Question

10．葉綠體在光下利用ADP和Pi合成ATP的過(guò)程稱為光合磷酸化．為探究ATP形成的原動(dòng)力，Jagendorf等科學(xué)家在黑暗中進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．圖中平衡的目的是讓類囊體內(nèi)部的pH和外界溶液相同，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）類囊體是葉綠體光合作用光反應(yīng)的場(chǎng)所，光合作用發(fā)生時(shí)在類囊體生成三種物質(zhì)[H]、ATP、O₂．
（2）圖中實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果顯示，ATP的形成與類囊體膜內(nèi)外濃度有關(guān)，加入ADP和Pi后該物質(zhì)從類囊體膜內(nèi)（內(nèi)部、腔內(nèi)）流向類囊體膜外（外部、外界溶液），在酶的催化下將勢(shì)能轉(zhuǎn)換為ATP中的化學(xué)能．
（3）本實(shí)驗(yàn)在黑暗中進(jìn)行是為了防止類囊體進(jìn)行光反應(yīng)產(chǎn)生氫（H⁺）生成ATP（或答光反應(yīng)產(chǎn)生氫、光反應(yīng)產(chǎn)生ATP）對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響．

Answer 1

分析 光合作用的過(guò)程可以分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，光反應(yīng)階段主要發(fā)生水的光解和光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能，產(chǎn)物主要有[H]、ATP和氧氣，其中[H]和ATP參與暗反應(yīng)的三碳化合物的還原過(guò)程．暗反應(yīng)可以分為二氧化碳的固定和三碳化合物的還原兩個(gè)過(guò)程．光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)．

解答 解：（1）光反應(yīng)階段主要發(fā)生水的光解，產(chǎn)物主要有[H]、ATP和氧氣．
（2）據(jù)圖分析，類囊體內(nèi)部的PH=4，類囊體外部的PH=8時(shí)加入ADP和Pi后有ATP生成，而對(duì)照組平衡了內(nèi)外的PH后（即內(nèi)外PH相等）加入ADP和Pi后沒(méi)有ATP生成，可見是氫離子（H⁺）濃度差產(chǎn)生了勢(shì)能后轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能貯存在ATP中．故加入ADP和Pi后該物質(zhì)從類囊體膜內(nèi)（內(nèi)部、腔內(nèi)）流向類囊體膜外（外部、外界溶液），在酶的催化下將勢(shì)能轉(zhuǎn)換為ATP中的化學(xué)能．
（3）為了防止類囊體進(jìn)行光反應(yīng)產(chǎn)生氫（H⁺）生成ATP（或答光反應(yīng)產(chǎn)生氫、光反應(yīng)產(chǎn)生ATP）對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，該實(shí)驗(yàn)需要在黑暗中進(jìn)行．
故答案為：
（1）[H]、ATP、O₂
（2）氫離子（H⁺）    類囊體膜內(nèi)（內(nèi)部、腔內(nèi)）   類囊體膜外（外部、外界溶液）
（3）類囊體進(jìn)行光反應(yīng)產(chǎn)生氫（H⁺）生成ATP（或答光反應(yīng)產(chǎn)生氫、光反應(yīng)產(chǎn)生ATP）

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)主要考查光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光合作用過(guò)程中的物質(zhì)和能量的來(lái)源與去路的理解與掌握．題目難度中等．