之鏡像異構物。

（註：一般報導將「左式L-form」「右式D-form」誤譯為「左旋」「右旋」，事實上幾乎所有生物化學的教材均說明生物胺基酸為「左式L-form」，但卻大多為「右旋光性」） 除了上述實驗之外，米勒還進行了其他相關的實驗，但這些實驗都沒有發表，產物也沒有進行分析。

2008年，11名科學家重新分析了米勒-尤里實驗留下的實驗瓶樣品，藉助於高效液相色譜和質譜技術，他們發現該實驗產生的有機化合物比原先報導的要多。

[4]有機物數量最多的是一個模擬火山爆發情景的實驗：水蒸氣推動著其他氣體進入一個經過改造的燒瓶中，加入抽氣裝置，使氣體流動的速度加快。

在電火花的作用下，水分子在這種情況下可以均裂生成羥基自由基，再加之其他分子參與的反應，該實驗一共得到了22種胺基酸，5種胺，以及很多羥基化的化合物。

[5]羰基硫可以幫助這些胺基酸縮合形成多肽。

這些進一步的研究為化學演化的假說提供了證據，使生命起源的問題再次回歸焦點。

[6] 米勒實驗證明：由無機物合成小分子有機物是完全有可能的。

實驗反應式[編輯] 實驗中首先形成醛（R-CHO）與氰化氫（HCN），而兩者可作為接下來化學反應的原料，經由下列等通式生成其他化合物： 式一: R-CHO+HCN+H2O → H2N-CHR-COOH   醛   胺基酸 式二: R-CHO+HCN+2H2O → HO-CHR-COOH+NH3   醛   羥基酸 含碳產物列表[編輯] 由初始的59000微莫耳（μmol）的甲烷（CH4）所形成的含碳產物[7]： 產物 化學式 化合物莫耳數(μmol) 每一分子的碳原子數 碳原子莫耳數(μmol) 甲酸 H − C O O H {\displaystyleH-COOH} 2330 1 2330 甘氨酸* H 2 N − C H 2 − C O O H {\displaystyleH_{2}N-CH_{2}-COOH} 630 2 1260 乙醇酸 H O − C H 2 − C O O H {\displaystyleHO-CH_{2}-COOH} 560 2 1120 丙氨酸* H 3 C − C H ( N H 2 ) − C O O H {\displaystyleH_{3}C-CH(NH_{2})-COOH} 340 3 1020 乳酸 H 3 C − C H ( O H ) − C O O H {\displaystyleH_{3}C-CH(OH)-COOH} 310 3 930 β-丙氨酸 H 2 N − C H 2 − C H 2 − C O O H {\displaystyleH_{2}N-CH_{2}-CH_{2}-COOH} 150 3 450 乙酸 H 3 C − C O O H {\displaystyleH_{3}C-COOH} 150 2 300 丙酸 H 3 C − C H 2 − C O O H {\displaystyleH_{3}C-CH_{2}-COOH} 130 3 390 亞氨基二乙酸 H O O C − C H 2 − N H − C H 2 − C O O H {\displaystyleHOOC-CH_{2}-NH-CH_{2}-COOH} 55 4 220 肌氨酸 H 3 C − N H − C H 2 − C O O H {\displaystyleH_{3}C-NH-CH_{2}-COOH} 50 3 150 α-氨基丁酸 H 3 C − C H 2 − C H ( N H 2 ) − C O O H {\displaystyleH_{3}C-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH} 50 4 200 α-羥基丁酸 H 3 C − C H 2 − C H ( O H ) − C O O H {\displaystyleH_{3}C-CH_{2}-CH(OH)-COOH} 50 4 200 琥珀酸 H O O C − C H 2 − C H 2 − C O O H {\displaystyleHOOC-CH_{2}-CH_{2}-COOH} 40 4 160 尿素 H 2 N − C O − N H 2 {\displaystyleH_{2}N-CO-NH_{2}} 20 1 20 N-甲基尿素 H 2 N − C O − N H − C H 3 {\displaystyleH_{2}N-CO-NH-CH_{3}} 15 2 30 3-氮雜己二酸 H O O C − C H 2 − N H − C H 2 − C H 2 − C O O H {\displaystyleHOOC-CH_{2}-NH-CH_{2}-CH_{2}-COOH} 15 5 75 N-甲基丙氨酸 H 3 C − C H ( N H − C H 3 ) − C O O H {\displaystyleH_{3}C-CH(NH-CH_{3})-COOH} 10 4 40 穀氨酸* H O O C − C H 2 − C H 2 − C H ( N H 2 ) − C O O H {\displaystyleHOOC-CH_{2}-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH} 6 5 30 天冬氨酸* H O O C − C H 2 − C H ( N H 2 ) − C O O H {\displaystyleHOOC-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH} 4 4 16 α-氨基異丁酸 H 3 C − C ( C H 3 ) ( N H 2 ) − C O O H {\displaystyleH_{3}C-C(CH_{3})(NH_{2})-COOH} 1 4 4   總計 4916   8944 （*合成蛋白質的胺基酸) 對米勒試驗的補充[編輯] 很多人使用斯坦利·米勒在1953年進行的實驗作為證據，證明生命在最初可能是自然發生的。

可是，他的解釋能否成立，卻基於一個假設，就是地球的原始大氣是「還原性」，而非「氧化性」的。

那就是說，當時的大氣僅含有極微量的自由（未經化學結合的）氧。

這一點是一個十分重要的前提。

查爾斯·撒克斯頓（英語：CharlesThaxton）《生命起源的奧秘：再評目前各家理論》[8]一書指出，如果當時有許多自由氧存在，「胺基酸就不可能形成；即使有些胺基酸碰巧產生了，它們也會迅速分解」[註1]。

米勒完成了他的實驗後，過了兩年，發表了一篇經典的論文，其中指出：「當然，這些見解只是推測，因為我們根本不知道地球當初形成時，大氣是否處於還原狀態。

……目前還沒有直接的證據證實這一點。

」[9] 大約二十五年後，科學作家羅伯特·考恩說：「科學家不得不重新評估他們的若干假設。

……他們沒有找著什麼證據去支持他們的主張，證明最初的大氣是充滿氫而高度還原的，有些證據更顯示情形剛剛相反。

」[10] 1991年，約翰·霍根在《科學美國人》（ScientificAmerican）發表的文章指出：「過去十多年來，有越來越多人質疑尤里和米勒就大氣所作的假設。

根據科學實驗及用電腦重現的大氣……顯示，當時來自太陽的紫外線輻射（現在受大氣中的臭氧層所阻隔）可以破壞大氣里含氫的分子。

……這樣的大氣［二氧化碳和氮］對於形成胺基酸和別的生命要素十分不利。

」 既然這樣，為什麼還有許多科學家堅稱地球早期的大氣是還原的，只含有極少的氧呢？西德尼·福克斯和克勞斯·多斯在《分子進化與生命起源》[11]中回答說：當時的大氣必然缺乏氧，原因之一是，「實驗室的實驗顯示，進化的化學階段……會受到氧所抑制」；此外，「在有氧的地質時期」，像胺基酸一樣的化合物是「不穩定」的。

後續探索[編輯] 米勒教授在作了他的實驗四十多年後告訴《科學美國人》雜誌說：「生命起源的奧秘，原來比我和其他大部分人所估計的更難解開。

」其他科學家的想法也有同樣的轉變。

例如早在1969年，生物學教授迪安·凱尼恩跟別人合著了《生化學預定論》[12]。

但較近期的時候，他指出：「物質可以自行跟能量組織成生物系統，這件事根本是難以置信的。

」 凱尼恩認為：「目前所有用化學解釋生命起源的理論，都犯了根本上的錯誤。

」實驗證明他的看法是對的。

米勒和其他科學家合成了胺基酸後，科學家著手製造蛋白質和DNA；這兩種物質都是地上生物維持生命所必需的。

科學家在生命起源以前的環境裡進行了數千次試驗。

《生命起源的奧秘：再評目前各家理論》[13]指出：「我們在合成胺基酸方面的成就有目共睹，但合成蛋白質和DNA卻始終失敗；兩者形成了強烈的對照。

」科學家在合成蛋白質和DNA方面所作的努力，可以用「總是失敗」來形容。

要解開的謎並非僅限於第一個蛋白質分子和第一個核酸分子（DNA或RNA）怎樣產生，同時也包括它們怎樣共同發揮作用。

《新大英百科全書》[14]說：「惟獨這兩種分子共同發揮作用，生物才可能在地上生存。

」可是這套百科全書指出，這兩種分子怎麼會彼此緊密合作，「在生命起源方面」仍然「是個關鍵性的啞謎」。

米勒試驗中產生的胺基酸是外消旋體，既有L型也有D型的，二者的比例差不多相等。

然而生物用於構建蛋白質的胺基酸卻都為L型胺基酸。

為什麼生物偏好L型胺基酸，這仍然需要進一步探索。

在大約一百種已知的胺基酸中，只有20種是蛋白質的成分，而所有這些胺基酸都是左式的。

科學家曾仿照他們認為在生命起源以前的太古濃湯（英語：Primordialsoup）裏發生的情況，在實驗室裏製造胺基酸。

他們發現，這樣製造出來的胺基酸分子，右式和左式的數目相等。

《紐約時報》報導說：「生命完全有賴於左式的胺基酸，所以這種左右式胺基酸各占一半的現象並不常見。

」為什麼活物完全由左式胺基酸所組成，至今仍然是個「莫大的奧秘」。

不過，根據NASA的科學家對隕石的研究，發現太空中隕石上的胺基酸存在異構體過量，即L型胺基酸比例高於D型胺基酸[15]。

注釋[編輯] ^氧很容易起化學反應。

例如，氧跟鐵結合就形成氧化鐵，就是常見的鏽，跟氫結合就形成水。

如果在組合胺基酸的時候大氣里有很多自由氧，氧就會迅速跟有機分子結合，並把它們分解。

參考文獻[編輯] ^MillerS.L.ProductionofAminoAcidsUnderPossiblePrimitiveEarthConditions(PDF).Science.1953,117:528.doi:10.1126/science.117.3046.528.（原始內容(PDF)存檔於2008-02-28）.  ^MillerS.L.,andUrey,H.C.OrganicCompoundSynthesisonthePrimitiveEarth.Science.1959,130:245.doi:10.1126/science.130.3370.245.  ^A.Lazcano,J.L.Bada.The1953StanleyL.MillerExperiment:FiftyYearsofPrebioticOrganicChemistry.OriginsofLifeandEvolutionofBiospheres.2004,33:235–242.doi:10.1023/A:1024807125069.  ^JohnsonAP,CleavesHJ,DworkinJP,GlavinDP,LazcanoA,BadaJL.TheMillerVolcanicSparkDischargeExperiment.Science.2008,322(5900):404.doi:10.1126/science.1161527.  ^CatherineBrahic.VolcaniclightningmayhavesparkedlifeonEarth-earth-16October2008-NewScientistEnvironment.NewScientist.[2008-10-17].（原始內容存檔於2008-10-20）.  ^'Lost'Miller-UreyExperimentCreatedMoreOfLife'sBuildingBlocks.ScienceDaily.Oct17,2008[2008-10-18].  ^RichardE.Dickerson:ChemischeEvlutionundderUrsprungdesLebens,inSpektrumderWissenschaft,1979,Heft9,S.193 ^參看TheMysteryofLife’sOrigin:ReassessingCurrentTheories，英文版 ^參看JournaloftheAmericanChemicalSociety,，1955年5月12日刊。

^參看TechnologyReview,《技術評論》，1981年4月刊。

^參考「MolecularEvolutionandtheOriginofLife」,SidneyW.FoxandKlausDose，英文 ^參看BiochemicalPredestination，Prof.DeanH.Kenyon,英文版 ^參考「TheMysteryofLife’sOrigin:ReassessingCurrentTheories」，英文版 ^參考：「TheNewEncyclopædiaBritannica」,英文版 ^Glavin,Daniel.MoreAsteroidsCouldHaveMadeLife'sIngredients.18Jan2011[2012-06-29]（英語）.  外部連結[編輯] AProductionofAminoAcidsUnderPossiblePrimitiveEarthConditionsbyStanleyL.Miller 閱論編生物學史領域和學科 自然歷史 農業史 農學史（英語：Historyofagriculturalscience） 植物學史（英語：Historyofbotany） 醫學史 解剖學史 動物學史(1859年之前)（英語：Historyofzoology(through1859)） 動物學史(1859年之後)（英語：Historyofzoology(since1859)） 植物分類學史（英語：Historyofplantsystematics） 古生物學史（英語：Historyofpaleontology） 地質學史 演化思想史 生態學史（英語：Historyofecology） 模式生物史（英語：Historyofmodelorganisms） 藻類學史（英語：Historyofphycology） 遺傳學史（英語：Historyofgenetics） 生物化學的歷史 分子生物學史 RNA生物學史（英語：HistoryofRNAbiology） 分子演化學史（英語：Historyofmolecularevolution） 免疫學史（英語：Timelineofimmunology） 生物技術史（英語：Historyofbiotechnology） 機構 洛桑實驗站（英語：RothamstedResearch） 巴斯德研究院 馬克斯·普朗克學會 冷泉港實驗室 索克研究所 安東·多恩動物園（英語：StazioneZoologica） 海洋生物學實驗室 洛克菲勒大學 伍茲霍爾海洋研究所 分子生物學實驗室 實驗 格里菲斯實驗 米勒-尤里實驗 盧瑞亞-德爾布呂克實驗 埃弗里-麥克勞德-麥卡蒂實驗 赫希-蔡斯實驗 米西爾遜-斯塔爾實驗 克里克與布倫納等人的實驗（英語：Crick,Brenneretal.experiment） 尼倫伯格－馬特伊實驗 尼倫伯格和里德的實驗（英語：NirenbergandLederexperiment） 理論和概念 自然發生說 自然階梯 拉馬克學說 達爾文學說 疾病的生源說（英語：Germtheoryofdisease） 一基因一酶假說（英語：Onegene-oneenzymehypothesis） 原初生命體 序列假說（英語：Sequencehypothesis） 分子生物學的中心法則 RNA世界學說 歷史古典時代 亞里斯多德 《論產生和毀滅》 《動物志》 泰奧弗拉斯托斯 《植物志》 迪奧科里斯 《藥物論（英語：DeMateriaMedica）》 文藝復興,近代早期 安德雷亞斯·維薩里 《人體的構造》 威廉·哈維 《心血運動論》 馬爾切洛·馬爾皮吉 羅伯特·胡克 《顯微圖譜》 列文虎克 弗朗切斯科·雷迪 18世紀,19世紀 卡爾·林奈 《自然系統》 布豐 讓-巴蒂斯特·拉馬克 《動物哲學》 喬治·居維葉 《動物界（英語：LeRègneAnimal）》 亞歷山大·馮·洪堡 查爾斯·萊爾 《地質學原理》 《創造的痕跡（英語：VestigesoftheNaturalHistoryofCreation）》 查爾斯·達爾文 《物種起源》 《人類的由來》 阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士 約瑟夫·潘契奇 亨利·沃爾特·貝茲 孟德爾 植物雜交試驗（英語：ExperimentsonPlantHybridization） 路易·巴斯德 羅伯特·科赫 恩斯特·海克爾 巴甫洛夫 謝爾蓋·維諾格拉茨基 雅克·洛布 許霍·德弗里斯 埃德蒙·比徹·威爾遜 20世紀 托馬斯·亨特·摩爾根 亞歷山大·伊萬諾維奇·奧巴林 亞歷山大·弗萊明 羅伯特·里奇韋 J·B·S·霍爾丹 賴特 羅納德·費雪 《孟德爾遺傳假定下的親戚之間的相關性（英語：TheCorrelationbetweenRelativesontheSuppositionofMendelianInheritance）》 《生命是什麼?》 康拉德·洛倫茲 巴巴拉·麥克林托克 費奧多西·多布然斯基 《遺傳學與物種起源（英語：GeneticsandtheOriginofSpecies）》 恩斯特·瓦爾特·邁爾 喬治·韋爾斯·比德爾 西摩·本澤 羅莎琳·富蘭克林 詹姆斯·沃森，和克里克 "核酸分子結構" 《鐮刀型紅血球疾病，一種分子疾病（英語：SickleCellAnemia,aMolecularDisease）》 弗雷德·桑格 馬克斯·佩魯茨 約翰·肯德魯 西德尼·布倫納 喬舒亞·萊德伯格 沃特·吉爾伯特 凱利·穆利斯 史蒂芬·傑伊·古爾德 林恩·馬古利斯 卡爾·烏斯 珍·古道爾 埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷 珍妮弗·道德納 相關主題 科學史 醫學史 傳染病歷史 生物學哲學 生物學和有機化學的時間軸（英語：Timelineofbiologyandorganicchemistry） 自然哲學 自然神學 洪堡科學（英語：Humboldtianscience） 宗教與科學的關係 優生學 人類基因組計劃 神創論史（英語：Historyofcreationism） 神創論與演化論的爭議史（英語：Historyofthecreation–evolutioncontroversy） 分類 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=米勒-尤里实验&oldid=67754870」 分類：自2020年2月需要更多觀點的條目生物學實驗化學實驗生物學史生物起源1952年1953年2008年科學隱藏分類：CS1英語來源(en)自2020年2月中立性有爭議的作品拒絕當選首頁新條目推薦欄目的條目模板中使用無效日期參數的條目 導覽選單 個人工具 沒有登入討論貢獻建立帳號登入 命名空間 條目討論 臺灣正體 已展開 已摺疊 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 閱讀編輯檢視歷史 更多 已展開 已摺疊 搜尋 導航 首頁分類索引特色內容新聞動態近期變更隨機條目資助維基百科 說明 說明維基社群方針與指引互助客棧知識問答字詞轉換IRC即時聊天聯絡我們關於維基百科 工具 連結至此的頁面相關變更上傳檔案特殊頁面靜態連結頁面資訊引用此頁面維基數據項目 列印/匯出 下載為PDF可列印版 其他專案 維基共享資源 其他語言 العربيةAzərbaycancaБългарскиবাংলাCatalàکوردیČeštinaDanskDeutschΕλληνικάEnglishEspañolEuskaraفارسیSuomiFrançaisGalegoעבריתHrvatskiMagyarՀայերենBahasaIndonesiaItaliano日本語한국어LietuviųNederlandsNorskbokmålਪੰਜਾਬੀPolskiPortuguêsРусскийSrpskohrvatski/српскохрватскиSimpleEnglishSlovenčinaSlovenščinaСрпски/srpskiSvenskaதமிழ்TagalogTürkçeУкраїнськаاردوTiếngViệt粵語 編輯連結