Question

【題目】1937年，英國植物學(xué)家希爾（R，Hill）從植物細(xì)胞中分離出葉綠體，給予離體葉綠體懸液（有H2O，沒有CO2）光照，就能放出O2；在希爾反應(yīng)的基礎(chǔ)上，美國科學(xué)家阿爾農(nóng)（D．Amon）又發(fā)現(xiàn)在光下的葉綠體，不供給CO2時(shí)，還能積累NADPH和ATP。請回答下列問題：

（1）希爾的實(shí)驗(yàn)可說明：__________________________。

（2）阿爾農(nóng)的實(shí)驗(yàn)中NADPH和ATP的形成場所在________________，其中________________結(jié)合形成 NADPH。

（3）在希爾和阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，撤去光照供給CO2后產(chǎn)生有機(jī)物，據(jù)此可得出的結(jié)論是： __________________________。

（4）20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文（M． Calvin）用小球藻探明CO2如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的，請簡述該實(shí)驗(yàn)的思路：_______________________________________。

Answer 1

【答案】離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生H2O的光解、產(chǎn)生O2（或光合作用釋放的O2來自于H2O而不是CO2） 葉綠體類囊體膜上（或基粒） NADP+與H+ H2O光解產(chǎn)生O2與CO2合成有機(jī)物的過程是兩個(gè)過程（或光反應(yīng)和暗反應(yīng)是兩個(gè)過程/光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH參與了合成有機(jī)物的過程） 用經(jīng)過14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向

【解析】

由題中的信息可知，光合作用過程中產(chǎn)生的氧氣來自于參加反應(yīng)的水。希爾反應(yīng)和有機(jī)物的合成過程可以分別進(jìn)行，美國科學(xué)家阿爾農(nóng)（D．Amon）又發(fā)現(xiàn)在光下的葉綠體，不供給CO2時(shí)，還能積累NADPH和ATP。在光下積累NADPH和ATP，在暗處可以進(jìn)行有機(jī)物的合成，并且NADPH和ATP在合成有機(jī)物過程中被消耗。希爾反應(yīng)及阿爾農(nóng)的發(fā)現(xiàn)只有在光下才能進(jìn)行，在暗處是不能進(jìn)行的。

（1）英國植物學(xué)家希爾（R．Hill）用離體葉綠體懸液（有H2O，沒有CO2）在光照下發(fā)生H2O的光解、產(chǎn)生O2（光合作用釋放的O2來自于H2O而不是CO2），可以說明離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣。

（2）NADPH和ATP的形成發(fā)生在葉綠體類囊體膜上（或基粒）；水分解為氧和H+，氧直接以氧分子的形式釋放出去，NADP+與H+結(jié)合形成NADPH。

（3）在希爾和阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，撤去光照供給CO2，由于存在光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP，故能進(jìn)行暗反應(yīng)產(chǎn)生有機(jī)物，說明光合作用中O2產(chǎn)生和糖類合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而是分階段進(jìn)行的，即H2O光解產(chǎn)生O2與CO2合成有機(jī)物的過程是兩個(gè)過程。

（4）美國科學(xué)家卡爾文（M．Calvin）用小球藻做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用經(jīng)過14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向，最終探明了CO2中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的。