Question

【題目】1941年，魯賓和卡門用同位素標記法追蹤光合作用中O2的來源。實驗示意圖如下：

（1）將甲乙兩組裝置同時置于適宜的光照條件下，短時間內檢測產生的氣體A、B是否有放射性。甲實驗的結果是產生的O2不具有放射性。甲實驗的結論是什么？________________________。乙實驗的結果是產生的O2具有放射性。乙實驗的結論是什么？_____________________。

（2）上述兩個實驗進行較長時間后，甲乙兩組均停止二氧化碳供應，再將其同時置于黑暗條件下，此時產生的氣體A______（含有，不含有）18O，原因是___________。產生的氣體B______（含有，不含有）18O，原因是_______。

Answer 1

【答案】光合作用釋放的O2的氧，不來源于CO2（中的氧） 光合作用釋放的O2的氧來源H2O（中的氧） 含有 甲圖所示實驗在光合作用過程中合成了含有O18的C6H1218O6，黑暗條件下細胞中C6H1218O6經有氧呼吸第一和第二階段，產生C18O2 含有 乙圖所示實驗在黑暗條件下，H218O直接參與有氧呼吸第二階段反應，生成C18O2

【解析】

光合作用包括光反應和暗反應，光反應階段包括水的光解、ATP的合成等，暗反應階段包括二氧化碳的固定，C3的還原，ATP的水解等。光反應的場所是葉綠體的類囊體薄膜，暗反應的場所是葉綠體基質。

（1）光合作用產生的O2來自H2O，而不是來自于CO2，所以實驗甲產生的O2沒有放射性，實驗乙產生的O2有放射性。

（2）有氧呼吸產生的CO2中的O來自C6H12O6和H2O，實驗甲在光合作用過程中合成了C6H1218O6，黑暗條件下細胞中C6H1218O6經有氧呼吸第一和第二階段，產生C18O2。而實驗乙中的本身就有H218O，H218O直接參與有氧呼吸第二階段反應，生成C18O2，所以黑暗條件下兩個實驗細胞在進行有氧呼吸時都會產生C18O2。