Question

10．葉綠體在光下利用ADP和Pi合成ATP的過程稱為光合磷酸化．為探究ATP形成的原動力，Jagendorf等科學家在黑暗中進行了如下實驗．圖中平衡的目的是讓類囊體內(nèi)部的pH和外界溶液相同，請回答下列問題：

（1）類囊體是葉綠體光合作用光反應的場所，光合作用發(fā)生時在類囊體生成三種物質[H]、ATP、O₂．
（2）圖中實驗過程及結果顯示，ATP的形成與類囊體膜內(nèi)外濃度有關，加入ADP和Pi后該物質從類囊體膜內(nèi)（內(nèi)部、腔內(nèi)）流向類囊體膜外（外部、外界溶液），在酶的催化下將勢能轉換為ATP中的化學能．
（3）本實驗在黑暗中進行是為了防止類囊體進行光反應產(chǎn)生氫（H⁺）生成ATP（或答光反應產(chǎn)生氫、光反應產(chǎn)生ATP）對實驗造成影響．

Answer 1

分析 光合作用的過程可以分為光反應和暗反應兩個階段，光反應階段主要發(fā)生水的光解和光能轉變?yōu)榛钴S的化學能，產(chǎn)物主要有[H]、ATP和氧氣，其中[H]和ATP參與暗反應的三碳化合物的還原過程．暗反應可以分為二氧化碳的固定和三碳化合物的還原兩個過程．光反應發(fā)生在類囊體薄膜，暗反應發(fā)生在葉綠體基質．

解答 解：（1）光反應階段主要發(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時加入ADP和Pi后有ATP生成，而對照組平衡了內(nèi)外的PH后（即內(nèi)外PH相等）加入ADP和Pi后沒有ATP生成，可見是氫離子（H⁺）濃度差產(chǎn)生了勢能后轉換成活躍的化學能貯存在ATP中．故加入ADP和Pi后該物質從類囊體膜內(nèi)（內(nèi)部、腔內(nèi)）流向類囊體膜外（外部、外界溶液），在酶的催化下將勢能轉換為ATP中的化學能．
（3）為了防止類囊體進行光反應產(chǎn)生氫（H⁺）生成ATP（或答光反應產(chǎn)生氫、光反應產(chǎn)生ATP）對實驗造成影響，該實驗需要在黑暗中進行．
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）類囊體進行光反應產(chǎn)生氫（H⁺）生成ATP（或答光反應產(chǎn)生氫、光反應產(chǎn)生ATP）

點評 本題通過實驗主要考查光合作用的暗反應過程，意在強化學生對光合作用過程中的物質和能量的來源與去路的理解與掌握．題目難度中等．