原始地球で無機物から有機物ができた化学進化の過程（ミラーの放電実験の意味、熱水噴出孔、RNAワールド、膜で包まれた原始的な細胞の誕生）について、正しい記述を選べる・実験結果から考えられることを判断できる
生命が誕生する前の原始地球で、無機物から簡単な有機物（アミノ酸など）ができ、それがさらに大きな分子（タンパク質や核酸）へと変化していった過程を化学進化といいます。この技能では、ミラーの放電実験が何を示したのか、化学進化の場として熱水噴出孔が注目される理由、RNA ワールドという考え方、膜で包まれた原始的な細胞の誕生について、正しい記述を見分けられるようにします。共通テスト型の「正しいものを選べ」の問題や、実験の結果から何が言えるかを判断する問題で使います。
いまの生物の細胞は、細胞膜で外と仕切られ、その中で DNA の遺伝情報をもとにタンパク質（酵素）がつくられ、酵素がさまざまな反応を進めています。生命の誕生を考えるときは、この「材料となる有機物」「遺伝情報と触媒（反応を進めるはたらき）」「外と仕切る膜」が、生物がいない状態からどのような順にそろったかを考えます。
まず材料について。1953 年にミラーは、原始大気の成分と考えた気体（メタン・アンモニア・水素・水蒸気）を密閉した装置に入れ、雷を想定した放電をくり返しました。すると装置の水の中にアミノ酸などの有機物ができていました。この実験が示したのは「生物がいなくても、無機的な条件で有機物ができうる」ということで、生命そのものができたことや、原始地球で実際にこの反応が起こったことを証明したわけではありません。また、原始大気は二酸化炭素や窒素が主だったとする考えもあり、有機物ができた場として、深海の熱水噴出孔も注目されています。熱水噴出孔のまわりは高温・高圧で、メタン・硫化水素・水素などが噴き出しているので、有機物ができる材料とエネルギーがそろっています。
次に遺伝情報と触媒について。DNA は遺伝情報を、タンパク質は触媒のはたらきをもちますが、DNA をつくるには酵素（タンパク質）が必要で、タンパク質をつくるには遺伝情報が必要です。この「どちらが先か」の問題に対し、RNA は遺伝情報をもつことができ、しかも触媒のはたらきをもつものがある（リボザイム）ことから、最初は RNA が両方の役割を担っていたと考えるのが RNA ワールドの考え方です。のちに、より安定な DNA が遺伝情報を、より多様なはたらきをもつタンパク質が触媒を担うようになったと考えられています。最後に、こうした分子が脂質などでできた膜に包まれ、外と仕切られた空間の中で反応や自己複製を行えるようになったものが、原始的な細胞の始まりと考えられています。
選択肢の記述が、化学進化のどの段階（有機物の生成・遺伝情報と触媒・膜で包まれた細胞）の話かを見分ける
ミラーの実験の記述では、使った気体（メタン・アンモニア・水素・水蒸気）、条件（放電）、できたもの（アミノ酸などの有機物）が合っているか、また「生命ができた」「証明された」などの言いすぎがないかを確かめる
熱水噴出孔の記述では、高温・高圧でメタン・硫化水素・水素などが供給される場であることと合っているかを確かめる
RNA ワールドの記述では、RNA が「遺伝情報」と「触媒」の両方を担ったという点、のちに DNA とタンパク質に役割が移ったという順序が合っているかを確かめる
最後に、正しいと判断した選択肢が問われている数（1 つ、2 つなど）と合っているかを確かめて答える
化学進化と生命の誕生に関する記述として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア ミラーの実験では、装置の中に DNA が合成され、原始地球で生命が誕生したことが証明された。
イ ミラーの実験では、メタン・アンモニア・水素・水蒸気の混合気体に放電をくり返すと、アミノ酸などの有機物が生じた。
ウ RNA ワールドとは、最初の生物では遺伝情報をタンパク質が担い、触媒のはたらきを DNA が担っていたとする考えである。
エ 深海の熱水噴出孔のまわりは低温で、有機物が分解されにくいため、化学進化の場として注目されている。
手順 1: アとイはミラーの実験（有機物の生成）、ウは RNA ワールド（遺伝情報と触媒）、エは熱水噴出孔（有機物の生成の場）の話である。
手順 2: アは、ミラーの実験でできたのはアミノ酸などの簡単な有機物であり、DNA ができたわけでも、生命の誕生が証明されたわけでもないので誤り。イは、気体の種類・放電・アミノ酸の生成がすべて合っているので正しい。
手順 3: エは、熱水噴出孔のまわりは高温・高圧で、メタン・硫化水素・水素などの材料とエネルギーが供給されることが注目される理由なので、「低温」が誤り。
手順 4: ウは、RNA ワールドは RNA が遺伝情報と触媒の両方を担っていたとする考えであり、タンパク質や DNA が主役だったとするのは誤り。
手順 5: 正しいのはイだけで、1 つ選ぶという問いと合う。
答え: イ
ミラーの実験で生命（細胞）や DNA ができたと考えてしまう誤り。正しくは、できたのはアミノ酸などの簡単な有機物で、実験が示したのは「生物がいなくても無機物から有機物ができうる」ということ
RNA ワールドを「DNA が遺伝情報と触媒の両方を担っていた時代」と取り違える誤り。正しくは、遺伝情報と触媒の両方を担ったのは RNA であり、のちに遺伝情報は DNA、触媒はタンパク質に役割が移ったと考えられている
熱水噴出孔を「低温で穏やかな場所」と思い込む誤り。正しくは高温・高圧で、メタン・硫化水素・水素などが噴き出し、有機物ができる材料とエネルギーがある場所として注目されている
化学進化の順序を逆にして、膜で包まれた細胞ができてから有機物がつくられたとする誤り。正しくは、無機物から簡単な有機物 → タンパク質や核酸などの複雑な有機物 → それらが膜に包まれた原始的な細胞、の順と考えられている
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
原始地球での生命の誕生から、光合成生物や真核生物が現れるまでの過程について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
生命の誕生と初期の生物の進化について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
原始地球で生命が誕生する前に、有機物がどのようにしてできたかを調べるため、次の実験を行った。
【実験】 加熱して滅菌したガラス製の密閉装置に、メタン 、アンモニア 、水素 の混合気体と水蒸気 を入れた。装置の中には酸素 も生物も含まれていない。装置の一部で水を沸騰させて気体を循環させ、別の部分で気体に高い電圧をかけて火花放電を起こし続けた（装置 A）。同じ気体と水を入れ、放電を起こさずに同じ時間だけ水を沸騰させて気体を循環させる装置も用意した（装置 B）。1 週間後、それぞれの装置にたまった水溶液を調べた。結果は次の表のとおりである。
| 実験前の水 | 1 週間後の水溶液 | |
|---|---|---|
| 装置 A（放電あり） | アミノ酸は検出されなかった | グリシン・アラニンなど数種類のアミノ酸が検出された |
| 装置 B（放電なし） | アミノ酸は検出されなかった | アミノ酸は検出されなかった |
この実験の結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。