5 X射线的系列实验
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(图注:利用x射线对细小晶体进行结构分析)
我们都知道富兰克林在x射线衍射领域取得了很大的成就,但是,他的实验在很大程度上是以霍奇金的研究成果为基础的。霍奇金是研究x射线衍射技术的先驱者,她利用这项技术成功的揭示了复杂的化学药品——青霉素的结构。1928年,科学家亚历山大发现了这种杀菌药品,科学家们致力于提纯该药品以便研究出一种可行的治疗方法。通过测绘青霉素原子的3D排列图,霍奇金研究出了新的青霉素合成方法,为医生们治疗感染带来了新的希望。
几年之后,霍奇金采用同样的技术,明白了维生素B12的结构。她在1964年获得了诺贝尔化学奖,这是其他女性无法企及的一项荣誉。
6 米勒—尤列实验
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(图注:实验室中的尤列)
1929年,生物学家阿列克桑德·奥帕瑞和约翰·霍尔丹猜测早期的地球大气层缺少氧气。在这种恶劣的情况下,如果单分子受到紫外线或者闪电等强能量刺激,它们将形成复杂的有机物分子,霍尔丹说道,海洋,曾经只是这些有机分子的“原生汤”。
为了对阿列克桑德·奥帕瑞和约翰·霍尔丹和理论进行验证,1953年,美国化学家哈罗德·尤里和斯坦利·米勒进行了著名的米勒—尤列实验。他们建立了一个受控型密封系统,模拟地球早期大气层环境。
他们在长颈瓶中装上温水来模拟当时的海洋,当水蒸气蒸发时,会被收集在另一个烧瓶中。尤里和米勒在该实验装置中引入了氢气、甲烷和氨气,模拟早期大气层无氧气的状况。然后,他们释放电火花,来模拟闪电,进入这种混合气体构成的无氧大气层。最终,利用冷凝器将这些气体冷却成液体,收集进行分析。
实验开始一周後的观察中发现,在冷却的液体中大量地存在着有机化合物,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。尤里和米勒得出结论称,有机分子形式能够来自于无氧大气层,同时最简单的生命体也可能孕育在这种早期环境中。