Question

10．叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化．为探究ATP形成的原动力，Jagendorf等科学家在黑暗中进行了如下实验．图中平衡的目的是让类囊体内部的pH和外界溶液相同，请回答下列问题：

（1）类囊体是叶绿体光合作用光反应的场所，光合作用发生时在类囊体生成三种物质[H]、ATP、O₂．
（2）图中实验过程及结果显示，ATP的形成与类囊体膜内外浓度有关，加入ADP和Pi后该物质从类囊体膜内（内部、腔内）流向类囊体膜外（外部、外界溶液），在酶的催化下将势能转换为ATP中的化学能．
（3）本实验在黑暗中进行是为了防止类囊体进行光反应产生氢（H⁺）生成ATP（或答光反应产生氢、光反应产生ATP）对实验造成影响．

Answer 1

分析 光合作用的过程可以分为光反应和暗反应两个阶段，光反应阶段主要发生水的光解和光能转变为活跃的化学能，产物主要有[H]、ATP和氧气，其中[H]和ATP参与暗反应的三碳化合物的还原过程．暗反应可以分为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程．光反应发生在类囊体薄膜，暗反应发生在叶绿体基质．

解答 解：（1）光反应阶段主要发生水的光解，产物主要有[H]、ATP和氧气．
（2）据图分析，类囊体内部的PH=4，类囊体外部的PH=8时加入ADP和Pi后有ATP生成，而对照组平衡了内外的PH后（即内外PH相等）加入ADP和Pi后没有ATP生成，可见是氢离子（H⁺）浓度差产生了势能后转换成活跃的化学能贮存在ATP中．故加入ADP和Pi后该物质从类囊体膜内（内部、腔内）流向类囊体膜外（外部、外界溶液），在酶的催化下将势能转换为ATP中的化学能．
（3）为了防止类囊体进行光反应产生氢（H⁺）生成ATP（或答光反应产生氢、光反应产生ATP）对实验造成影响，该实验需要在黑暗中进行．
故答案为：
（1）[H]、ATP、O₂
（2）氢离子（H⁺）    类囊体膜内（内部、腔内）   类囊体膜外（外部、外界溶液）
（3）类囊体进行光反应产生氢（H⁺）生成ATP（或答光反应产生氢、光反应产生ATP）

点评 本题通过实验主要考查光合作用的暗反应过程，意在强化学生对光合作用过程中的物质和能量的来源与去路的理解与掌握．题目难度中等．